3.2压力传感器 1.液柱式压力计 原理是使压力与液柱所产生的力相平衡，用液柱高度测量压力，常用的有 型管式、单管式、浮子式等多种，主要用于表压，差压及压力电传送或压力标准 等场合，如风力表、水压表。 GK4-PM43.26型液柱式压力计，测量介质为纯水、纯水银。立式测量范围 为水柱8~20kPa、水银100~200kPa,精度为一个刻度格，操作方法为手动应用， 可校验高精度压力表，利用液柱读取测量值。 2.活塞式压力计 原理是利用在自由运动活塞上，被测压力所形成的力与标准重物所产生的力 相平衡而测得压力。根据砝码及活塞本身重量的大小来判别被测压力的数值。 根据结构不同，活塞式压力计分为密封式和非密封式两种形式。非密封式得到广 泛应用。 活塞式压力计广泛应用在基准、标准以及校验其他压力表的工作中。 第3章机电系统中的传感器技术
第3章 机电系统中的传感器技术 7 3.2 压力传感器 1.液柱式压力计 原理是使压力与液柱所产生的力相平衡，用液柱高度测量压力，常用的有 型管式、单管式、浮子式等多种，主要用于表压，差压及压力电传送或压力标准 等场合，如风力表、水压表。 GK4-PM43.26型液柱式压力计，测量介质为纯水、纯水银。立式测量范围 为水柱8~20kPa、水银100~200kPa，精度为一个刻度格，操作方法为手动应用， 可校验高精度压力表，利用液柱读取测量值。 2.活塞式压力计 原理是利用在自由运动活塞上，被测压力所形成的力与标准重物所产生的力 相平衡而测得压力。根据砝码及活塞本身重量的大小来判别被测压力的数值。 根据结构不同，活塞式压力计分为密封式和非密封式两种形式。非密封式得到广 泛应用。 活塞式压力计广泛应用在基准、标准以及校验其他压力表的工作中
3.2压力传感器 3.弹性式压力计 原理是利用各种弹性元件作为感受件，弹性元件受力后的反作用力与被测 压力平衡，此时弹性元件的变形就是被测压力的函数，可以用测量弹性变形来 测得压力。测量范围宽10Pa~100Pa。目前使用普遍的弹性元件有三类：薄膜 式；波纹式；弹簧管式。 力平衡式压力计的原理是被测压力或压差作用于弹性敏感元件上，弹性敏 感元件感受压力作用并将其转换为位移或力，并作用与力平衡系统，力平衡系 统受力后将偏离原有的平衡状态；由偏差检测器输出偏差值至放大器；放大器 将信号放大并输出电流（或电压）信号，电流信号控制反馈力或力矩发生机构， 使之产生反馈力，与作用力平衡时，仪表处于新的平衡状态；显示机构可输出 与被测压力或压差相对应的信号。 敏感元件 放大器 显示机料 反馈力 发生机构 图3.2力平衡式压力计的基本框图 第3章机电系统中的传感器技术 8
第3章 机电系统中的传感器技术 8 3.2 压力传感器 3.弹性式压力计 原理是利用各种弹性元件作为感受件，弹性元件受力后的反作用力与被测 压力平衡，此时弹性元件的变形就是被测压力的函数，可以用测量弹性变形来 测得压力。测量范围宽10Pa~100Pa。目前使用普遍的弹性元件有三类：薄膜 式；波纹式；弹簧管式。 力平衡式压力计的原理是被测压力或压差作用于弹性敏感元件上，弹性敏 感元件感受压力作用并将其转换为位移或力，并作用与力平衡系统，力平衡系 统受力后将偏离原有的平衡状态；由偏差检测器输出偏差值至放大器；放大器 将信号放大并输出电流（或电压）信号，电流信号控制反馈力或力矩发生机构， 使之产生反馈力，与作用力平衡时，仪表处于新的平衡状态；显示机构可输出 与被测压力或压差相对应的信号
3.2压力传感器 3.2.2电学式压力传感器 1.电阻应变片式压力传感器 可测范围0.5~100kgm2精度0.5%2%，常用的有柱形、环形、梁式和轮辐式 o 图3.3柱形和筒形弹性元件组成的测力传感器 第3章机电系统中的传感器技术
第3章 机电系统中的传感器技术 9 3.2 压力传感器 3.2.2 电学式压力传感器 1.电阻应变片式压力传感器 可测范围 2 0.5~100kgf/m 精度 0.5%~2% ，常用的有柱形、环形、梁式和轮辐式
3.2压力传感器 (a) (b) (c) 图3.3柱形和筒形弹性元件组成的测力传感器 8= E EA A为筒体截面积： 电阻应变仪测出： E=2(1+W)e A=π(D-D)2/4 第3章机电系统中的传感器技术 10
第3章 机电系统中的传感器技术 10 3.2 压力传感器 L p E EA = = 电阻应变仪测出： 2(1 ) L = + 2 1 2 A D D = − ( ) / 4 A为筒体截面积：
3.2压力传感器 2.电容式压力传感器 采用变电容测量原理，将由被测压力引起的弹性元件的位移变形转变为电 容的变化，测出电容量便可知道被测压力的大小。 C= 8A d ￡为电容极板间介质的介电常数，A为两平行板相对面积，d为两平行板间距 测量范围在10~10000mmH20,精度在0.2%左右。 3.压阻式压力传感器 连接 电環战 正输入N 固体受力后电阻率发生变化的 负输入-N) 现象称为压阻效应。 负缩入一N奶 自（绿）线 正输出(OUT 红线 特点是：灵敏度高，频率响应高： 负输出（仁UT 测量范围宽，精度高，工作可靠。 图3.4MPM380系列压阻式压力传感番的电路接线图 第3章机电系统中的传感器技术 11
第3章 机电系统中的传感器技术 11 3.2 压力传感器 2.电容式压力传感器 采用变电容测量原理，将由被测压力引起的弹性元件的位移变形转变为电 容的变化，测出电容量便可知道被测压力的大小。 A C d = 为电容极板间介质的介电常数，A为两平行板相对面积，d为两平行板间距 测量范围在10~10000mmH2O,精度在0.2%左右。 3.压阻式压力传感器 固体受力后电阻率发生变化的 现象称为压阻效应。 特点是：灵敏度高，频率响应高； 测量范围宽，精度高，工作可靠