弹性式压力表：原理、分类及应用

弹性式压力测量仪表，根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移，用得最多的是工业压力表。弹性元件受压后产生的形变输出（力或位移），可以通过传动机构直接带动指针指示压力（或压差），也可以通过某种电气元件组成变送器，实现压力（或压差）信号的远传。弹性式压力测量仪表量程范围广，结构简单，结实耐用，价格低。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同主要分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表；按输出信号的不同分为模拟压力表和数字压力表。

1.膜片式压力表

膜片按剖面形状分为平薄膜片、波纹膜片和挠性膜片，可与其他转换元件合用，如电容式压力传感器、光纤式压力传感器、力矩平衡式压力变送器。

膜片一般是由金属制成，膜片中心上下压着两个金属硬盘，称为硬心，当被测压力改变时，膜片将压力转换成位移，小位移量时两者线性关系良好。

膜片受压产生的位移，可直接带动传动机构，称为膜片压力表。由于膜片位移太小，膜片压力表灵敏度低，指示准确度不高，一般为2.5级，主要用于微压和粘滞性介质的压力测量。常用的膜片材料有：锡锌青铜、磷青铜、高弹性合金、碳素钢、不锈钢等。

2.波纹管式压力计

波纹管由金属薄片折皱成手风琴风箱状，当波纹管轴向受压时，由于伸缩变形产生较大的位移，故一般可在其自由端安装传动机构，带动指针直接读数，构成波纹管压力表。波纹管压力计优点是灵敏高，可测较低压力。缺点是迟滞误差较大，准确度一般只有1.5级。膜片式和波纹管式压力表弹性元件的结构见表3-2。

表3-2 弹性元件的结构

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3.膜盒压力表

为了提高膜片大位移时的线性关系，可将平面膜片制成环状同心波纹的圆形薄膜，称波纹膜。有时也将两块波纹膜片延周边对焊起来，形成膜盒，用于差压测量。两个金属膜片分别感受被测压力p₁和p₂，压力差使固定在膜盒中的硬心产生上下的位移或力输出。

4.弹簧管压力表(www.xing528.com)

弹簧管压力表属于就地指示型压力表，就地显示压力的大小，不带远程传送显示、调节功能。

弹簧管压力表的主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管，管的横切面为椭圆形。作为测量元件的弹簧管一端固定起来，并通过接头与被测介质相连；另一端封闭，为自由端。自由端借连杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置，将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力，如图3-4所示。

弹簧管压力表适用测量无爆炸，不结晶，不凝固，对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。

弹簧管压力表结构简单，使用方便，价格低廉，使用范围广，测量范围宽。可测负压、微压、低压、中压和高压。准确度有0.4、0.5、1.0、1.5、2.5级等。

5.电接点压力表

电接点压力表具有测量控制功能，可任意设定上、下限值，动作稳定可靠，在石油、化工、电站、冶金等工业企业及机电设备上广泛配套使用。仪表由测量系统、指示装置、磁助电接点装置、外壳、调节装置及接线盒等组成，如图3-5所示。

当被测压力作用于弹簧管时，其末端产生相应的弹性变形一位移，经传动机构放大后，由指示装置在度盘上指示出来。同时指针带动电接点装置的活动触点与设定指针上的触点（上限或下限）相接触的瞬时，致使控制系统接通或断开电路，以达到自动控制和发信报警的目的。

图3-4 弹簧管压力表

1—弹簧管 2—拉杆 3—扇形齿轮 4—中心齿轮 5—指针 6—面板 7—游丝 8—调整螺丝 9—接头

图3-5 电接点压力表

1—低压给定指针及接点 2—指针及接点 3—绿灯 4—高压给定指针及接点 5—红灯