第05章压力测量1-弹簧管,传感器

第5章压力测量5.0概述5.1常规测压方法与仪表5.2压力信号的电变送方法（压力传感器）5.3气流的压力测量5.4压力检测仪表的使用与校准5.0概述

压力测量的重要性：热力系统与设备的安全和经济运行；热力机械的运行状况的必要参数；深入研究其内部的工作过程的需要。压力的表示方法根据测量方法和参照点的不同，在工程上压力的表示方法：绝对压力以绝对真空作为零点压力标准。表压力以大气压作为零点压力标准。相对压力（差压力）以大气压以外的任意压力为零点压力标准。负压力或真空低于大气压的压力。压力的表示方法Absolutepressure:usedforthepressuremeasuredrelativetozeropressure.Gaugepressure:thepressuremeasuredrelativetotheatmosphericpressure.Thedifferentialpressurebetweentheabsolutepressureandtheatmosphericpressure.Positivepressure:thegaugepressurewhentheabsolutepressureishigherthantheatmosphericpressure.Negativepressure:thegaugepressurewhentheabsolutepressureislowerthantheatmosphericpressure.Vacuum:theabsolutepressurelowerthanatmosphere.压力检测的基本方法根据工作原理的不同，压力检测方法可分为：(1)重力平衡法利用工作液体产生的重力或砝码的重量与被测压力相平衡，将被测压力转换为液柱高度或平衡砝码的重量。例：液柱式压力计、活塞式压力计。

(2)弹性力平衡法利用弹性元件受压力作用发生弹性变形产生的弹性力与被测压力相平衡，将压力转换成位移，通过测量弹性元件位移变形的大小测出被测压力。类型多，应用广泛，可测量正压、负压和压差。压力检测的基本方法(3)机械力平衡方法将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力测知被测压力。特点：精度较高，结构复杂。

(4)物性测量方法在压力的作用下，利用敏感元件的某些物理特性与压力成确定关系变化的原理，将被测压力直接转换为各种电量来测量。例：应变式、压电式、电容式压力传感器。5.1常规测压方法与仪表5.1.1液柱式压力计5.1.2弹性式压力计5.1.3其他形式测压仪表5.1.4真空测量5.1.1液柱式压力计液柱式压力计以流体静力学原理为基础。通常采用充有水或水银等液体的玻璃U形管、单管或斜管进行压力测量；结构形式(1)、U形管压力计在U形管两端接入不同压力，U形管两边管内液柱差h与被测压力的关系为

被测压差或压力可以用工作液高度h表示。h—两液面的高度差；d—玻璃管直径；D—大容器直径。由于D>>d，故d2/D2可以忽略不计，则上式为(2)、单管压力计单管压力计的精度高于U型管压力计。相当于将U形管的一端换成一个大直径的容器，当大容器一侧接被测压力，管一侧接大气压时，满足关系：管内工作液面上升的高度h即可表示被测压力的大小。(3)、斜管压力计用U形管或单管压力计来测量微压时，液柱高度变化很小，读数困难，为了提高灵敏度，减小误差，可将单管压力计的玻璃管制成斜管。大容器通入被测压力p1，斜管通大气压力p2，则p1与液柱之间的关系为：式中L—斜管内液柱的长度；—斜管倾斜角。由于L>h，所以斜管压力计比单管压力计的精度更高。2、液柱式压力计测量误差及其修正(1)环境温度(2)重力加速度(3)毛细现象(1)、环境温度的影响环境温度偏离规定温度时，封液密度、标尺长度发生变化。封液的体膨胀系数比标尺的线膨胀系数大1～2个数量级；工业测量——考虑温度变化引起的封液密度变化对压力测量的影响；精密测量——修正标尺长度变化的影响。环境温度偏离规定温度20℃后，封液密度改变对压力计读数影响的修正公式为：h20：20℃封液液柱高度；h：温度为t时封液液柱高度b：封液的体膨胀系数；t：测量时的实际温度。（5-7）(2)、重力加速度变化的修正仪器使用地点的重力加速度gj：（5-8）H,j: 使用地点海拔高度(m)和纬度;gN: 标准重力加速度（9.80665m.s-2）R： 地球的公称半径(纬度45°海平面处)，6356766m；(3)、毛细现象造成的误差毛细现象使封液表面弯曲，引起液柱的升高或降低，产生读数误差。这种误差与封液的表面张力、管径、管内壁的洁净度等因素有关，难以精确确定。实际应用时，常通过加大管径的方法减小毛细现象的影响。酒精： d＞3mm水、水银：d＞8mm5.1.2弹性压力计当被测压力作用于弹性元件时，弹性元件便产生相应的弹性变形。根据变形量的大小，可以测得被测压力。弹性压力计的组成环节弹性元件，感受压力并产生弹性变形，弹性元件采用何种形式要根据测量要求选择和设计；变换放大机构，将弹性元件的变形进行变换和放大；指示机构，(如指针与刻度标尺)用于给出压力示值；调整机构，用于调整零点和量程。弹性元件同样的压力下，不同结构、不同材料的弹性元件会产生不同的弹性变形。常用的弹性元件有弹簧管、波纹管、薄膜等。波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压或真空度的测量。弹簧管截面为非圆形（椭圆形或扁圆形），并弯成圆弧状的空心管；一端为封闭（自由端），一端为开口（固定端）1、弹簧管压力计弹簧管压力计的特点单圈弹簧管自由端的位移量一般不超过2～5mm。为了提高弹簧管的灵敏度，增加自由端的位移量，可采用回形(S形)弹簧管或螺旋形弹簧管。齿轮传动机构：把自由端的线位移转换成指针的角位移，使指针能明显地指示出被测值。其上的可调螺钉，用以改变连杆和扇形齿轮的铰合点，从而改变指针的指示范围。转动轴处装着一根游丝，用来消除齿轮啮合处的间隙。传动机构的传动阻力要尽可能小，以免影响仪器的精度。弹簧管压力计的量程和精度等级单圈弹簧管压力表的精度等级普通型：1.0、1.6、2.5、4级；精密型：0.16、0.25、0.4级。测量范围:我国的测压仪表按系列生产，从真空到109Pa，其标尺上限的刻度值为(1，1.6，2.5，4，6.3)×10nMPa(其中n为正、负整数)。使用范围：仪表工作在正常允许的压力范围内。对于波动较大的压力，仪表的示值应经常处于量程的1/2；被测压力波动小，仪表示值可在量程的2/3，但被测压力值一般不应低于量程的1/3。精密压力表YB-150B(0－1.6MPa)

精密微压表YB-150B(0－0.06MPa)精密压力真空表YB-150B(-0.1－0.5MPa)

精密真空表YB-150B(-0.1－0MPa)2、膜式压力计膜式压力计的分类膜片压力计：测量腐蚀性介质或非凝固、非结 晶的粘性介质的压力；膜盒压力计：测量气体的微压和负压。膜片的分类膜片可分为弹性膜片和挠性膜片两种。弹性膜片一般由金属制成，常用的弹性波纹膜片是一种压有环状同心波纹的圆形薄片；弹性波纹膜片的挠度与压力的关系主要取决于波纹的形状、数目、深度和膜片的厚度、直径，而边缘部分的波纹情况则基本上决定了膜片的特性，中部波纹的影响很小。挠性膜片只起隔离被测介质的作用，它本身几乎没有弹性，是由固定在膜片上的弹簧的弹性力平衡被测压力。膜盒式压力计的结构膜式压力计的使用范围膜式压力计的精度一般为2.5级膜片压力计的测量范围

真空或0～6×106Pa膜盒压力计的测量范围

0～±4×104Pa3、波纹管式压差计波纹管式压差计以波纹管为感压元件测量压差信号，有单波纹管和双波纹管两种，主要用作流量和液位测量的显示仪表。波纹管是外周沿轴向有深槽形波纹状皱褶，可沿铀向伸缩的薄壁管。它受压时的线性输出范围比受拉时的大，故常在压缩状态下使用。双波纹管压差计结构4、弹性压力计的误差环境影响、仪表的结构、加工和弹性材料性能的不完善，会给压力测量带来各种误差。迟滞误差：相同压力下，同一弹性元件正反行程的变形量不同，也因而存在迟滞误差。弹性后效误差：弹性元件变形落后于被测压力的变化；间隙误差：仪表的各种活动部件之间有间隙，示值与弹性元件的变形不完全对应；摩擦误差：仪表的活动部件运动时，相互间有摩擦力；温度误差：环境温度改变会引起金属材料弹性模量的变化。这些误差的存在使一般的弹性压力计的精度低于0.1％。提高精度的主要途径采用无迟滞误差或迟滞误差极小的“全弹性”材料和温度误差很小的“恒弹性”材料制造弹性元件，如Ni42CrTi，Ni36CrTiA，熔凝石英；更精确的转换技术，减少或取消中间传动机构，以减少间隙误差和摩擦误差阻应变转换技术；限制弹性元件的位移量；采用无干摩擦的弹性支承或磁悬浮支承；采用更好的制造工艺，充分发挥材料的优良性能。5、弹性元件的结构和特性类别名称示意图压力测量范围kPa输出特性动态性质最小最大时间常数/s自振频率/Hz薄膜式平薄膜0～100～10510-5～10-210～104波纹膜0～10-30～10310-2～10-110～102挠性膜0～10-50～10210-2～11～102波纹管式波纹管0～10-30～10310-2～10-110～102弹簧管式单圈弹簧管0～10-10～106－102～103多圈弹簧管0～10-20～105－10～102弹性元件的结构和特性5.1.3Measurementoflowpressures(vacuum)Vacuumtendstobeusedforpressureslessthantheatmosphericpressure,namely1.013×105Pa.Aunitthatisoftenusedforsuchpressureisthetorr(乇）,thisbeingthepressureequivalenttothatgivenbyacolumnofmercuryofheight1mm.

1mmHg=133.322Pa=1torrThelowertheabsolutepressureis,thehigherthedegreeofvacuumis.真空划分(10-12~105Pa)粗真空：103～105Pa低真空：103～10-1Pa高真空：10-1～10-6Pa超高真空：10-6～10-12Pa极高真空：<10-12Pa

真空测量方法的分类

现在真空技术在生产、科研中的用途愈来愈广，在整个真空范围内所采用的测量方法也是多种多样的。按测量原理可以分为：基于力的作用原理：U形管，波登管式，波纹管式，膜片式；基于压缩作用原理：麦克劳真空计；基于导热作用原理：电阻真空计，热电偶真空计；基于电离作用原理：热阴极式，冷阴极式，放射性真空计。1、U形管真空计最简单的真空计。U形管中盛有液体（水银或油），一端接到真空系统上，另一端通大气。两管中液面的高度差，就可测得真空系统中的真空度，P=Pa-h，其中P为系统中真空度，Pa为大气压值，h为两液面之差。2、压缩真空计根据波义耳定律，将被测真空系统中一定的残余气体压缩，比较压缩前后体积、压力的变化，即能得到真空度。玻义耳－马略特定律： 对于一定质量的气体，在其温度保持不变时，它的压强和体积成反比，即

PV=C（常数）（T不变时）或

P1V1＝P2V2=…=PnVn实际气体只是在压强不太高、温度不太低的条件下才服从这一定律。麦克劳真空计绝对真空计。麦克劳1874年研制，简称麦氏计。测量范围1.3*10-8Pa~1.3*103

Pa；精度高，可作为其它真空计的标准。由毛细管A、毛细管B、玻璃泡、导液管、水银瓶构成。A、B两部分在N处连通，当水银杯R升高，水银上升越过刻线N后，原B、C中的气体全被压入测量毛细管C中。压缩过程可作为等温过程；A和D部分与真空系统连通，真空系统容积远大于A和D，因此A和D可认为是定压过程。A、D；B、C两部分气体的压强差可由毛细管C、D水银柱的高度差h表示。以V表示N以上BC的总体积，VC为C管中压缩后气体的体积，根据玻义耳定律：pV=(p+h)Vc其中p为真空系统中压强。

3、热导式真空计－测量低真空一种测量低真空的相对真空计。原理：在低压强下气体热导率与其压力之间的关系。基于气体压强P低于某一定值时，气体的导热系数K与P成正比，即：

K=bP，b：比例常数假设灯丝由导热损失的热量与加热电流I所产生的热量平衡时，灯丝温度不变。其平衡方程为：R：灯丝电阻；E1：气体分子迁移热量；E2：辐射迁移热量；E3：引出导线的迁移热量。若由于压力减小而使E1减小，则当I不变时，平衡方程将失去平衡，使灯丝温度变化。由此可根据灯丝温度来衡量压力的变化。即热导真空计通过测量灯丝温度来得到压力大小。热导真空计的工作原理

热导式真空计的分类根据测定气体热传导方法的不同，热导式真空计可分为：电阻真空计热电偶真空计(a)电阻真空计电阻真空计，又称皮喇尼真空计。主要由电阻式规管和测量电路两部分组成。在电阻规管内封装一只电阻温度系数较大的电阻丝，常用的有钨丝和铂丝。规管与被测真空计系统相连。在较低的压力(小于13.3Pa)时，热电阻丝的电阻值取决于周围气体的压强。真空度不同－>气体传热性能不同－>使温差电动势不同。热偶规管：由玻璃壳、铂丝、热电偶构成。铂丝通以恒定电流，用于加热热电偶，其温度为100～200℃。热电偶是由镍铬—镍硅、或镍－康铜制成，其作用是在它的加热端与冷端(非加热端）温度不同时，产生温差电动势。(b)热电偶真空计（相对真空计）1-2为加热丝,3-4为热电偶通过测量温差电动势，可间接测得真空度。热偶计只能测量低的真空度，真空度较高时，压强变化与气体热传导无关，故热偶计不能用于高真空测量。

4、电离真空计电离真空计广泛使用在高真空区域。电离真空计诞生于1916年，其测量范围达到1.3×10-2~1.3×10-5Pa。可以远距离测量，易于实现自动记录及控制，由于有炽热的灯丝，不适于测高氧气体。4、电离真空计电离真空计是通过在稀薄气体中引起电离，然后利用离子电流测量压力。在气体中如果有动能足够大的电子与气体分子相碰撞，它可以从气体分子中击出一个或几个电子使气体分子成为正离子。把这种正离子收集到一个电极上使其产生离子电流，在稀薄气体中，离子电流的大小与气体压力有关。电离真空计结构热阴极电离真空计主要由圆筒式热阴极电离规管和测量电路两部分组成。阴极/灯丝栅极/加速极:螺旋形收集极:圆筒形电离规管结构电离真空计原理测量时电离规管与被测真空系统相连。通电后阴极加热所发射的电子在带正电的加速极作用下，加速运动，当电子的动能足够大，在飞向加速极的路途中与管内低压气体分子碰撞，即可使气体分子电离。电离产生的电子和正离子分别在加速极和收集极(带负电位)上形成电流Ie和离子流Ii。式中，k为规管的灵敏度。由于用电离真空计测量压力时，电子电流保持不变，故当压力足够低(低于10-1Pa)时，离子电流Ii与电子电流Ie之比正比于气体的压力p，即5、弹性变形式真空计（1）弹性式真空表（粗真空）（2）电容式薄膜真空计（10-2～105Pa）5.2压力信号的电变送方法(压力传感器)5.2压力信号的电变送方法(压力传感器)压力传感器：测量压力并提供远传电信号的装置。压力传感器可以直接将被测压力变换成各种形式的电信号，适合于自动化系统集中检测与控制的要求。压力传感器结构型式多种多样，常见的型式有压阻式、压电式、应变式、电容式、电感式、振频式、光电式、光纤式、超声式压力传感器等。压力传感器的类型压阻式压电式应变式电容式电感式力平衡式谐振式5.2.1压阻式压力传感器压阻效应物质受外力作用，电阻率发生变化的现象。利用压阻效应测量压力的传感器叫压阻式压力传感器。常用的压阻材料是硅和锗。类型应变式压力传感器，利用半导体材料的体电阻做成粘贴式的应变片，与弹性敏感元件一起组成粘贴型压阻式压力传感器；在单晶硅基片上用集成电路工艺制成扩散电阻，此基片既是压力敏感元件，又是变换元件，这类传感器叫做扩散型压阻式压力传感器。简称压阻式压力传感器或固态压力传感器。压阻式压力传感器结构示意图硅平膜片在圆形硅杯的底部，其两边有两个压力腔，分别输入被测差压或被测压力与参考压力。高压腔接被测压力，低压腔与大气连通或接参考压力。膜片上的两对电阻，一对位于受压应力区，另一对位于受拉应力区，当压力差使膜片变形，膜片上的两对电阻阻值发变化，使电桥输出相应压力变化的信号。压阻式压力传感器的特点灵敏度高，比金属丝式应变片灵敏度高50～100倍；频率响应高，可测300～500kHz以下的脉动压力；测量范围宽，10Pa～60MPa；精度高，可达±0.02％；易于微小型化，国内已生产出φ1.8mm的微型压阻式压力传感器。5.2.2压电式压力传感器压电效应

某些电介质沿着某一个方向受力而发生机械变形(压缩或伸长)时，其内部将发生极化现象，并在其某些表面产生电荷。当外力去掉后，它又会重新回到不带电的状态，此现象称为“压电效应”。式中Q为电荷量；k为压电常数；S为作用面积；p为压力。通过测量电荷量可知被测压力大小。常用的压电材料天然或人造的单晶体如石英晶体，其性能稳定，其介电常数和压电系数的温度稳定性很好，在常温范围内几乎不随温度变化。机械强度高，绝缘性能好；价格昂贵．一般只用于精度要求很高的传感器中。人造多晶体（压电陶瓷）如钛酸钡、铬钛酸铅。受力作用时，在垂直于极化方向的平面上产生电荷，其电荷量与压电系数和作用力成正比。压电陶瓷的压电系数比石英晶体的大，且价格低廉，被广泛用作传感器的压电元件。压电式压力传感器结构示意图压电元件夹于两个弹性膜片之间，压电元件的一个侧面与膜片接触并接地，另一侧面通过引线将电荷量引出。被测压力均匀作用在膜片上，使压电元件受力而产生电荷。电荷量一般用电荷放大器或电压放大器放大，转换为电压或电流输出，输出信号与被测压力值相对应。压电传感器的信号输出压电传感器产生的信号非常微弱，输出阻抗很高，必须经过前置放大，把微弱的信号放大，并把高输出阻抗变换成低输出阻抗，才能为一般的测量仪器接受。电压信号输出电路简单，价格便宜，工作可靠，但对检入电容的变化很敏感，不能随意更换出厂配套的电缆。电荷信号输出不受输入电容的影响，因此可用很长的连接电缆；价格高，电路复杂，调整困难。压电式压力传感器的特点体积小，结构简单，工作可靠；测量范围宽，可测100MPa以下的压力；测量精度较高；频率响应高，可达30kHz，是动态压力检测中常用的传感器；不适宜测量缓慢变化的压力和静态压力（why？）。5.2.3应变式压力传感器应变式压力传感器是一种通过测量各种弹性元件的应变来间接测量压力的传感器。应变元件的工作原理基于导体和半导体的“应变效应”，即当导体和半导体材料发生机械变形时，其电阻值将发生变化。根据制作材料的不同，应变元件可以分为金属和半导体两大类。电阻值的相对变化与应变的关系电阻值的相对变化与应变有以下关系：

式中ε为材料的应变；K为材料的电阻应变系数，即单位应变引起的电阻相对变化量。金属：K＝2～6半导体：K＝60～180电阻应变片应变片由应变敏感元件、基片和覆盖层、引出线三部分组成。应变敏感元件核心部分，由金属丝、金属箔或半导体材料组成，作用是将弹性压力敏感元件的机械应变转换成电阻的变化。基片和覆盖层 固定和保护应变敏感元件、传递应变和电气绝缘。电阻应变片的结构形式1－丝式应变片丝式应变片由金属丝栅(亦称敏感栅)、基底、引线、保护膜等组成。敏感栅一般采用直径0.015~0.05mm的金属丝，用粘合剂固定在厚度0.02~0.04mm的纸或胶膜基底上。引线是由直径0.1~0.2mm低阻镀锡铜线制成，用于将敏感栅与测量电路相连。电阻应变片的结构形式2－箔式应变片箔式应变片的敏感栅是用厚度为3～10um的金属箔经光刻、腐蚀等工艺制成的。优点：表面积与截面积之比大，散热条件好，能承受较大电流和较高电压;输出灵敏度高;可制成各种需要的形状，便于大批量生产。由于上述优点，它已逐渐取代丝式应变片。电阻应变片的结构形式3－半导体应变片优点：半导体应变片的灵敏系数比金属应变片的大几十倍，且体积小、机械滞后小；缺点：热稳定性比金属应变片差，应变较大时非线性严重。应变式压力传感器的主要结构型式应变片与弹性元件的装配可以采用粘贴式或非粘贴式；为了提高测量灵敏度，通常采用两对应变片，并使相对桥臂的应变片分别处于接受拉应力和压应力的位置。所用弹性元件可根据被测介质和测量范围的不同采用圆膜片、弹性梁、应变筒等各种型式。电阻应变的温度补偿应变敏感元件的电阻随温度的变化而变化；弹性元件和应变片的线膨胀系数不完全一样，由于它们粘贴在一起，温度变化时就产生附加应变。因此，电阻应变式压力传感器要采取温度补偿措施。5.2.4电容式压力传感器工作原理电容器的电容量由两个极板的大小、形状、相对位置和电介质的介电常数决定。如果一个极板固定不动，另一个极板感受压力，并随着压力的变化而改变极板间的相对位置，则电容量的变化就反映了被测压力的变化。电容式压力传感器原理平行板电容器的电容量表达式(5-19)式中ε为电容极板间介质的介电常数；A为两平行板相对面积；δ为两平行板间距。在实际测量中，大多采用保持其中两个参数不变，而仅改变A或δ一个参数的方法，把参数的变化转换为电容量的变化。因此，电容量的变化与被测参数的大小成比例。1、差动变极距式电容压力传感器改变电容两平行板间距δ的测量方式有较高的灵敏度，但当位移较大时，其非线性严重。采用差动电容法可以改善非线性、提高灵敏度，并可减小因ε受温度影响引起的不稳定性。差动变极距式电容压力传感器对于差动变极距式平板电容器，其电容变化与板间距离变化的关系可表示为：

式中C0为初始电容值；δ为极板间初始距离；

△δ为距离变化量。此电容量的变化经过适当的变换器电路，可以转换成反映被测差压的标准电信号输出。电容式差压传感器的结构不锈钢基座内有玻璃绝缘层，其内侧的凹形球面上除边缘部分外镀有金属膜作为固定电极，中间被夹紧的弹性膜片作为可动测量电极;组成左、右两个电容器。不锈钢基座和玻璃绝缘层中心开有小孔，不锈钢基座两边外侧焊上了波纹密封隔离膜片，测量电极将空间分隔成左、右两个腔室，其中充满硅油。图5-16当隔离膜片感受两侧压力的作用时，通过硅油将差压传递到弹性测量膜片的两侧从而使膜片产生位移。电容极板间距离的变化，将引起两侧电容器电容值的改变。2、变面积式电容压力传感器被测压力作用在金属膜片上，通过中心柱和支撑簧片，使可动电极随簧片中心位移而动作。可动电极与固定电极均是金属同心多层圆筒，断面呈梳齿形，其电容量取决于两电极交错重叠部分的面积。固定电极与外壳之间绝缘，可动电极则与外壳导通。压力引起的极间电容变化由中心柱引至适当的变换器电路，转换成反映被测压力的标准电信号输出。变面积式电容压力传感器的结构金属膜片为不锈钢材质，膜片后设有带波纹面的挡块，限制膜片过大变形，以保护膜片在过载时不至于损坏。膜片中心位移不超过0.3mm，膜片背面为无硅油的封闭空间，不与被测介质接触，可视为恒定的大气压，故仅适用于压力测量，而不能测量压差。电容式压力传感器特点结构简单坚实，能在恶劣环境下工作；精度高，其精确度可达±0.25％～±0.05％；所需输入能量小，没有摩擦；动态响应好，灵敏度高；可以测量压力和差压；过载能力强。测量精度的主要影响因素线路寄生电容；电缆电容和温度；湿度；绝缘和屏蔽。5.2.5电感式压力传感器测量原理电感式压力传感器以电磁感应原理为基础，利用磁性材料和空气的导磁率不同，把弹性元件的位移量转换为电路中电感量的变化或互感量的变化，再通过测量线路转变为相应的电流或电压信号。差动式电感压力传感器工作原理电感式压力传感器的特点灵敏度高、输出功率大、结构简单、工作可靠；频响慢，动态性能较差，较笨重，不适合于测量高频脉动压力；精度：0.5~1级；二次仪表：毫伏计或自动平衡电子差动仪；产生测量误差的主要原因：环境温度的变化，电源电压和频率的波动，线圈的电气参数、几何参数不对称，导磁材料不对称、不均质等。5.2.6力平衡式压力变送器测量原理力平衡式压力变送器采用反馈力平衡的原理，反馈力的平衡方式可以是弹性力平衡或电磁力平衡等。弹性力平衡式压力测量系统的原理由测压波纹管（弹性敏感元件）、杠杆、差动电容变换器、伺服放大器A、伺服电机M、减速器和反馈弹簧等元部件组成。工作过程被测压力p1

、p2分别导入波纹管和密封壳体内，测压波纹管将压力差Δp=p1-p2转换为集中力Fp使杠杆转动，差动电容变换器的动极片偏离零位，电桥输出电压uc，其幅值与杠杆的转角成比例，而相位与杠杆偏转的方向(即压力差的方向)相对应。电压uc经伺服放大器放大后，驱动伺服电机转动，经减速器后，一方面带动输出轴转动，指示出杠杆转角的大小；另一方面使螺栓转动，从而压缩和拉长反馈弹簧(螺栓使弹簧产生的位移量为x)，改变反馈弹簧施加在杠杆上的力Fxs。当集中力Fp产生的力矩与反馈力Fxs产生的力矩相平衡时，系统处于平衡状态。由于反馈力Fxs与压力差Δp产生的集中力成比例，则弹簧的位移x与压力差Δp所产生的集中力Fp成比例，故输出轴转角β与压力差Δp成比例。力平衡式压力变送器的特点影响力平衡式变送器测量精度的因素主要有：各元件的非线性造成的非线性误差；环境温度变化引起的放大器零点漂移；各元件性能改变而产生的温度附加误差。测量精度高，可达0.5级；结构复杂，体积较大；由于使用了杠杆等质量较大的部件而使得弹性系统刚度小，其动态性能较差。5.2.7谐振式压力传感器测量原理谐振式压力传感器是靠被测压力所形成的应力改变弹性元件的谐振频率，通过测量频率信号的变化来检测压力。特别适合与计算机配