數字式壓力表是集感測、電子、微機等技術為一體的新型智慧型化、多功能的測量儀器。
它既可以滿足工業現場的壓力測量,又可以在實驗室作標準表使用。
數字式壓力表按結構可分為整體式和分離式。
現場用的大多是整體式的,即感測、轉換、顯示是一體的,安裝在乙個表殼中:分離式的大多用於實驗室作標準表使用,其感測器通過纜線與主機相連、其餘元件全安裝在主機箱中。
數字壓力表工作原理如圖所示。被測介質壓力作用於感測器的感壓膜片,感測器將感應的電訊號經放大、a/d轉換,送cpu進行處理,然後以模擬量或數字量輸出,從而實現壓力顯示、控制、變送的目的;微處理器可對儀表的零點漂移、溫度漂移、非線性等進行自動補償,以確保儀表使用條件內的高精度。
數字壓力表中使用的壓力感測器品種較多,常用的有:壓阻式、電阻應變式、陶瓷、擴散矽、藍寶石等壓力感測器。這些感測器大多是用電橋的測量原理,把壓力訊號轉換為電壓訊號來進行處理。現以電阻應變式感測器為例,對電橋測量電路作一介紹。
電阻應變式感測器採用銅合金或鋼合金管的橢圓形截面,其腔內充滿被測壓力介質,並沿著管或橫截面四周均勻貼上4-8片應變片,組成乙個電橋,如圖所示,圖中r1-r4為應變片。
在電橋中增加了溫度補償電位器rt、調零電位器r0。無壓力時電橋的輸出電壓為零,當其腔內受到壓力作用時,橢圓形截面發生變化,使電阻應變片的阻值發生變化,電橋便有不平衡電壓輸出,這樣就得到了與壓力成正比的電壓訊號。
數字壓力表可分為內建壓力模組和外接壓力模組兩種結構形式。
內建壓力模組的測量精度可達0.05%fs,但其測量的壓力量程通常不超過600kpa外接壓力模組的測量精度達0.1%fs,其測量的壓力量程可達60mpa。有的還採用特殊電路實現儀表與壓力模組、儀表與微機的通訊。精密數字壓力表在配用高精度壓力感測器的同時,使用微處理器對儀表零點漂移、溫度漂移、非線性等進行自動補償,確保儀表使用條件內的高精確度;精密數字壓力表可作為標準表使用,用來校驗和檢定普通壓力表、壓力變送器。對於交直流兩用的可攜式精密數字表,在測量壓力的同時,還可測量電流,並在lcd上顯示出來,並備有24vdc輸出,以滿足現場測試、校驗的需要。