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目录 1

编写说明 1

前言 1

第1章　绪论 1

1.1　压力基本概念 1

1.1.1　压力的概念 2

1.1.2　压力单位 4

1.2.1 按照仪器的工作原理分类 6

1.2　压力计量仪器的分类 6

1.2.2　按被测对象分类 7

1.2.3　按仪器的准确度分类 7

1.2.4　按测量范围分类 7

1.3　压力计量溯源和传递 8

第2章　液体式压力计 11

2.1 流体静力学基本原理 11

2.1.1　流体静压力 11

2.1.2　流体静力学基本方程 13

2.1.3　重力场中静止流体的压力分布 15

2.1.4　帕斯卡定理 16

2.2　U型管压力计 17

2.3　杯型压力计 19

2.4　倾斜式压力计 23

2.5　液体式微压计 24

2.5.1　补偿式微压计 24

2.5.2　钟罩式压力计 27

2.6　液体式压力计的误差分析 29

2.6.1 高度的读数误差 30

2.6.2　重力加速度的影响 31

2.6.3　温度的影响 32

2.6.4　毛细现象 33

第3章　弹性式压力表 36

3.1　弹性元件的基本特性 36

3.2　弹簧管式压力表 40

3.2.1　弹簧管压力表结构 40

3.2.2　弹簧管的工作原理 41

3.2.3　传动机构分析 43

3.2.4　弹簧管理论分析 45

3.2.5　精密压力表 47

5.2.6　差动变压器式传感器的工作原理 1 50

3.2.6　多圈弹簧管压力表 51

3.3　膜片式压力表 52

3.3.1 膜片式压力表的工作原理 52

3.3.2　膜片的种类 53

3.3.3 小挠度平膜片的理论计算 54

3.3.4　影响膜片工作特性的因素 55

3.4　膜盒压力表 56

3.5　波纹管压力表 58

3.5.1　波纹管的种类和截面形状 59

3.5.2　波纹管工作原理 60

3.5.3　波纹管的刚度和位移计算 62

3.5.4　波纹管与螺旋弹簧联用时刚度及位移的计算 63

3.6　弹簧管式压力表的检定 64

3.7　压力表使用注意事项 66

3.8　特殊用途的弹性式压力表 68

4.1 概述 74

第4章　活塞式压力计 74

4.2　活塞式压力计的结构与原理 76

4.3　活塞式压力计理论分析 79

4.3.1　活塞有效面积 79

4.3.2　活塞下降速度 82

4.3.3　活塞转动延续时间 83

4.4　活塞式压力计误差分析 86

4.5　液压型活塞式压力计 90

4.5.1　单活塞式压力真空计 90

4.5.2　双活塞式压力真空计 91

4.5.3　带液柱平衡活塞式压力计 94

4.5.4　带倍增器的活塞式压力计 96

4.6　气动型活塞式压力计 97

4.6.1　气动活塞式压力计 97

4.6.2　浮球式压力计 98

4.7　活塞式压力计的检定 100

第5章 电测式压力计 105

5.1 电阻式压力计 107

5.1.1　金属材料的电阻应变效应 108

5.1.2　电阻应变计的典型构造 111

5.1.3 电阻应变计的工作原理及灵敏系数 112

5.1.4　电阻应变计的分类 113

5.1.5 电阻应变计的横向效应和主要技术特性 114

5.1.6　电阻应变片的温度补偿 117

5.1.7　半导体应变片 118

5.1.8　应变片的粘贴及粘结剂 120

5.1.9　测量电路 121

5.1.10　应变式压力传感器 127

5.1.11 电位器式压力传感器 134

5.2.1 自感电动势与电感参数 137

5.2　电感式压力计 137

5.2.2 电感式传感器的结构和工作原理 138

5.2.3　差动式电感传感器的原理 143

5.2.4　差动电感式压力传感器 145

5.2.5 电感式传感器的测量电路 146

5.2.7　差动变压器式压力传感器 153

5.3　电容式压力计 155

5.3.1 电容式传感器的工作原理 155

5.3.2 电容式传感器的静态特性 156

5.3.3 电容式传感器的等效电路 163

5.3.4　测量电路 164

5.3.5 电容式压力传感器 168

5.4　谐振式压力计 171

5.4.1　谐振现象和品质因数Q 172

5.4.2　振弦式压力传感器 174

5.4.3　振筒式压力传感器 179

5.5　霍尔式压力计 182

5.5.1　霍尔效应与霍尔元件 182

5.5.2　霍尔元件的电磁特性 187

5.5.3　影响霍尔元件性能的主要因素 188

5.5.4　霍尔式压力传感器的典型结构 192

5.6　压电式压力计 195

5.6.1　压电效应与压电材料 196

5.6.2　压电传感器的等效电路 201

5.6.3　测量电路 203

5.6.4　压电式压力传感器典型结构 211

5.7　数字式压力计 217

5.7.1　MPX压力传感器 217

5.7.2　测量电路 218

6.1 概述 222

6.1.1　基本原理 222

第6章　压力变送器 222

6.1.2　量程调整 223

6.1.3　零点调整和零点迁移 223

6.1.4　二线制和四线制变送器 224

6.2　力平衡式压力变送器 225

6.2.1　气动力平衡式压力变送器 225

6.2.2 电动力平衡式压力变送器 228

6.3 电容式差压（压力）变送器 233

6.3.1 结构框图 233

6.3.2　二室结构的电容式差压传感器结构原理 234

6.3.3　特性分析 239

6.3.4　1151系列电容式差压变送器 240

6.4.1　扩散硅压阻元件测压原理 242

6.4　扩散硅式压力变送器 242

6.4.2　扩散硅差压变送器电路原理 244

6.4.3　扩散硅差压变送器实际电路 244

6.5　智能压力变送器 245

6.5.1 典型结构 246

6.5.2　现场通信器功能 247

6.5.3　变送器与现场通信器的连接方式 247

6.5.4　典型产品简介 248

7.1.1　压力信号的描述 250

7.1.2　压力信号的分类 250

7.1　压力信号的描述和分类 250

第7章　压力传感器特性分析 250

7.2　压力传感器的静态特性 255

7.2.1 灵敏度 255

7.2.2　线性误差 256

7.2.3 回程误差（迟滞） 260

7.2.4　重复性误差 260

7.2.5　分辨力 261

7.2.6　灵敏限（阈值） 261

7.3　压力传感器的动态特性 262

7.2.7　零漂 262

7.3.1　传感器动态响应的基本特点 264

7.3.2　传递函数H（s） 265

7.3.3　频率响应函数 266

7.3.4　零阶系统 267

7.3.5　一阶系统 268

7.3.6　二阶系统 271

第8章　压力传感器的检验和标定 279

8.1 线性压力传感器的静态标定 279

8.1.1　主要技术要求 279

8.1.2　检定条件 280

8.1.3　示值检定 281

8.1.4　压力传感器的工作直线及各项误差的计算 281

8.1.5　计算举例 286

8.2　压力传感器动态特性的标定 293

8.2.1 正弦压力信号输入法 294

8.2.2　活塞式正弦压力发生器 296

8.2.3　阶跃信号输入法 297

8.2.4　激波管 301

8.2.5　压力传感器阶跃响应的数学处理 310

参考文献 318