基于单片机压力测量仪设计

1.2 测量压力的意义

压力的检测是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现压力测量仪对工业过程的具有非常重要的意义。在现代工业生产过程中，压力是工业生产中的重要参数，它决定生产过程能否正常进行。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。

压力是过程控制系统中的重要测量参数之一，压力的检测和控制是使生产顺利进行和设备安全工作的必要条件。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。

压力是重要的热工参数之一，各种气体、液体的压力测量在生产生活、工业

现场、科学实验等领域有着广泛的应用。压力测量的需要和应用几乎无处不在，

可以说我们日常生活的每一天都离不开压力测量，例如凡是在有气动、液压应用

的领域，都必然要进行压力测量；各种工业现场的过程控制和自动化也都离不开

压力测量和控制；同样，在与我们生活密切相关的领域，像汽车、轮船、飞机这

些运输工具，以至于我们关心的医疗、气象、制冷、空调等都有压力测量的踪影。

其它一些测量还可以转换为压力测量，例如储油罐的液位，油量就可以通过

测量储油罐底部的压力，经过计算得出。

压力是过程生产中四大重要参数之一，它在检测生产过程能否完全可靠正常运行的重要参数指标，尤其在化工生产过程中压力这一参数更显得尤为重要。

在其他工业生产中压力检测于控制也非常重要。常可见到一些工业装置上都有压力表。如：汽包压力,当压力过高容易爆炸，压力低动力不足；还有炉膛压力；一般维持在0mmH2O,高了炉门缝冒烟尘，低了膛内出现负压降低温度。若维持在10 mmH2O，节能20%。

总之，压力检测是一般成产过程所不可缺少的环节，只有按工艺要求保持压力的稳定，才能维持生产的正常进行。所以压力准确测量在实际过程是非常重要的。

压力是工业生产中的重要工艺参数之一，如果压力不符合要求，不仅会影响生产效率，降低产品质量，甚至还会造成严重的安全事故，所以压力测量在工业生产中具有特殊的地位。压力测量仪表的应用非常广泛，而且发展的历史悠久，相对来说发展的比较完善。但是随着科学技术的飞速发展，对这类仪表的要求也越来越高，为适应工业控制、航空工业和医学测试等方面的要求，压力测量仪表日益向体积轻巧、耐高温、耐冲击、耐振动和数字显示等方向发展。除此之外，我认为国内应对次类仪表加强研究，走自主创新的道路，这样才能使国

内相关的行业得到更好更稳定的发展。

1.1基于单片机的压力测量仪定义及用途

压力是工业生产中的重要参数，如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。

用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装置，

压力、差压变送器是过程变量变送器中最重要的一类，应用范围很广，除了可用于压力、差压测量之外，还可用于流量、液位、比重等其他参数测量。

压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或

压力计。压力表可以指示、记录压力值，并可附加报警或控制装置。

1643年，意大利人托里拆利首先测定标准的大气压力值为760毫米汞柱，奠

定了液柱式压力测量仪表的基础。1847年，法国人波登(EugeneBourdon)制成

波登管压力表，由于结构简单、实用，很快在工业中获得广泛应用，一直是常用

的压力测量仪表【1J。二十世纪上半叶出现了远传压力表和电接点压力表，从而解决了压力测量值的远距离传送和压力的报警、控制等问题。随着科技的发展，压力测量的方法和仪器也在不断推陈出新，从测量原理的角度来分类，主要可分为液柱式、弹性式、负荷式、电子测量式等。液柱式压力测量仪表常称为液柱式压力计，它是以一定高度的液柱所产生的

压力，与被测压力相平衡的原理测量压力的。大多是一根直的或弯成u形的玻璃

管，其中充以工作液体。常用的工作液体为蒸馏水、水银和酒精。因玻璃管强度

查些查芏堡主芏堡垒查苎二主垫堡不高，并受读数限制，因此所测压力一般不超过0-3兆帕。液柱式压力计灵敏度高，因此主要用作实验室中的低压基准仪表，以校验工作用压力测量仪表。由于工作液体的重度在环境温度、重力加速度改变时会发生变化，对测量的结果常需要进行温度和重力加速度等方面的修正。弹性式压力测量仪表是利用各种不同形状的弹性元件，在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同，可分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；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等。这类仪表的特点是结构简单，结实

耐用，测量范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。负荷式压力测量仪表常称为负荷式压力计，它是直接按压力的定义制作的，常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计。由于活塞和砝码均可精确加工和测量，因此这类压力计的误差很小，可以达到0．002％，主要作为压力基准仪表使用，测量范围从数十Pa至2500MPa【。”。电子测量式压力仪表主要有压力传感器、压力变送器或数字式压力表。电子测量式压力仪表核心元件是压力传感器，它能感受被测压力量并按照一定规律转换成电信号输出。当输出为规定的标准信号时(4～20mA直流电流、1～5V直流电压)，则变为压力变送器。压力传感器加上信号处理器和数字显示器即成为数字压力表。若再增加控制部件和记录装置，则可适合于自动控制、数据采集、数据处理和记录打印一J。压力传感器种类繁多，根据其原理可分为电位器式、应变式、压阻式、电感式、霍尔式、电容式、压电式、振动式等等。压力传感器的精确度可达0．01级，测量范围从数十Pa至700MPa不等。