分析目前电信号远传压力表的结构和工作原理，具体提出了一种将弹簧压力表改装为电信号远传 压力表简单而经济的方法.最后，以C型弹簧管压力表为例讨论了温度变化较大的环境下压力表的改装方案.

0.引言

1847年，法国人波登制成弹簧管压力表，由 于结构简单、实用，很快在工业中获得广泛应用， 是我国至今仍然常用的压力测量仪表.因此将弹 簧管压力表改装为电信号远传压力表，可以在节 约大量资金的前提下实现数字显示、远程监控等 功能.

1.目前使用的主流远传压力表工作 原理及状况

该种仪表由一个弹簧管压力表和一个滑线电 阻式发送器等组成.仪表机械部分作用原理与一 般弹簧管压力表相同，由于电阻发送器设置在齿 轮传动机构上，因此当齿轮传动机构中的扇形齿 轮轴产生偏转时，电阻发送器的转臂（电刷)也相 应地得以偏转，由于电刷在电阻器上滑行，使得被 测压力值的变化变换为电阻的变化，而传至二次 仪压表上，指示出相应的读数值.同时，一次仪表 也指示相应的压力值.但是此类产品受温度影响 较大，当使用温度偏离20 ±5 "C时，其温度附加误 差约为 0.4%/10 'C.

2.C型弹簧管压力表的结构与工作原理

c型弹簧管压力表是弹簧管压力表中应用最 广泛，最有代表性的仪表，本文以c型弹簧管压 力表为例加以介绍.

2.1结构

C型弹簧管压力表(如图1)是由表壳部分、指 针、刻度盘部分、弹簧弯管、传动机构部分和管接 头等5个主要部分组成.

2.2工作原理

当被测压力进入弹簧管后，弹簧管的短轴增 大.自由端产生位移，借助传动机构使指针在表的 分度上产生角位移.当弹簧管产生的弹力与被测 压力相平衡时，指针便停止转动指在其一分度上， 其示值就是被测压力值，弹簧管在其弹性限度内 产生的变形（自由端位移)与所受压力成正比关系(具有非线性误差).

3.C型弹簧管压力表改装原理、方 案及实验数据分析

3.1改装原理

C型弹簧管压力表当被测压力进入弹簧管 后，弹簧管的短轴增大，长轴减小，弹簧管的曲率 半径变大，此时管外侧管壁缩短，内侧管壁伸长. 在弹簧管的管壁上粘贴电阻应变片，既可以把管 壁的伸缩变化测量下来,如果管壁的伸缩变化率 (由于此变化与应变类似，采用电阻应变片测量) 与管内压强呈线性变化则通过测量管壁变化即可 以确定管内的压强.

3.2改装方案

1)常温下采用2片电阻应变片.

在常温下，由于弹簧管没有显著的温度影响, 在C型弹簧管的内外两侧沿轴向各贴一枚应变片。

粘贴位置：由于管内压强相等,C型弹簧管同 一侧各处伸缩变化率基本相等(连杆和机芯对C型弹簧管管端作用的拉力对管的影响非常小,并 且可以通过测量电路消除掉），可以任选一处粘贴 电阻应变片，其粘贴方式如图1所示的8、两片 应变片.测量电桥如图2所示,8片接入为电桥中 R1工作片,9片接入为R2工作片

2)温度变化较大的环境下,采用一个工作片 和一个温度补偿片.

在温度变化较大的环境下，弹簧管会因为温 度变化而产生曲率变化，选取图1中8号片作为 工作片，接入图2测量电桥的R1工作片，另外, 选取相同型号的压力表一个，在相同的位置粘贴 一片应变片作为温度补偿片，接入为测量电桥的 R2温度补偿片（同型号压力表多个工作片允许公 用一个温度补偿片).

3.3测量仪器及数据

3.3.1电阻应变片

本次试验采用电阻阻值为R =120 Q，灵敏系 数为K = 2. 2，测量面积为S = 2 X4mm2的酚醛基 电阻应变片.

3.3.2测量仪器及测量电路

测量仪器为YTR- 5A型数字应变仪.其测量 电路原理图如图2所示.

3.3.3压力表及试验方法和试验数据

本次试验采用的压力表精度等级为2. 5 ,量 程250 MPa.温度为室温20 ±3 C.应变片接入方 法为3.3.2中的接入方法，即采用一个工作片和 一个温度补偿片的方式.本次试验共重复进行了 3次,3组数据如图3所示.由图3可以看出管壁 的伸缩变化率与管内压强呈线性变化,且数据具 有良好的重复性.本测试受条件限制未使用高精 度的压力表，并且应变片敏感栅尺寸过大，使得实 验结果的精度受到一定影响.

4.结束语

讨论了用电阻应变片将C型弹簧管压力表改 装为电信号远传压力表的方法,并且讨论了在温度 变化下不同的改装方式.如果将实验中放大器缩小 3.66倍,则可以直接读出压力值,按照测量原理可 以在节省大量资金的前提下,将弹簧管式机械显示 的压力表改装成为电信号远程监测压力表.