[科普中国]-振筒式压力表

简介

振简式压力表的感压元件是一个薄壁金属圆简，圆柱筒本身具有一定的固有频率，当壁筒受压张紧后，其刚度发生变化，固有频率相应改变。在一定的压力作用下，变化后的振筒频率可以近似表示为：

式中，fp为受压后的振筒频率；f0为因有频率；α为结构系数；p为被测压力。1

振筒式压力表的工作原理和构造振筒式压力表的感应部分为一固定在基座上的薄壁圆简，壁厚约0.08 mm，其开口的一端固定在底座上，封闭的另一端向上作为自由端，振动简的材料不仅需要具有稳定的弹性，还应有良好的导磁性，常使用镍基恒弹性合金制作。

在振简底座中心装有一个固定骨架，激振线圈及其铁芯横穿固定在骨架上，在激振线圈的推动下使振臂产生一定频率的振动，骨架上另有一组拾振线圈，用以耦合振简的振动，测量其输出波形的频率或周期，可以准确地确定振臂振动的频率，为防止两组线圈之间的直接耦合，两组线圈相隔一定距离，并保持相互垂直。

振臂之外是一层保护筒，保护简与振简之间的空腔被抽成真空作为零压力的基点，并对外界保持电磁场屏蔽，振简内腔则与大气压力相通。2

振筒的测压误差(1)温度误差，虽然振臂的恒弹性材料的弹性温度系数很小，但大气密度受温度的影响是无法避免的，筒内气体随简体振动，其质量将附加到简体上，从而使固有振动频率随之变化，在-55～125℃内频率约变化2%，因而振筒的实测线路中，气压对振动质量转换线路的部分包括了温度影响的修正。

(2)污染物的影响、大气污染物对筒壁的黏附，引起影响振育质量以及相应固有频率的变化，对进气口实施空气过滤是一种有效的防护措施。

(3)老化影响，振臂没有活动的部件，材料承受的应力远低于弹性应变的极限应力.所以无需考虑永久变形和弹性疲劳，因而老化所引起的漂移很小。2

注意事项振动的尺寸参数一般与测量的压力范围、重要的灵敏度有关。由于测量高压时从强度考虑，简壁厚应选得大些，这又将使振筒简谐频率相应提高，需要较大的激励功率，输出振幅变小，使灵敏度下降。为此，振筒式压力计常用在测量较低的压力，如在1～2 × 105hpa左右。振简厚度常选在50～60um，面振动位移一般在1-2um。

制造振臂的材料应选用弹性较好的且不受温度影响的恒弹性合金，如Ni42Ct Ti或CrN143Ti等合金。3