弹簧器测空气压强

弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力作用下，使弹性元件受压后产生弹性形变的原理而制成的测压仪表。 这种仪表具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精度等优点。 若增加附加装置，如自动记录仪、测控元件等，则可以实现压力的记录、远传、自动控制等。 弹性式压力计可以用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力，因此是工程实验研究和工业生产中应用最广泛的一种测压装置。

（1）弹性元件

弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。 它不仅是弹性式压力计的测压元件，也经常用来作为气动单元组合仪表的基本组成元件。 当测压范围不同，所用的弹性元件也不相同。常用的几种弹性元件的结构如图2．22所示。

图2．22 常用弹性元件

1）弹簧管式弹性元件

弹簧管式弹性元件的测压范围较宽，可测量高达1000MPa的压强。 单圈弹簧管是弯曲成圆弧形的金属管子，它的截面做成扁圆形或椭圆形，如图2．22（a）所示。 当通入压力p后，它的自由端就会产生位移。 这种单圈弹簧管自由端位移较小，因此能测量较高压强。 为了增加自由端的位移，可以制成多圈弹簧管，如图2．22（b）所示。

2）薄膜式弹性元件

薄膜式弹性元件根据结构不同可以分为膜片和膜盒等。 它的测量范围较弹簧管式的低。图2．22（c）为膜片式弹性元件，它是由金属或非金属材料做成的具有弹性的膜片，有平膜片和波纹膜片两种形式，在压强的作用下能产生形变。 有时也可以由两张金属膜片沿周口对焊起来，成一薄壁盒子，内充液体，如硅油等，称为膜盒，如图2．22（d）所示。

3）波纹管式弹性元件

波纹管式弹性元件是一个周围为波纹状的薄壁金属筒体，如图2．22（e）所示。 这种弹性元件易于变形，而且位移很大，常用于微压与低压的测量，一般不超过1MPa。

（2）弹簧管压力表

弹簧管压力表的测量范围极广，品种规格繁多。 按其所使用的测压元件不同，可以分为单圈弹簧管压力表和多圈弹簧管压力表。 按其用途不同，除普通弹簧管压力表外，还有耐腐蚀的氨用压力表、禁油的氧气压力表等。 它们的外形与结构基本相同，只是所用的材料有所不同而已。

弹簧管压力表的结构原理如图2．23所示。 弹簧管1是测压元件。 图2．23中所示为单圈弹簧管，它是一根弯曲成270°圆弧的椭圆截面的空心金属管子，管子的自由段B封闭，管子的另一端固定在接头9上。 当通入被测的压强p后，由于椭圆形截面在压强p的作用下，将趋于圆形，而弯成圆弧形的弹簧管也随之产生向外挺直的扩张变形。 由于形变，使弹簧管的自由段B产生位移，输入压强p越大，产生的形变也越大。 由于输入压强与弹簧管自由端B的位移成正比，所以只要测得B点的位移量，就能反映压强p的大小，这就是弹簧管压力表的测量原理。 弹簧管自由端的位移量一般很小，直接显示有困难，所以必须通过放大机构才能指示出来。 具体的放大过程如下：弹簧管自由端的位移通过拉杆（见图2．23）使扇形齿轮作逆时针偏转，于是指针通过通轴的中心齿轮的带动作顺时针偏转，在面板的刻度尺上显示出被测压强的数值。 由于弹簧管自由端的位移与被测压强之间具有正比关系，因此弹簧管压力表的刻度标尺是线性的。

图2．23 弹簧管压力表

1—弹簧管；2—拉杆；3—扇形齿轮；4—中心齿轮；5—指针；6—面板；7—游丝；8—调整螺丝；9—接头

游丝用来克服因扇形齿轮和中心齿轮间的传动间隙而产生的仪表变差。 改变调整螺钉的位置，即改变机械传动的放大系数，可以实现压力表量程的调整。