壓力變送器在未來發(fā)展中上升非?？?，應用領域涉及眾多，中科博微致力發(fā)展新的技術新的產(chǎn)品，讓變送器更加智能化、現(xiàn)代化、數(shù)字化。
壓力變送器主要用于工業(yè)過程自動化控制中的壓力、流量、液位、真空度、密度等參數(shù)的測量，廣泛應用于冶金、電力、化工、煤化工、核電、建材、船舶、機械制造、垃圾處理、高速公路、城市供熱、軍工、醫(yī)藥、食品等各個行業(yè)。
壓力變送器是一種將檢測到的壓力轉(zhuǎn)換為與壓力成正比的電信號，再經(jīng)過放大、輸出標準信號，為控制系統(tǒng)、二次儀表提供顯示、記錄、調(diào)節(jié)、測量、通訊等信號的設備。壓力變送器的核心是壓力傳感器和信號處理電路兩部分。
隨著計算機、電子技術的發(fā)展，壓力變送器在技術、功能、性能上得到了快速提升，也促進了工業(yè)自動化水平的發(fā)展與應用。
變送器技術是現(xiàn)代測量和自動化系統(tǒng)的重要技術之一,從宇宙開發(fā)到海底探秘,從生產(chǎn)的過程控制到現(xiàn)代文明生活,幾乎每一項技術都離不開變送器,因此,許多國家對變送器技術的發(fā)展十分重視,如日本把變送器技術列為六大核心技術(計算機、通信、激光、半導體、超導體和變送器) 之一。在各類變送器中壓力變送器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩(wěn)定可靠、成本低、便于集成化的優(yōu)點,可廣泛用于壓力、高度、加速度、液體的流量、流速、液位、壓強的測量與控制。除此以外,還廣泛應用于水利、地質(zhì)、氣象、化工、醫(yī)療衛(wèi)生等方面。由于該技術是平面工藝與立體加工相結(jié)合,又便于集成化,所以可用來制成血壓計、風速計、水速計、壓力表、電子稱以及自動報警裝置等。壓力變送器已成為各類變送器中技術最成熟、性能最穩(wěn)定、性價比最高的一類變送器。因此對于從事現(xiàn)代測量與自動控制專業(yè)的技術人員必須了解和熟識國內(nèi)外壓力變送器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。
壓力變送器的技術現(xiàn)狀
經(jīng)過多年的建設與發(fā)展，我國儀器儀表已經(jīng)初步形成產(chǎn)品門類品種比較齊全，具有一定生產(chǎn)規(guī)模和開發(fā)能力的產(chǎn)業(yè)體系，我國儀器儀表發(fā)展很快，形勢很好，很多三資企業(yè)和民營企業(yè)都得以迅速發(fā)展和崛起，如今已經(jīng)成為儀器儀表產(chǎn)業(yè)的主體。另外國家支持，推動功能新材料的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)布局由低級向高級階段發(fā)展的整體戰(zhàn)略布局也漸漸浮現(xiàn)。
雖然我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)有了較大的發(fā)展，但還遠遠不能滿足國民經(jīng)濟、科學研究、國防建設以及社會發(fā)展等各個方面日益增長的迫切需求。我國儀器儀表產(chǎn)品大部分屬于中低端產(chǎn)品，高精度變送器幾乎全部依賴進口。我國儀器儀表落后于國際先進水平，差距是全方位的，包括產(chǎn)品技術方面的差距和企業(yè)綜合實力上的差距。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1）基礎材料研究，未列入國家層面的研究項目。
2）標準化工作差距大。
3）技術差距：見表1。
4）產(chǎn)業(yè)水平差距：中小企業(yè)占多數(shù)，制造技術水平不高。
壓力變送器的發(fā)展歷程?
現(xiàn)代壓力變送器以半導體變送器的發(fā)明為標志,而半導體變送器的發(fā)展可以分為四個階段:
(1) 發(fā)明階段(1945 – 1960 年) :這個階段主要是以1947 年雙極性晶體管的發(fā)明為標志。此后,半導體材料的這一特性得到較廣泛應用。史密斯(C.S. Smith) 與1945 發(fā)現(xiàn)了硅與鍺的壓阻效應[2 ] ,即當有外力作用于半導體材料時,其電阻將明顯發(fā)生變化。依據(jù)此原理制成的壓力變送器是把應變電阻片粘在金屬薄膜上,即將力信號轉(zhuǎn)化為電信號進行測量。此階段最小尺寸大約為1cm。
(2) 技術發(fā)展階段(1960 – 1970 年) :隨著擴散硅技術的發(fā)展,技術人員在硅的(001) 或(110) 晶面選擇合適的晶向直接把應變電阻擴散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成較薄的硅彈性膜片,稱為硅杯。這種形式的硅杯變送器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩(wěn)定性好、成本低、便于集成化的優(yōu)點,實現(xiàn)了金屬- 硅共晶體,為商業(yè)化發(fā)展提供了可能。
(3) 商業(yè)化集成加工階段(1970 – 1980 年) :在硅杯擴散理論的基礎上應用了硅的各向異性的腐蝕技術,擴散硅變送器其加工工藝以硅的各項異性腐蝕技術為主,發(fā)展成為可以自動控制硅膜厚度的硅各向異性加工技術 ,主要有V 形槽法、濃硼自動中止法、陽極氧化法自動中止法和微機控制自動中止法。由于可以在多個表面同時進行腐蝕,數(shù)千個硅壓力膜可以同時生產(chǎn),實現(xiàn)了集成化的工廠加工模式,成本進一步降低。
(4) 微機械加工階段(1980 年- 今) :上世紀末出現(xiàn)的納米技術,使得微機械加工工藝成為可能。
通過微機械加工工藝可以由計算機控制加工出結(jié)構(gòu)型的壓力變送器,其線度可以控制在微米級范圍內(nèi)。利用這一技術可以加工、蝕刻微米級的溝、條、膜,使得壓力變送器進入了微米階段。
2 壓力變送器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
從世界范圍看壓力變送器的發(fā)展動向主要有以下幾個方向。
壓力表的分類
既然自然界以及現(xiàn)代社會有壓力存在，我們就需要對壓力進行測量。而壓力表就是一種用于測量壓力的儀表。
壓力表按其測量精確度，可分為精密壓力表、一般壓力表。精密壓力表的測量精確度等級分別為0.1、0.16、0.25、0.4級；一般壓力表的測量精確度等級分別為1.0、1.6、2.5、4.0級。
壓力表按其指示壓力的基準不同，分為一般壓力表、絕對壓力表、差壓表。一般壓力表以大氣壓力為基準；絕壓表以絕對壓力零位為基準；差壓表測量兩個被測壓力之差。
壓力表按其測量范圍，分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。真空表用于測量小于大氣壓力的壓力值；壓力真空表用于測量小于和大于大氣壓力的壓力值；微壓表用于測量小于60000 Pa的壓力值；低壓表用于測量0~6MPa壓力值；中壓表用于測量10~60MPa壓力值；高壓表用于測量100MPa以上壓力值。
壓力變送器是工業(yè)實踐中最為常用的一種壓力測量儀器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。
壓力變送器的組成和測量原理
作為一個轉(zhuǎn)換為電信號的測量儀表，圖1-2-1是壓力變送器有一個基本的工作框圖：壓力傳感器檢測到壓力后，輸出一個電信號，這個信號可以是電壓，也可以是頻率或脈沖。信號處理電路會把這個信號放大或者整形，若是智能變送器會把這個信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，進行非線性及溫度的補償，然后再轉(zhuǎn)換為模擬量，送給變送輸出部分，變成4～20mA電流信號。若是非智能變送器，則直接把模擬的電信號送變送輸出。一般的變送器均為2線制儀表，即供電和測量信號的輸出使用相同的2根導線。
光纖壓力變送器
這是一類研究成果較多的變送器,但投入實際領域的并不是太多。它的工作原理是利用敏感元件受壓力作用時的形變與反射光強度相關的特性,由硅框和金鉻薄膜組成的膜片結(jié)構(gòu)中間夾了一個硅光纖擋板,在有壓力的情況下,光線通過擋板的過程中會發(fā)生強度的改變,通過檢測這個微小的改變量,我們就能測得壓力的大小。這種敏感元件已被應用與臨床醫(yī)學,用來測擴張冠狀動脈導管氣球內(nèi)的壓力?？深A見這種壓力變送器在顯微外科方面一定會有良好的發(fā)展前景。同時,在加工與健康保健方面,光纖變送器也在快速發(fā)展。
電容式真空壓力變送器
某公司電容式壓力變送器是由一塊基片和厚度為0. 8～2. 8mm的氧化鋁(Al2O3) 構(gòu)成,其間用一個自熔焊接圓環(huán)釬焊在一起。該環(huán)具有隔離作用,不需要溫度補償,可以保持長期測量的可靠性和持久的精度。測量方法采用電容原理,基片上一電容CP 位于位移最大的膜片的中央,而另一參考電容CR 位于膜片的邊緣,由于邊緣很難產(chǎn)生位移,電容值不發(fā)生變化,CP 的變化則與施加的壓力變化有關,膜片的位移和壓力之間的關系是線性的。遇到過載時,膜片貼在基片上不會被破壞,無負載時會立刻返回原位無任何滯后,過載量可以達到100 %,即使是破壞也不會泄漏任何污染介質(zhì)。因此具有廣泛的應用前景。
硅微機械加工變送器
在微機械加工技術逐漸完善的今天,硅微機械變送器在汽車工業(yè)中的應用越來越多。而隨著微機械變送器的體積越來越小,線度可以達到1～2mm ,可以放置在人體的重要器官中進行數(shù)據(jù)的采集。Hachol ,Andrzej ;dziuban ,Jan Bochenek 報導了一種可以用于測量眼球的眼壓計,其膜片直徑為1mm。在內(nèi)眼壓為60mmHg 時,靜態(tài)輸出為40mV ,靈敏度系數(shù)比較高。
耐高溫壓力變送器?
新型半導體材料碳化硅(SiC) 的出現(xiàn)使得單晶體的高溫變送器的制作成為可能。Rober. S. Okojie報導了一種運行試驗達500 ℃的α(6H) SiC 壓力變送器. 實驗結(jié)果表明,在輸入電壓為5V ,被測壓力為6. 9MPa 的條件下,23500 ℃時的滿量程輸出為44. 66～20. 03mV ,滿量程線度為20. 17 % ,遲滯為0. 17 %。在500 ℃條件下運行10h ,性能基本不變,在100 ℃和500 ℃兩點的應變溫度系數(shù)( TCGF) , 分別為20. 19 %/ ℃和- 0. 11 %/ ℃。這種變送器的主要優(yōu)點是PN 結(jié)泄漏電流很小,沒有熱匹配問題以及升溫不產(chǎn)生塑性變型,可以批量加工。Ziermann ,Rene 報導了使用單晶體n 型β- SiC 材料制成壓力變送器,這種壓力變送器工作溫度可達573K,耐輻射。在室溫下,此壓力變送器的靈敏度為20. 2muV/ VKPa。
Madshen智能單晶硅高穩(wěn)定型壓力變送器采用美國、德國先進的MEMS技術制成的單晶硅傳感器芯片、全球獨創(chuàng)的單晶硅懸浮式設計，實現(xiàn)了國際領先的高準確度、超高過 壓性能優(yōu)異的穩(wěn)定性。內(nèi)嵌德國信號處理模塊，實現(xiàn)靜壓與溫度補償?shù)耐昝澜Y(jié)合，可在大范圍內(nèi)的靜壓和溫度變化下提供極 高的測量精度和長期穩(wěn)定性。同時具備極強的抗電磁干擾能力，足以應對最為苛刻的工業(yè)環(huán)境應用。中國工業(yè)自動化壓力變送器的發(fā)展，是從西儀引進羅斯蒙特的金屬電容模擬型壓力變送器到國內(nèi)廠商競相模仿并推出小型化數(shù)字金屬電容壓力變送器，再到現(xiàn)在全球發(fā)展動向的單晶硅技術壓力變送器，從滿足最基本流程工業(yè)自動化（DCS、PLC）常規(guī)、防爆、本安單晶硅壓力變送器到SIS安全儀表系統(tǒng)功能安全單晶硅壓力變送器，還有與藥品食品安全相關的無菌級衛(wèi)生型單晶硅壓力變送器，麥德勝Madshen是想成為全球?qū)I(yè)、領先的單晶硅智能壓力變送器知名品牌，隨著中國制造2025智能制造趨勢發(fā)展，單晶硅技術壓力變送器正借助于中國智能智造的東風，全力以赴抓住智能制造的歷史機遇超越自我，努力成為全球知名品牌之一。
多維力變送器?
六維力變送器的研究和應用是多維力變送器研究的熱點,現(xiàn)在國際上只有美、日等少數(shù)國家可以生產(chǎn)。在我國北京理工大學在跟蹤國外發(fā)展的基礎上,又開創(chuàng)性的研制出組合有壓電層的柔軟光學陣列觸覺,陣列密度為2438tactels/ cm2 ,力靈敏1g ,結(jié)構(gòu)柔性很好,能抓握和識別雞蛋和鋼球,現(xiàn)已用于機器人分選物品 。
具有自測試功能的壓力變送器?
為了降低調(diào)試與運行成本,Dirk De Bruyker 等人報導了一種具有自測試功能的壓阻、電容雙元件變送器,它的自測試功能是根據(jù)熱驅(qū)動原理進行的,該變送器尺寸為1. 2mm 3mm 0. 5mm ,適用于生物醫(yī)學領域。
壓力傳感器
壓力傳感器的作用是將壓力的物理信號轉(zhuǎn)換為電信號。通常使用的壓力傳感器主要有3類。
陶瓷電容傳感器
以三氧化二鋁陶瓷構(gòu)成，當傳感器感受壓力后，兩導電極板間距離發(fā)生變化，引起電容量發(fā)生變化。通過振蕩電路可以將這個電容變化轉(zhuǎn)換為電壓信號，就可以測量出電容量也就是壓力大小。
陶瓷電容壓力傳感器的特點是熱穩(wěn)定性好，抗過載能力可達量程的百倍以上，沒有液體傳遞壓力，無任何填充液，不會產(chǎn)生工藝污染，因此在食品、醫(yī)藥等行業(yè)有著廣泛的應用，加之是干式陶瓷膜片，也沒有安裝位置影響。有的陶瓷壓力傳感器帶有專用調(diào)理電路，可直接輸出0.5~4.5V的電壓信號。雖然壓力傳感器的量程范圍不同，但是輸出信號的幅值都相同。即0.5V對應傳感器測量的最小壓力，4.5V對應最大壓力，其余中間各點與測量壓力成線性關系。例如，-0.1～１MPa的壓力傳感器，在壓力為0時的理論輸出為0.86V。
金屬電容差壓傳感器
金屬電容差壓傳感器的原理是：被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充的硅油傳送到測量膜片兩側(cè)。由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側(cè)壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。這個信號可以是電壓，或者頻率及脈沖。
金屬電容傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，過載能力強，動態(tài)響應特性好，對高溫、輻射等惡劣條件的適應性強等。缺點是輸出有非線性，有壓力遲滯，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，很難做高精度。
擴散硅傳感器
擴散硅傳感器的核心測量元件是采用擴散工藝形成電阻并連接成惠斯通電橋，并施加一個供電給電橋。當壓力作用在敏感元件上時，電阻值發(fā)生變化并且產(chǎn)生一個與作用壓力成正比的線性輸出信號。有的廠家傳感器使用硅油傳遞壓力。當外界壓力作用在不銹鋼隔離膜片上，通過隔離硅油傳遞到擴散硅壓力敏感元件上引起電橋輸出電壓變化。
擴散硅壓力傳感器的優(yōu)點是非線性誤差小，壓力遲滯小，缺點是對溫度變化敏感，為此，154N傳感器使用激光調(diào)阻技術進行溫度及量程補償，改善了輸出信號的溫度特性。
智能壓力變送器技術特點
壓力變送器是工業(yè)自動化控制的關鍵設備，了解變送器行業(yè)的技術特點，也有利于工程設計的優(yōu)化。隨著科學技術的發(fā)展，信息傳輸與處理技術已取得突破性進展，智能壓力變送器充分利用了微處理器的運算和存儲能力，對傳感器的數(shù)據(jù)進行處理，包括對測量信號的調(diào)理（如濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換等）、自動校正、自動補償和數(shù)據(jù)顯示等，使產(chǎn)品性能得到很大提升。雖然各個品牌的產(chǎn)品特點有所不同，但整個變送器行業(yè)總的技術特點如下：
1）量程比寬，達到100：1（少數(shù)有200 ：1、400 ：1）。可以減少項目壓力變送器備件采購數(shù)量。
2）精度高，最通用的是0.075%FS?？蓾M足現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的控制需求。
3）穩(wěn)定性好。穩(wěn)定性是變送器非常重要的指標，是生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵參考之一?，F(xiàn)階段，高端壓力變送器的長期漂移量一般小于0.1%FS/5年。
4）測量范圍大，差壓最高可達20MPa，壓力最高達到70MPa。解決了高差壓、高壓力的測量問題。
5 ）輸出信號有4 ～ 2 0 m A 疊加H A R T 6 . 0 、PROFIBUS-PA、FF等多種協(xié)議可選。
6）耐溫能力強。變送器本體適用于-40℃～80℃的環(huán)境溫度；普通變送器可直接接觸-40℃～120℃介質(zhì)；法蘭變送器可承受-90℃～400℃的介質(zhì)，解決了煤化工、化工、石化行業(yè)中的超高、超低溫介質(zhì)的測量難題。
7）防腐材質(zhì)多樣化。隨著電子束、激光焊接技術的應用，可以制造多種特殊材質(zhì)的變送器。可選擇的防腐材質(zhì)有：316L、哈氏C、哈氏B、蒙乃爾、鉭材、鍍金、鈦材、雙相鋼（MOD）、尿素級316L、特氟龍膜片（PTFE、PFA），可解決不同腐蝕介質(zhì)及混合物腐蝕的測量難題。鍍金膜片主要用于高溫高壓氫氣或含氫介質(zhì)的測量，減少氫離子的滲透，延長產(chǎn)品壽命。
8）功能更加強大。本地組態(tài)和遠程組態(tài)（上位機軟件或手操器）功能相結(jié)合，提高了設備的管理、調(diào)試與維護效率和方便性。仿真、故障自診斷、模塊化設計功能增加了變送器使用的方便性和實用性。
9）產(chǎn)品種類齊全，針對不同的工藝條件、參數(shù)，可選擇不同類型的壓力變送器，如壓力型變送器、絕對壓力變送器、微差壓力變送器、差壓變送器、液位變送器、造紙型變送器、衛(wèi)生型變送器、遠傳壓力變送器、遠傳差壓變送器、真空專用法蘭變送器等等。
壓力變送器的一些基本參數(shù)和指標
每一臺壓力變送器，都有其性能指標、使用功能、適用范圍等參數(shù)，下面列舉一些主要的性能指標和必要的工作參數(shù)：
測量精度
壓力變送器的輸出值隨壓力的變化，理論上是線性的（開方輸出除外），而實際上的輸出與理論值之間是有誤差的，測量精度就是表示變送器的最大測量誤差，精度=（實際輸出值-理論輸出值）/量程×100%，取3次測量行程的最大值，是一個相對量。目前各公司生產(chǎn)的智能變送器基本上測量精度為±0.1%，非智能變送器為±0.5%。
回差（遲滯）
當使用變送器測量壓力時，壓力變化從小到大和從大到小，經(jīng)過同一個壓力點時，按理論講，變送器所測量出的壓力值是一樣的，但實際情況是，變送器所測量出的壓力值是不同的，為說明這個問題，我們定義變送器上升行程與下降行程經(jīng)過同一個壓力點時，測量壓力的差值為壓力回差。若與量程比，就用相對值表示。一般金屬電容變送器的回差相對大些，擴散硅及陶瓷電容變送器的回差相對小些。
測量范圍（量程）
測量范圍是指一臺變送器所能測量的最大壓力范圍。這實際上是變送器所使用的壓力傳感器的測量范圍。本公司壓力變送器的測量范圍一般最大約0～60MPa，即量程=60-0=60MPa，最小約0～1kPa，即量程=1kPa。量程并不是越大越好，量程大說明其檢測壓力范圍寬，量程小說明其檢測微小壓力的能力強。實際變送器的設定量程有時候不一定需要其最大量程，這就需要進行量程遷移。
量程遷移比
假如實際工況需要測量的壓力范圍為0～3kPa，但是我們壓力傳感器沒有這個檔，這就需要我們使用0～10kPa的傳感器來制作變送器，然后，通過量程遷移，使得變送器可以在測量0～3kPa的壓力時，輸出4～20mA電流,并且精度等指標滿足使用要求。量程遷移比=傳感器量程/實際需要量程，在上面例子中，量程遷移比為10/3=3.3，表示為 3.3:1。變送器的遷移實際是改變信號放大電路的增益，非智能表一般通過改變電阻值來改變增益，智能表可以通過按鍵或HART通信直接改變其量程。量程遷移比對每種變送器來說，其允許的最大遷移量是有限定的，超過最大遷移比，變送器的性能變差，不能正常工作。
阻尼時間
阻尼時間是指當有階越輸入時，輸出達到階越值63.2%時的時間。它表示了變送器的輸出隨被測壓力變化的響應速度。例如在測量介質(zhì)波動比較厲害時，儀表輸出就會隨之波動，不利于人員觀察和操作，后續(xù)設備如調(diào)節(jié)閥電機等也會頻繁劇烈動作，易損壞設備。把阻尼調(diào)大就可使輸出信號盡量平緩柔和。一般智能變送器出廠時阻尼時間設定為0秒，即無阻尼。
輸出特性
對于二線制的壓力變送器來說，其輸出通常就是4～20mA電流，即壓力量程下限對應4mA，上限對應20mA，上下限之間的壓力與電流呈線性關系。例如一個量程0～100kPa的變送器，其零點輸出為4.001mA，滿量程輸出為20.005mA，當測量壓力為50kPa時，理論輸出電流=零點電流+測量壓力值/量程×電流最大變化量=4.001+50/100×（20.005-4.001）=12.003mA對于差壓變送器來說，在其用于測量流量時，由于流量與壓力的開方成線性關系，因此，差壓變送器有開方輸出模式，對于上面例子來說，當測量壓力為50kPa時，理論輸出電流=零點電流+（測量壓力值/量程）1/2×電流最大變化量= 4 . 0 0 1 + （ 5 0 / 1 0 0 ） 1 / 2 × （ 2 0 . 0 0 5 – 4 . 0 0 1 ）=15.317mA
壓力變送器的應用
壓力變送器工作時，必須直接與被測介質(zhì)相接觸，常常在高溫、低溫、腐蝕、振動、沖擊等環(huán)境中運行，在工程現(xiàn)場能否正常、可靠運行，不僅取決于產(chǎn)品質(zhì)量，還取決于優(yōu)化的工程設計、合理的型號配置、正確的現(xiàn)場維護3個方面。
壓力變送器產(chǎn)品廣泛應用于鋼鐵、化工、造紙、污水處理、自來水、熱力、電力、食品、有色等行業(yè)。
壓力變送器除了可以測量壓力外，還可以衍生出很多用途，比如利用差壓變送器測量流量，利用液體的重力測量液位（靜壓式液位計）。
測量流量
差壓變送器除了測量兩個被測量壓力的差壓值外，它還可以配合各種節(jié)流元件（如孔板）來測量介質(zhì)流體的流量。
測量液位
靜壓液位變送器的工作原理是：液體中某一點的靜壓力與該點到液面的距離成正比，即：P=ρgh。其中：P-被測點的壓力（壓強）、ρ-介質(zhì)密度、g-重力加速度、h-被測點到液面的高度。對已確定的被測介質(zhì)ρ，g為常數(shù)，故被測點到液面的位置的變化只與被測的P壓力（壓強）有關。
在敞開容器內(nèi)測量液位時，需要一臺壓力變送器即可。當測量密閉受壓容器的液位時，可考慮用兩臺壓力或者一臺差壓變送器，即測量下限一臺，測量上限一臺，它們的輸出信號進行減法運算，即可測出液位，這時一般選用差壓變送器。
在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下，它還可以用來測量介質(zhì)的密度。
壓力變送器的發(fā)展趨勢
為適應工業(yè)及自動化控制的發(fā)展，未來壓力變送器的在技術層面的發(fā)展趨勢將是實現(xiàn)產(chǎn)品低功耗、數(shù)字化、智能化、 網(wǎng)絡化、專業(yè)化、高精度、高適應性和高安全性。
壓力變送器的趨勢：當今世界各國壓力變送器的研究領域十分廣泛,幾乎滲透到了各個行業(yè),但歸納起來主要有以下幾個趨勢:
(1) 智能化由于集成化的出現(xiàn),在集成電路中可添加一些微處理器,使得變送器具有自動補償、通訊、自診斷、邏輯判斷等功能。
(2) 集成化壓力變送器已經(jīng)越來越多的與其它測量用變送器集成以形成測量和控制系統(tǒng)。集成系統(tǒng)在過程控制和工廠自動化中可提高操作速度和效率。
(3) 小型化目前市場對小型壓力變送器的需求越來越大,這種小型變送器可以工作在極端惡劣的環(huán)境下,并且只需要很少的保養(yǎng)和維護,對周圍的環(huán)境影響也很小,可以放置在人體的各個重要器官中收集資料,不影響人的正常生活。如美國Entran 公司生產(chǎn)的量程為2～500PSI 的變送器,直徑僅為1. 27mm ,可以放置在人體的血管中而不會對血液的流通產(chǎn)生大的影響。
(4) 標準化變送器的設計與制造已經(jīng)形成了一定的行業(yè)標準。如ISO 國際質(zhì)量體系;美國的ANSI、ASTM標準、俄羅斯的ГOCT、日本的J IS 標準。
(5) 廣泛化壓力變送器的另一個發(fā)展趨勢是正從機械行業(yè)向其它領域擴展,例如:汽車元件、醫(yī)療儀器和能源環(huán)境控制系統(tǒng)。
高性能壓力變送器日趨成熟
采用先進的微型計算機技術，設計低功耗、快速響應、高分辨率的處理和控制電路，以降低系統(tǒng)硬件所產(chǎn)生的誤差，提升系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。對放大、濾波、線性與溫度復合補償算法進行深入的研究，提高算法的準確性，以減小系統(tǒng)的綜合誤差。未來0.04%精度等級的壓力變送器將成為市場的主流。
無線壓力變送器市場前景廣闊
隨著無線通訊技術在行業(yè)應用的逐漸推廣，無線壓力變送器也受各大廠商和各行業(yè)用戶的關注，成為繼現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)又一熱點技術。在現(xiàn)場使用硬線連接成本過高的工業(yè)現(xiàn)場，無線壓力變送器將發(fā)揮明顯優(yōu)勢，消除變送器和控制電路之間的連接，從而節(jié)約能源，減少配線和維護費用。隨著工業(yè)信息化、智能化建設的大力推進，無線壓力變送器產(chǎn)品優(yōu)勢在中國市場逐漸被用戶認可，市場進入快速成長時期。特別是在油氣、化工、市政等行業(yè)，無線智能壓力變送器應用較為廣泛。智能化由于集成化的出現(xiàn),在集成電路中可添加一些微處理器,使得變送器具有自動補償、通訊、自診斷、邏輯判斷等功能。
集成化成為行業(yè)應用新趨勢
壓力變送器已經(jīng)越來越多的與其他測量用變送器集成，以形成測量和控制系統(tǒng)。集成系統(tǒng)在過程控制和工廠自動化系統(tǒng)中可提高操作速度和效率。
小型化市場需求進一步擴大
目前市場對小型壓力變送器的需求越來越大，小型壓力變送器可以工作在窄小的空間。集成技術在一定程度上支持了變送器產(chǎn)品小型化的發(fā)展。并且這種小型變送器可以工作在極端惡劣的環(huán)境下,并且只需要很少的保養(yǎng)和維護,對周圍的環(huán)境影響也很小。
專業(yè)化（個性化）需求更加突出，應用領域更加寬廣
隨著工業(yè)自動控制水平的提高，各行業(yè)尤其是精細化工、石油石化、煤化工的大力發(fā)展，對變送器的要求也越來越高，針對不同工藝條件，需研發(fā)專用的智能變送器，以解決壓力、流量、液量測量中的工藝難題。
如：在煤制油、煤制氣工藝中，需解決高溫、高壓、氫滲透、固體雜質(zhì)沖刷與堵塞難題的專用法蘭變送器。在大化肥尿素合成、精細化工中，需解決高溫、高壓、強腐蝕、易結(jié)晶，以及高溫真空測量的專用變送器。在深海油田中，需研發(fā)耐海水腐蝕、海底高壓力防護等級和高可靠性的專用壓力變送器，確保變送器在海底石油開采中長期穩(wěn)定的工作。在液體、氣體計量中，需要專用的多參量智能壓力變送器，提高微小流量計量的精度與可靠性等。
標準化變送器的設計與制造已經(jīng)形成了一定的行業(yè)標準，但是我國的儀器儀表行業(yè)正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。只有提高國產(chǎn)品牌的性能，才能在與洋品牌的競爭中有一席之地。
針對我國傳感器與儀表元器件產(chǎn)品的使用壽命、穩(wěn)定性、可靠性與國外先進技術與產(chǎn)品存在較大差距，建立元器件可靠性服務平臺，傳感器、儀器儀表元器件可靠性設計與分析；可靠性試驗與評估；環(huán)境適應性測試技術與仿真；可靠性數(shù)據(jù)庫構(gòu)建技術，建設統(tǒng)一的可靠性數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；可靠性篩選試驗和可靠性管理。一點點的積累，一步步的前進，才能造就將來的行業(yè)良好發(fā)展。
