弹性式压力检测元件膜片

　　工控摘要：膜片是一种沿外缘固定的片状形测压弹性元件，按剖面形状分为平膜片和波纹膜片。膜片的特性一般用中心的位移和被测压力的关系来表征。当膜片的位移很小时，它们之间有良好的线性关系。
　　
　　波纹膜片是一种压有环状同心波纹的圆形薄膜，其波纹的数目、形状、尺寸和分布情况与压力测量范围有关，也与线性度有关。有时也可以将两块膜片沿周边对焊起来，成一薄膜盒子，称为膜盒。若将膜盒内部抽成真空，并且密封起来，则当膜盒外压力变化时，膜盒中心将产生位移。这种真空膜盒常用来测量大气的压力。
　　
　　膜片常用的材料有：锡锌青铜、磷青铜、铍青铜、高弹性合金、恒弹性合金、碳素铜、不锈钢等。膜片的厚度一般在0.05～0.3mm。
　　
　　膜片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但是，由于膜片的位移较小，灵敏度低，指示精度也不高，一般为2.5级。
　　
　　膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号。下面是一些实例。
　　
　　（1）电容式压力传感器在膜片的旁边，安装一个与该膜片平行并且固定不动的极板，使膜片与极板构成一个平行板电容器。当膜片受压产生位移时，改变了极极与膜片间的距离，从而改变了电容器的电容值。通过测量电容的变化量可间接获得被测压力的大小，基于该原理的压力检测仪表称电容式压力传感器（有时也称变送器）。
　　
　　（2）光纤式压力传感器它的核心是采用光纤及其调制机构实现位移一光强的转换，当入射光纤的光束照射到膜片上，其反射光的一部分被接收光纤1和光纤2
　　
　　接收，其光强I1和I2分别是x1、和x2。以及光纤至膜片间的距离d的函数。选取适当的比值X2/X1，则光强比值Il/12随被测压力线性下降。进一步用光电转换元件以及有关电路处理，可把光信号转换成通用的电信号。如果膜片采用非金属材料，如聚四氟乙烯，则这种传感器可用在微波环境下的压力检测。
　　
　　（3）力矩平衡式压力变送器它是应用杠杆、电磁反馈等机构，根据力矩平衡原理将膜片的位移换成标准电信号输出。