彈性式壓力檢測元件膜片

　　工控摘要：膜片是一種沿外緣固定的片狀形測壓彈性元件，按剖面形狀分為平膜片和波紋膜片。膜片的特性一般用中心的位移和被測壓力的關系來表征。當膜片的位移很小時，它們之間有良好的線性關系。
　　
　　波紋膜片是一種壓有環狀同心波紋的圓形薄膜，其波紋的數目、形狀、尺寸和分布情況與壓力測量范圍有關，也與線性度有關。有時也可以將兩塊膜片沿周邊對焊起來，成一薄膜盒子，稱為膜盒。若將膜盒內部抽成真空，并且密封起來，則當膜盒外壓力變化時，膜盒中心將產生位移。這種真空膜盒常用來測量大氣的壓力。
　　
　　膜片常用的材料有：錫鋅青銅、磷青銅、鈹青銅、高彈性合金、恒彈性合金、碳素銅、不銹鋼等。膜片的厚度一般在0.05～0.3mm。
　　
　　膜片受壓力作用產生位移，可直接帶動傳動機構指示。但是，由于膜片的位移較小，靈敏度低，指示精度也不高，一般為2.5級。
　　
　　膜片更多的是和其他轉換元件合起來使用，通過膜片和轉換元件把壓力轉換成電信號。下面是一些實例。
　　
　　（1）電容式壓力傳感器在膜片的旁邊，安裝一個與該膜片平行并且固定不動的極板，使膜片與極板構成一個平行板電容器。當膜片受壓產生位移時，改變了極極與膜片間的距離，從而改變了電容器的電容值。通過測量電容的變化量可間接獲得被測壓力的大小，基于該原理的壓力檢測儀表稱電容式壓力傳感器（有時也稱變送器）。
　　
　　（2）光纖式壓力傳感器它的核心是采用光纖及其調制機構實現位移一光強的轉換，當入射光纖的光束照射到膜片上，其反射光的一部分被接收光纖1和光纖2
　　
　　接收，其光強I1和I2分別是x1、和x2。以及光纖至膜片間的距離d的函數。選取適當的比值X2/X1，則光強比值Il/12隨被測壓力線性下降。進一步用光電轉換元件以及有關電路處理，可把光信號轉換成通用的電信號。如果膜片采用非金屬材料，如聚四氟乙烯，則這種傳感器可用在微波環境下的壓力檢測。
　　
　　（3）力矩平衡式壓力變送器它是應用杠桿、電磁反饋等機構，根據力矩平衡原理將膜片的位移換成標準電信號輸出。