對任何工業來說，測量壓力是儀器儀表的最基礎的一項功能。從一家煉油廠到一臺推土機，對壓縮空氣，液壓機液體，過程液體，蒸汽或其他任何介質的壓力測量，是件非常普通的事情，并且對所有形式的控制過程都起著非常重要的作用。所以，現在壓力測量設備無處不在，而且有很多種的選擇。大概地回顧一下技術可以讓壓力設備得到更好的應用，盡管可能會有些特殊的例外點。

壓力，機械術語上也稱作壓縮應力，其特殊的特性會對其測量的方法有影響：

■壓力測量通常需要確定單位面積下的單位力
■靜態和流動的液體中都存在壓力測量的問題
■液體壓力通常是用其與其它的東西比較得出差壓值。

兩種形式的壓力測量可以分為三類：

■絕對壓力是對于絕對真空得出的測量值，它完全消除了大氣壓力值對測量的影響。在一些應用場合下，絕對壓力的讀數對控制過程上下之間的聯系很有幫助，所以這種方法是研究或設計時的首選。但是要在傳感器盒內安裝一個全真空的部分是很不實際的，傳感器通常是用一個固定的校正系數或者用更為復雜的單元測量大氣壓力值來對儀表讀數進行調節。

■差壓是指一個區域或容器內的壓力與另外一個之間的比較。其讀數就是這兩者之間的差值，并且即不需要考慮這兩者任何一方對應的大氣壓值也不需要考慮其真空值。

■表壓，是差壓的一種形式，它是指一個區域或容器內的壓力與大氣壓之間的比較。這個是最實用的一種形式。

兩種壓力測量最常用的計量單位是psi和bar。前者現在在美國是常用的，但是后者現在正變得越來越通用。bar由于其數值表示更為便捷，現在已經大范圍地取代了帕和千帕。還有許多其他的計量單位，但是這些都是使用在特殊場合下的。psi和bar都使用后綴“a”或“g”來表示絕對壓力或表壓。當沒有后綴時，默認為表壓。

差壓值的測量不需要確定絕對壓力值或表壓值，因為兩者之間的測量只需要直接比較就可以了。其讀數就是兩者之間的差值，無法得出兩者各自的值。假設兩個容器之間的差壓值為50psi，一個容器內可能為10psi另一個為60psi，或者是一個為5000psi另一個為5050psi。如果沒有其他傳感器的話是沒有辦法確定相對于大氣壓的值的。差壓通常使用后綴“d”。

通常地，機械儀表都標配有曲面波登管，也有許多其他可用的配置。雖然有許多形式的儀表，但是電子式的最為常用。

圖1：傳統的機械表使用的是一個彎曲的，閉合的“波登管”，
當內部壓力增加的時候，可能會使其變直。
精度，測量范圍和安全

電子壓力儀表和機械儀表在表示精度時都是一樣的：按百分比確定誤差值。例如，一個高品質的0－500psi的機械儀表的精度為滿量程的±0.5%。這就意味著在其測量范圍內的任意一點其誤差范圍為5psi（±2.5 psi）。電子傳感器和變送器通常也使用這樣的精度規范。由于量程與精度掛鉤，所以在允許的壓力波動或突變范圍內，選擇測量范圍離實際值最接近的儀器是非常重要的。換句話說，如果你的過程是運行在75psi壓力下的話，你選用精度都一樣的0－100psi的表會比0－500psi的表要好。在選擇和使用壓力儀器時，錯誤的量程選擇是最常見的一種錯誤。只考慮成本的采購商會為了減小成本而選擇一種壓力儀器，然后試著將其應用于一個很廣的使用范圍。這樣的結果使精度得不到保證。

一些變送器可以通過調節電路來調節其測量范圍。比如說，一個設計為可以測量0－500psi的元器件可以通過調節讓其只顯示0－300的量程。這樣可以在4～20mA信號上得出相應的讀數區間，但并不是真正的增加了精度。大多數情況下，其最大的誤差值將會和滿量程0－500的誤差值一樣。

圖2：這個壓縮空氣罐有絕壓和表壓兩個轉換器。當表壓改變到100psig
時，絕壓讀數改變到114.7psia。如果這個罐拿到外太空去，那么兩個轉
換器的讀數都是114.7psi，因為它們都是相對于絕對真空得到的值。
GE-Druck 公司的生產經理Tom Reid說：“在你汽車輪胎里可能裝有2個或者3個傳感器，他們會給你的汽車儀表盤一個反饋信號。你不需要對你的右輪胎里的壓力降低進行精確或快速的響應。”同樣的，你也可以將這個應用在只需要大致了解一個容器內的壓力的情況下。只要機械結構和外殼支持，那么就不會有其他問題了。所有這些都是取決于這個過程是否需要精密的壓力測量。

威卡儀表公司壓力方面的專家Victor Miller強調：對一個應用的深入理解將如何決定測量范圍和重現性的重要性。“用戶通常不考慮在系統內部產生的動態變化，”他說，“當液體正在流動時，閥門的突然關閉或開啟，會使液體產生一個壓力突變，然后以聲速在系統內傳播，這可能使傳感器損壞或至少使其超出了，”相對于動態環境來說，靜態環境下和可壓縮流體不需要對壓力突變的情況進行很多的保護。

選擇一個壓力儀器

一旦你決定在特定場合進行壓力測量時，你除了可以從測量范圍和精度方面來選擇合適的設備，也可以從其他性能方面來進行選擇。其他可考慮的方面如下：

材質。儀表對接觸液體部件的材質（即與過程液體接觸的部件）有特殊的規定。現今已有了一個很廣泛的選擇范圍來適應不同強度的液體或氣體。由于工廠的使用環境可能存在腐蝕性氣體，那么也可以選擇不同的外殼以防來自外部的破壞。特殊的材料價格很昂貴，因此請合理的選擇。

內部結構。許多傳感器會帶有內部凹槽，在正常運行時里面充滿了過程液體。如果液體流動是緩慢的話，那么少量的滯留液體是可以允許存在的，因為其不會對產品產生不良的影響。但是一些要求嚴格的過程是不允許這個存在的。傳感器通常帶有液體隔離膜并安裝在內部以防止液體滲入及對過程流體的影響降到最低。隔離膜也可以是一個附件。

外殼。一個廢水處理廠和一個煉油廠對于安全等級的需要是不同的。對于一個需要隔爆型或本安型儀器的應用場合，有許多的儀器可供選擇。而且很多公司都很清楚地知道在哪里使用什么樣的儀器。另一方面，如果不存在可能爆炸的環境的話，可供選擇的儀器就會更多。一個元器件是否龐大很大程度上取決于其輔助電子設備是否需要進行通訊。如一個只有一個4－20mA輸出引線的簡單傳感器就可以做得很小，但是一個可以與現場總線連接的智能型變送器就需要做得很大來安裝其附加的電路部分。