所谓压力是指垂直作用于单位面积上的力，用符号P表示。在国际单位制中，压力的单位是帕斯卡（简称帕，用符号Pa表示，1Pa=1N/㎡），它也是我国压力的法定计量单位。目前在工程上，其他一些压力单位还在使用，如工程大气压、标准大气压、毫米汞柱、毫米水柱等，它们之间的换算关系见表2-4。

 

    由于参考点不同，在工程上又将压力表示为如下几种

    （1）压差（又称差压，记为△P）压差是指两个压力之间的相对差值。

    （2）绝对压力（记为P_abs )绝对压力是指相对于绝对真空所测得的压力，如大气压力（记为 P_atm)就是环境绝对压力。

    （3）表压（记为P_g )表压是指绝对压力与当地大气压力之差。

    （4）负压（又称真空度，记为 P_v)负压是指当绝对压力小于大气压力之时，大气压力与绝对压力之差。

    各种压力之间的关系如图2-29所示。

 

    通常情况下，各种工艺设备和检测仪表均处于大气压力之下，因此工程上经常用表压和真空度来表示压力的大小，一般压力仪表所指示的压力即为表压或真空度。

    2.弹性式测压元件及其原理

    在现代工业生产过程中，由于被测压力的范围很宽，测量的条件与精度要求各异，因而测压元件的种类也很多，按其转换原理不同，可分为基于弹性变形的弹性式测压元件、基于静力学原理的液柱式测压元件、基于液压传递的活塞式测压元件和基于压电转换原理的电气式测压元件等。由于基于弹性变形的测压元件在工业生产应用中占有重要地位，为此进行重点介绍。

    工业上最常用的弹性式测压元件有弹簧管、波纹管、弹性膜片（膜盒）等，如图2-30所示。

 

    （1）弹簧管 弹簧管是由法国人波登发明的，所以又称波登管。它是一种弯成圆弧形的空心金属管子，其横截面是扁圆形或椭圆形的。它的固定端开口、自由端封闭，如图2-30a所示。当被测压力从固定端输入后，由于弹簧管的非圆横截面，使它有变成圆形并伴有伸直的趋势，使自由端产生位移。由于输入压力P与弹簧管自由端的位移成正比，所以只要测出自由端的位移量就能够反映压力P的大小，这就是弹簧管的测压原理。有时为了使自由端有较大的位移，常采用多圈弹簧管，即将弹簧管制成盘形或螺旋形，其工作原理与单圈弹簧管相同。

    若在弹簧管自由端装上指针，配上传动机构和压力刻度，即可制成就地指示式压力表；若通过适当的转换元件将自由端位移变成电信号，即可进行远距离输送。所以弹簧管是目前工业上用得最多的弹性式测压元件之一。

    （2）波纹管 波纹管是一种轴对称的波纹状薄壁金属筒体，当它受到轴向压力作用时能使自由端产生较大的伸长或收缩位移，如图2-30b所示。若将它和弹簧组合使用，可以获得较好的线性度，如图2-31所示。

 

    （3）膜片与膜盒 膜片是一种沿外缘固定的片状圆形薄板或薄膜，如图2-30c所示，若将两块膜片沿周边固定、两膜片之间充以液体（如硅油），就构成膜盒。膜盒的具体结构如图2-32所示。

    图中，两个金属膜片分别位于膜盒的两个测量室内，由硬芯将它们连接在一起；当被测压力P₁ 、 P₂分别引入两测量室时，根据差压的正负，膜片作相应移动，并通过硬芯输出位移或力；硅油的作用一是传递压力，二是对膜片起过载保护作用；密封垫圈可阻止硅油继续流动，以保证膜片受单向压力时不致损坏。

    上述各种弹性式测量元件输出的位移或力必须经过变送器才能变为标准统一电信号。目前使用较为广泛的电动模拟式压力变送器有力矩平衡式差压变送器和电容式差压变送器；为适应现场总线控制的要求，智能式差压变送器也得到了迅速发展。