Під тиском в загальному випадку розуміють межа відносини нормальної складової зусилля до площі, на яку діє зусилля.
Залежно від природи контрольованого процесу нас цікавить абсолютний тиск Ра або надмірне Рі. При вимірі Ра за початок відліку приймається нульове тиск, яке можна собі уявити як тиск всередині судини після повного відкачування повітря. Природно, досягти Ра = 0 неможливо.
Барометричний тиск Рбар - тиск, який чиниться атмосферою на все знаходяться в ній предмети.
Надмірний тиск представляє собою різницю між абсолютним і барометричним тисками: Рі = Ра - Рбар
якщо Рабс <Рбар. то Ри называется давлением разрежения.
Вимірювання тиску необхідно для управління технологічними процесами і забезпечення безпеки виробництва. Крім того, цей параметр використовується при непрямих вимірах інших технологічних параметрів: рівня, витрати, температури, щільності і т. Д. У системі СІ за одиницю тиску прийнятий паскаль (Па).
У більшості випадків первинні перетворювачі тиску мають Неелектричний вихідний сигнал у вигляді сили або переміщення і об'єднані в один блок з вимірювальним приладом. Якщо результати вимірювань необхідно передавати на відстань, то застосовують проміжне перетворення цього неелектричних сигналу в уніфікований електричний або пневматичний. При цьому первинний і проміжний перетворювачі об'єднують в один вимірювальний перетворювач.
Класифікація приладів для вимірювання тиску:
I. За принципом дії:
1) рідинні (заснований на урівноваженні тиск стовпом рідини);
2) поршневі (вимірюваний тиск врівноважується зовнішньої силою, що діє на поршень);
3) пружинні (тиск вимірюється за величиною деформації пружного елемента);
4) електричні (заснований на перетворенні тиску в будь-яку електричну величину).
II. За родом вимірюваної величини:
1) манометри (вимірювання надлишкового тиску);
2) вакуумметри (вимірювання тиску розрядження);
3) мановакуумметри (вимір як надлишкового тиску, так і тиску розрядження);
4) напорометри (для вимірювання малих надлишкових тисків);
5) тягоміри (для вимірювання малих тисків розрядження);
7) діфманометри (для вимірювання різниці тисків);
8) барометри (для вимірювання барометричного тиску).
У більшості приладів вимірюється тиск перетворюється в деформацію пружних елементів, тому вони називаються деформаційними.
Деформаційні прилади широко застосовують для вимірювання тиску при веденні технологічних процесів завдяки простоті пристрою, зручності та безпеки в роботі. Всі деформаційні прилади мають в схемі будь-якої пружний елемент, який деформується під дією вимірюваного тиску: трубчасту пружину, мембрану або сильфон.
Найбільше застосування отримали прилади з трубчастою пружиною. Їх випускають у вигляді показують манометрів і вакуумметрів c максимальною межею вимірювань. В таких приладах зі зміною вимірюваного тиску р трубчаста пружина / змінює свою кривизну. Її вільний кінець через тягу повертає зубчастий сектор і знаходиться з ним в зачепленні шестерню. Разом з шестернею повертається закріплена на ній стрілка, яка переміщається уздовж шкали. Для дистанційної передачі показань випускають манометри з проміжними перетворювачами з струмовим і пневматичним виходом (МП-Е, МП-П), а також з диференційно-трансформаторними перетворювачами (ПЕД).
Манометр з трубчастою пружиною:
1 - трубчаста пружина;
2 - тяга;
3 - зубчастий сектор;
4 - шестерня;
5 - стрілка;
6 - шкала.
1 2 - мембранні коробки;
3 - диференційно-трансформаторний перетворювач
З мембранних приладів широко використовують безшкальний діфманометри ДМ, забезпечені диференційно-трансформаторних перетворювачем переміщення в уніфікований сигнал напруги змінного струму.
Пружним чутливим елементом такого дифманометра є мембранний блок, що складається з двох сполучених мембранних коробок 1 і 2, заповнених рідиною. Перепад тисків у камерах дифманометра викликає деформацію мембранних коробок. При цьому стиск нижньої мембранної коробки більше і рідина витісняється з неї в верхню мембранну коробку, викликаючи тим самим її розширення. Переміщення верхньої мембрани передається жорстко пов'язаного з нею плунжеру диференційно-трансформаторного перетворювача 3.
Дифманометр забезпечений вентилями «+», «-» і «0». Через вентиль «+» до дифманометра підводиться більший тиск, а через вентиль
«-» - менше. При роботі дифманометра обидва ці вентиля відкриті, а вентиль «0» закритий. Якщо вентилі «+» і «-» закрити, а зрівняльний вентиль «0» відкрити, то тиску в камерах дифманометра стануть однаковими. При цьому стрілка вимірювального приладу КСД повинна встановитися на розподілі, відповідному нульовому перепаду тисків.
Промисловість випускає також мембранні дифманометри з проміжними перетворювачами, що мають уніфіковані струмові або пневматичні сигнали.
Для перетворення деформації мембрани в уніфікований струмовий сигнал застосовують також тензорезисторні проміжні перетворювачі, в яких опір резистора змінюється при його розтягуванні або стисненні. В таких приладах тензорезистор укріплений на жорсткій вимірювальної мембрані. Деформація мембрани, пропорційна прикладеному тиску, призводить до деформації тензорезистора і зміни його опору. Це опір перетворюється вимірювальної схемою, що включає неврівноважений міст, в вихідний сигнал постійного струму. Так як деформація жорсткої мембрани мала, то застосовують напівпровідникові кремнієві тензорезистори, що володіють високою чутливістю.
У Дифманометр чутливим елементом служить блок з двох непружних мембран, з'єднаних між собою штоком. Зсув цього штока під дією перепаду тисків призводить до вигину важеля і деформації вимірювальної мембрани. Мембрани виконані з корозійно-стійкого матеріалу, що дозволяє використовувати дифманометр для вимірювань в сільноагрессівних середовищах.
Для вимірювання тиску агресивних середовищ застосовують датчики, забезпечені захисною мембраною, виготовленої, як і в Дифманометр, з корозійно-стійкого матеріалу. Вимірюється тиск передається до вимірювальної мембрані через силіконове масло, яким заповнена внутрішня порожнину датчика.
Промислові тензорезисторні перетворювачі призначені для перетворення тиску, розрідження і різниці тисків в пропорційне значення вихідного сигналу - постійного струму.