气压控制器原理

控制器产品在制造生产时每种产品都有其特定的工作压力范围（量程），在此范围内客户可预先设定好需要开关工作的压力值，此值也称压力开关的设定点。在接入系统后，当被测介质的压力大于（小于）设定点时传感器产生阶越信号，触发控制器内部的微动开关，使系统回路打开（闭合）。控制器通常配置一个SPDT型微动开关，每一个SPDT开关均可设定为常闭或常开状态，设为常开状态时，当微动开关动作则使系统回路闭合。常闭状态是使系统回路断开。

图2 是基于硅微控阀门的气压控制系统的原理结构图，系统包括两个硅微控阀门，用于系统压力保护控制的普通电磁压力阀门和减压阀， 压力气瓶和真空泵为系统提供压力和真空源，保证系统正常工作。采用微处理器和压力传感器和电子控制电路设计的压力控制和放大驱动电路为阀门动作提供控制信号。

压力大小的设定通过计算机输入， 由数模转换器转换成对应的电压值， 系统实际的压力大小通过压力传感器采样，并且通过整定后，与设定信号进行比较、放大， 通过控制进气阀门和排气阀门的开度大小和开关时间，实现系统压力控制。如果系统压力大于设定压力，系统排气阀门打开，连通真空泵，系统压力降低；反之，如果系统压力小于设定压力，系统进气阀门打开，连通气瓶，气体进入气容，系统压力增高，从而实现压力自动控制。

系统采用EG&G 公司的1230 气压传感器，是长期稳定性好，性能优越，成本低。该传感器是一个单电桥，其输出阻抗2～3kΩ，输出电压信号小于90mV，为了将传感器输出用于系统控制，必须将传感器的满量程输出放大至5V 左右，为保证信号调理电路不影响传感器的工作状态和工作性能，要求放大电路须具有较高的输入阻抗，几乎不从传感器吸收电流，同时，由于普通的运算放大器具有较大的失调电压和温度漂移，一般不用作微弱信号放大器，而测量放大电路具有高输入阻抗、低失调电压、低温度漂移和稳定的放大倍数，设计中传感器信号放大电路选择典型测量放大电路，图3 是传感器调理电路。该传感器的激励电流为1.5mA，传感器的放大调理电路采用仪表放大器，使传感器在满量程时的输出电压为5V 左右。

按照地理位置，从赤道向两极依次分为 ：赤道低压带(分布在赤道附近)，副热带高压带(南北纬30度附近)，副极地低压带(南北纬60度附近)，极地高压带(南北极点附近)。

气压带赤道低气压带

在赤道及其两侧，是太阳高度角最大的地带，这里受太阳光热最多，地面增温也高，接近地面的空气受热膨胀上升，空气减少，气压降低。这样在南北纬5°之间的地区，就形成了一个低气压带——赤道低气压带。

气压带副热带高气压带

由赤道低气压带上升的气流，由于气温随高度而降低，空气渐重，在距地面4~8公里处大量聚集，转向南北方向扩散运动，同时还受重力影响，故气流边前进，边下沉，各在南北纬30°附近沉到近地面，使低空空气增多，气压升高，形成了南北两个副热带高气压带，它是因为空气聚积，由动力原因形成的，属暖性高压。

气压带极地高气压带

在地球南北两极及其附近是纬度最高的地区，这里的太阳高度角最小，接受的太阳光热也最少，终年低温，空气冷重下沉，地面空气多，气压较高，形成南北两个极地高气压带，它是由热力原因形成的冷高压。

气压带副极地低气压带

这个气压带在南北纬60°附近，由于这个地带处于副热带高气压带和极地高气压带之间，是一个相对的低压带。

这样，在假设不自转的地球上，就形成了上述的七个气压带。

我们通常所说的蒸气压为液体的蒸气压，当气相和液相达到平衡时，气相蒸气所具有的压力称为该温度下的饱和蒸气压，简称蒸气压。无论是固体或液体，蒸气压大的称为易挥发性物质，蒸气压小的称为难挥发性物质。

气象台站测的气压值为本站气压，为比较各台站间的气压值，需作海平面气压订正。海平面气压订正=本站气压 测站海拔高度的假想气柱的重量。 具体计算公式如下：

其中，P₀为海平面气压，单位为hPa；P_s为本站气压，单位为hPa；h为气压传感器海拔高度，单位为m；T_m为气压平均温度，单位为℃，T_m=（t t₁₂）/2 h/400，t为干球温度，单位℃，t₁₂为观测前12小时气温，单位为℃。