电压测量仪

2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究陈昕(广州思林杰科技股份有限公司 市场总监)前言：电子测试测量仪器是利用电子技术来进行测量的装置，是电子制造、电子设计、电子应用等领域不可或缺的工具。随着电子技术的不断发展，电子测试测量仪器的技术水平也不断提高，应用范围也不断扩大。电子测试测量仪器的广泛应用涉及通信、半导体、医疗、能源等多个领域，其性能和技术水平直接关系到各行业的科研、生产和服务水平。在全球范围内，这一领域正经历着巨大的变革，从而催生出新的机遇和挑战。近年来，全球及中国电子测试测量仪器行业保持稳步增长态势。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下，全球电子测试测量仪器市场规模持续增长，预计到2025年，全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势，2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币，预计2023年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下，智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展，电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。未来，全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势：智能化：电子测试测量仪器将向智能化方向发展，以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能，能够实现更高效、更精准的测试。集成化：电子测试测量仪器将向集成化方向发展，以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将多种功能集成到一个平台上，能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化：电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展，以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试，能够实现更安全、更高效的测试。本文章将对全球及中国电子测试测量仪器行业的发展现状、发展趋势及竞争格局进行深入分析，并对行业发展趋势进行展望。1. 电子测试测量技术/仪器的发展历史电子测试测量技术和仪器的发展历史可以追溯到电子产业的早期阶段，随着电子技术的不断进步和应用领域的拓展，测试测量仪器在推动科技进步和确保电子设备性能的过程中发挥了关键作用。电子测试测量技术/仪器的发展历史可以追溯到19世纪初，以下是电子测试测量技术和仪器的发展历史中一些关键阶段：1820年，德国物理学家Johann Schweigger发明了检流计，这是世界上第一台电子测试仪器。检流计可以用来测量电流强度。1887年，爱迪生发明了真空管，这是电子测试测量技术发展的一个重要里程碑。真空管可以用来放大电信号，这使得电子测试仪器的测量精度和灵敏度得到了大幅提高。20世纪初，电子测试仪器的发展进入了快速发展阶段。1920年，美国的贝尔实验室发明了示波器，这是世界上第一台能够显示电信号波形的仪器。示波器的出现，极大地提高了电子测试技术的水平。20世纪中叶，电子技术的快速发展，推动了电子测试测量仪器的进一步发展。1956年，美国的Tektronix公司发明了数字示波器，这是世界上第一台能够显示数字电信号的仪器。数字示波器的出现，使得电子测试技术更加精准和灵活。20世纪70年代，集成电路技术的出现，使得电子测试测量仪器更加小型化和低成本。1976年，美国的Agilent公司推出了世界上第一台数字存储示波器，这是世界上第一台能够存储电信号波形的仪器。数字存储示波器的出现，使得电子测试技术更加便捷和高效。Tektronix 547型示波器 （图片来源 Lazy Electrons，产品来源Tektronix）随着技术应用发展，电子测试测量技术/仪器广泛应用于电子制造、电子设计、电子应用等领域。电子测试测量技术/仪器的发展，为电子技术的进步和应用提供了重要支撑，如：1. 半导体技术的崛起（1950年代 - 1960年代）：o 集成电路（IC）的出现推动了测试测量技术的发展，测试复杂度大大提高。o 数字化测试技术开始兴起，数字化示波器、逻辑分析仪等成为主流。2. 微处理器和计算机时代（1970年代 - 1980年代）：o 随着微处理器的普及，测试测量设备越来越依赖于计算机控制和数据处理。o 自动测试设备（ATE）开始流行，提高了测试效率和精度。3. 高性能和高频率测试（1990年代至今）：o 通信技术的迅猛发展推动了对高频、高速数字信号的测试需求，射频测试、高速数字通信测试等成为焦点。o 高性能、高灵敏度、高精度的仪器不断涌现，以满足现代电子设备复杂性的测试需求。4. 物联网和5G时代（21世纪）：o 物联网和5G技术的崛起带动了对更高频率、更大带宽的测试需求，尤其是在通信和无线领域。o 智能化、云端化等技术的融入使得测试数据的处理和分析更为高效。芯片测试系统 (图片来源：Teradyne，产品来源：Teradyne、Litepoint)未来，电子测试测量技术/仪器的发展将继续保持快速增长态势。随着智能制造、5G通信、人工智能、量子计算、新型材料等技术的进步，电子测试测量技术/仪器将向智能化、集成化、虚拟化等方向发展。2. 以思林杰的发展历程看行业的时代变迁广州思林杰科技股份有限公司（后简称“思林杰科技”）成立于2005年，是一家领先的测试测量技术与方案提供商。思林杰科技从2010年开始进入自动化测试行业；2013年推出第一代基于ARM+DSP的仪器模块应用于消费类电子产品生产测试场景；2014年推出第二代 ARM+FPGA 仪器模块平台并推向市场；2019年发布第三代嵌入式仪器平台并投入市场，得到国内外多个知名厂商的批量使用并获得好评；2021推出 Nysa 模块化仪器平台与Archon SDK平台；2022年完成IPO登陆上交所科创板；2023年聚焦在高精密、高速及射频测试测量方向发力，实现更高端测量仪器的样机研发。思林杰科技近年来获得国家第四批专精特新“小巨人”企业，广东省高新技术企业，成立院士专家工作站，并与多所高校建立联合实验室。思林杰科技发展历程思林杰科技进入测试测量领域，顺应了行业发展和时代变迁。可穿戴消费类电子产品设备结构非常精密，测试测量的需求规格高，并需要多台仪器设备的组合才能完成各种信号的采集和激励，譬如传感器端的高灵敏度微弱信号，高速的数字信号，射频频段的信号录播与回放，电源的电压电流数据采集分析等。最开始，客户在研发阶段用了多台传统仪器进行测试系统搭建进行原型机验证与测试，NPI 转产时，客户寻求更高效的测试解决方案，我们和客户一起深入讨论需求和应用场景，自研了基于 FPGA 控制器架构，在自研总线上搭载了多种类型的仪器模块，FPGA控制器与仪器模块间通过底层自研总线互联，采集与激励的信号处理通过 FPGA 数字逻辑进行并行处理与算法加速。得益于选择了异构处理的 FPGA 架构，内部集成了ARM处理器，测试用例的调度、测试结果的判定都在同一颗 FPGA 芯片内完成，测试效率得到了很大的提升，同时在体积、成本上也满足了客户转产的需求。经过多个迭代，思林杰科技发布了Nysa模块化仪器平台：有基于嵌入式架构的板卡形态，体积紧凑易于集成到设备里；有基于插卡式架构的仪器形态，多类型仪器可简单插拔配置相应固件就可完成测试系统的搭建，适用于研发和NPI的原型机验证测试阶段；同时思林杰科技有强大的按需定制能力，可以为客户定制各类综合测试仪和解决方案。思林杰 Nysa 模块化仪器与 Archon 测试系统管理软件随着客户对测试测量需求的不断提升，思林杰科技继续完善Nysa仪器模块库，推出了面向高精密测量、高速数字信号测试测量与射频信号测试与处理的解决方案。测试测量解决方案覆盖从验证-试产-量产完整产品周期，与国际领先客户进行深度合作和获得高度认可，其解决方案广泛用于各消费类电子产品原型机测试、NPI、产线测试。近年来，思林杰基于FPGA搭配各类型AD/DA和传感器解决方案开始进入工业、生物医疗、芯片产业等应用场景，有的作为客户产品各阶段的测试测量解决方案，有的甚至作为关键零部件集成到客户产品内部，加深了与客户的紧密合作，对行业发展和对测量需求的提升都有了更深刻的理解。思林杰科技拥有超过200人的专业研发团队，自身具有制造与装配生产线，可保证质量与及时交付，并已通过IS09001,14001和27001等认证，运作成熟规范。3. 全球及中国电子测试测量仪器市场规模及现状全球电子测试测量仪器市场规模近年来保持稳步增长态势，2022年全球电子测试测量仪器行业市场规模扩大至146.10亿美元。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下，全球电子测试测量仪器市场规模持续增长，预计到2025年，全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。数据来源：FROST&SULLIVAN从区域发展情况来看，欧美等发达国家和地区的电子测试测量仪器行业起步早，上下游产业链基础较好，市场规模较大，市场需求以产品升级换代为主，市场将保持中高速增长 而以中国和印度为代表的亚太地区，处于产业转型升级及新兴市场快速发展阶段，对电子测试仪器的需求潜力大，市场规模将以较高的增速增长。中国电子测试测量仪器市场规模中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势，2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币，预计2025年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下，智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展，电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。数据来源：FROST&SULLIVAN市场规模增长驱动力全球及中国电子测试测量仪器市场规模的增长主要由以下因素驱动：电子技术的不断发展，推动了电子产品的快速迭代，对电子测试测量仪器的需求不断增加。智能制造、5G通信、人工智能等新兴技术的快速发展，对电子测试测量仪器提出了更高的要求。政府政策的支持，鼓励企业进行技术创新和产业升级，推动了电子测试测量仪器行业的发展。市场竞争格局全球电子测试测量仪器行业市场格局相对集中，CR5约为45%。其中是德科技、罗德与施瓦茨、泰克、美国国家仪器等海外厂商占据市场主导地位。我国电子测试测量仪器行业起步相对较晚，在技术上与国外优势企业仍有一定的差距。近年来，我国电子测试测量仪器行业发展迅速，涌现出一批具有竞争力的企业。行业发展趋势未来，全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势：智能化：电子测试测量仪器将向智能化方向发展，以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能，能够实现更高效、更精准的测试。集成化：电子测试测量仪器将向集成化方向发展，以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将将多种功能集成到一个平台上，能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化：电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展，以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试，能够实现更安全、更高效的测试。4. 思林杰主推产品介绍思林杰科技目前产品主要方向：NYSA模块化仪器平台、高精确度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量。NYSA 模块化仪器平台基于 FPGA 控制器， 搭配丰富灵活的仪器模块， 如万用表、示波器、 信号发生器、 数据记录仪、 音频分析仪等，涵盖了高精度信号、 高速与射频信号测试测量与处理， 提供了从验证到试产到量产的全过程测试测量技术与解决方案，同时与国际领先客户达成深度合作并获得高度认可。 其中嵌入式形态结构紧凑， 方便内嵌设备； 插卡式仪器整机不仅可用于原型开发，也可作为多功能仪器使用；独立式仪器小巧紧凑， 可作为单⼀功能的仪器使用； 综测仪提供了多功能完整产线测试整机形态，方便部署于产线测试。思林杰 NYSA 嵌入式模块化仪器平台Archon 是思林杰科技自主研发的测试系统管理软件，具备图形化低代码方式开发管理运行测试用例和测试计划的功能，支持实时查看测试数据、自定义数据报表模板和可视化数据分析，并为与其他企业系统的连接提供可扩展的插件。Archon 广泛应用在消费电子、军工和芯片测试领域， 降低测试用例开发管理难度，提高生产测试效率。Nysa Toolkit 是 Archon的辅助固件生成工具。其根据不同的项目需求， 可以选择对应的仪器模块并连接到控制模块上，自动生成固件；同时也是 Nysa 系列仪器的管理工具，可以对嵌入式、 插卡式及独立式的 Nysa 仪器集中管理， 可以动态生成仪器的固件，并下载到仪器中。对于不同的仪器模块，显示相应的虚拟仪表界面，方便用户调试。思林杰 Archon 测试系统管理软件近期除了NYSA模块化仪器平台和Archon测试系统管理软件，思林杰科技基于最新的FPGA技术和各类AD/DA解决方案，推出了面向高精度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量等解决方案。在高精度测量方面，思林杰科技近期推出了SG2165 SMU和SG2350 LCR。其中，SG2165 精密型源测量单元（SMU）能够实现四象限操作，精确地输出电压或电流以及同时测量电压、电流和电阻等功能。 它集成了六位半数字万用表 (DMM) 、五位半精密电压源、电流源、电⼦负载和脉冲发生器的功能，具有功能丰富，体积小巧紧凑，标准测试接口等特点，非常适合集成到测试治具中。 SG2165 源测量单元平台主要用于半导体、传感器、模组等 IVR 测试测量。 其为产线测试量身定制，为产线自动化 ICT 及 FCT 提供高效、高性价比的测试测量解决方案。思林杰 SG2165 精密型源测量单元（SMU）SG2350 LCR 阻抗测试平台是⼀款精密型 LCR 表，其基本测量精度可达 0.1%，且支持多种测试激励模式，拥有 20 Hz 至 2 MHz 连续可调的宽范围测试频率，和 0 至 2 Vrms 或者 0 至20 mArms 连续可调的测试电平，并且具备可调最大 2 V 的直流偏置功能；使用该平台可测试多种阻抗参数，测量精准的同时，可实现最快 5 ms 的测量速度，其紧凑、模块化的设计为产线元器件，材料，半导体，MEMS 等阻抗参数测试测量提供了高性价比的选择。思林杰 SG2350 LCR 阻抗测试平台在高速信号采集与处理方面，思林杰发布了一系列的DAQ数据采集方案与产品和高速总线分析解决方案。DAQ 数据采集其核心架构由模拟前端 （AFE）、模数转换器 （ADC）、现场可编程门阵列 (FPGA) 及触发(Trigger) 组成。 通过 AFE 对模拟信号进⾏信号调理后经过核心组件 ADC 实现对模拟信号的数字量化编码，最终通过 FPGA SoC 进行数字信号的采集、处理、分析和存储转发，并可支持内部及外部触发采样模式。其中，FPGA基于Xilinx Zynq 7000系列和UltraScale+系列，采集速率涵盖250KSPS/24bits到5GSPS/8bits等各速率和分辨率解决方案。DAQ数据采集产品有三种产品形态，如数据采集模块、数据采集卡及数据采集盒子三种数据采集系统，方便根据客户需求选择合适的产品形态和提供丰富的解决方案。DAQ 产品主要用于电气、物理、机械、声学和信号路由等应用，可以表征产品、监控过程或产品、以及控制测试过程，在科学研究、工业自动化和测试测量领域起着关键的作用。思林杰 SG1227 PCIe 高速采集卡 思林杰 SG2168 高速采集盒在高速总线分析方面，思林杰科技推出了MIPI D-PHY、C-PHY、RFFE、SPMI、I3C、USB-C、Displayport等高速信号采集、发生与处理解决方案，并可基于FPGA SerDes进行PRBS误码率测试，基于BERT进行高速眼图重构，为高速数据线缆测试、高速连接器测试、高速信号链路测试提供了高效高性价比的信号质量评估测试方案。思林杰 SG2153 MIPI Tester PRBS 眼图、误码率&抖动容限分析在射频信号测量方面，思林杰发布了VNA矢量网络分析仪和SDR软件无线电平台。SG2163 型矢量网络分析仪（ VNA ）是⼀款四端口8.5GHz频段的射频测量仪器，其能够提供射频信号传输特性和反射特性的测量。本产品由主机单元和基于 Windows 系统的控制与显示界面组成，数据传输采用千兆以太网接口。其广泛应用于微波器件，材料科学，电子通信等基础行业和领域的射频研发测试与生产制造。思林杰 SG2163 矢量网络分析仪（ VNA ）SG2277 是⼀款基于软件无线电技术的射频测试平台。 该平台集主控处理器、FPGA 和射频前端于⼀体，最多支持 8 个通道的信号生成、8 个通道的信号采样及频谱分析功能。平台有射频直采和上下变频解决方案，覆盖到6.5 GHz频段，该功能使平台在许多场景的应用中更加灵活。思林杰 SG2277 射频测试平台（ SDR ）5. 思林杰产品主要应用场景思林杰科技NYSA模块化仪器最开始应用于消费类电子产品线测试。典型的消费类电子产品FCT测试系统需要若干台传统仪器进行系统搭建，如示波器、信号源、数字万用表、音频分析仪、时序测试仪、程控电源、电子负载、频率计、FW烧写器、数字IO逻辑分析仪、通信接口扩展器、开关与切换等，有的功能由于传统仪器没有现成解决方案或成本高，甚至需要定制化实现。因此，由于消费类电子产品更新速度快、技术应用周期短，基于传统标准仪器的解决方案不能高效满足FCT测试需求，其需要涵盖多类型仪器的测试系统搭建与调试，难度高，周期长，行业内缺乏定制化功能交钥匙解决方案，成本高、体积大、UPH效率低。为了解决消费类电子产品FCT测试这个行业痛点，思林杰科技推出了NYSA模块化仪器的FCT解决方案。其解决方案基于FPGA SOC（ARM+FPGA）控制器，通过底层自定义总线与模块化仪器并行互联。其中FPGA的数字逻辑层，可进行采集和激励信号的处理和算法加速，数字信号的测试测量和一些解决方案的逻辑层面定制，如频率计、FW烧写器、通信接口扩展、数字IO逻辑和总线分析；FPGA的ARM处理器可运行RTOS或Linux，运行Archon测试系统对仪器模块和信号的管理、进行测试序列的执行和测试结果处理和上传。同时，思林杰科技积累了丰富的仪器模块库，如示波器系列、信号源系列、数字万用表系列、音频分析仪系列和相应的IP库，可通过对现有仪器模块选择进行FCT测试系统的搭建。在同等机柜体积下，嵌入式模块化仪器相对于传统标准仪器可以实现总效率、并行通道数、读取、切换、上传效率、测试速率的提高，测试系统体积的大幅减小，总成本的大幅降低。基于标准仪器的传统 FCT 产线测试方案 思林杰NYSA嵌入式仪器模块FCT产线测试方案近年来，NYSA模块化仪器除了在消费类电子产品测试FCT站点大规模部署和应用外，在ICT、模组测试甚至芯片测试阶段也开始用NYSA模块化仪器解决方案进行测试系统的搭建，此外也有越来越多的客户在研发阶段的原型机测试、NPI小批量转产验证测试使用此解决方案。在其他行业，如生物医疗、新能源等领域，思林杰科技也基于FPGA和最新的AD/DA解决方案，提供核心模块的研发、验证、批量生产服务，譬如基于FPGA的卷积、反卷积、积分等算法处理与加速，生物医疗传感器微弱信号的共模噪声抑制和降噪处理，高压信号与激光信号的激励与处理，AI视觉检测与成像处理系统等。这些方案与模块除了应用于产品测试领域，更广泛的应用于客户产品核心模块的测量领域，思林杰科技提供了全过程产品研发、验证、批量生产测试交付服务。生物医疗应用：微生物质谱检测系统应用 新能源应用：激光测风雷达6. 未来电子测试测量技术/仪器发展趋势智慧工厂未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势涉及多个方面，其中包括：高集成度和多功能性： 未来的测试测量仪器很可能会越来越集成多种功能，以适应复杂系统和设备的测试需求。高度集成甚至多学科融合的仪器可以提高测试效率和减少测试成本。宽频带和高速度： 随着通信和数据传输速度的不断提高，测试仪器需要具备更高的频带和速度来适应新兴技术和标准，如5G通信、物联网和高速数字总线。自动化和智能化： 自动化在测试领域一直是一个重要的趋势。未来的仪器很可能会更加智能，具备自动识别、配置和执行测试任务的能力。机器学习和人工智能技术可能会应用于测试数据分析和故障诊断。量子技术的应用： 随着量子技术的发展，未来的测试测量仪器可能会受益于量子传感器和量子计算的应用。这可能导致更高的精度和灵敏度。更小型化和便携性： 随着设备越来越小型化，测试仪器也需要变得更小巧轻便，以适应便携性需求。这对于现场测试和移动设备的测试非常重要。绿色技术： 环保和能源效率是未来技术发展的关键方向之一。测试仪器可能会采用更为节能和环保的设计，以减少对环境的影响。云服务和远程访问： 云服务和远程访问技术的发展使得测试数据的存储、管理和分析更加便捷。未来的测试仪器可能会更加集成云服务，实现远程访问和协作。AI 人工智能总体而言，未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势将在高度集成、自动化、智能化、便携性和环保方面取得进展，以适应不断变化的技术和市场需求。随着人们对生活品质需求的提升、新技术应用的产品导入，测试测量市场将保持高速发展趋势，测试测量市场规模将越来越大，各芯片厂商、仪器仪表厂家、测试测量方案集成商将在此市场拥有很好的发展空间，结合市场需求和自身产品、解决方案优势持续迭代，获得长远发展。作者简介陈昕(1982)，男，2006英国约克大学获得通信工程硕士学位，毕业后分别从事基于FPGA的通信系统设计与研发、FPGA芯片系统应用、电子测试测量系统与应用设计与市场发展主管，现任思林杰科技市场总监、北美与线上营销总监。

近日，省市场监管局、省科技厅、省工信厅、省国资委四部门联合制定《河北省加强现代先进测量体系建设实施方案》，提出以全省重大需求为导向，建立以政府为引导、企业为主体、市场为驱动的现代先进测量体系共建机制。实施方案提出，到2035年，每年新建改造提升社会公用计量标准50项以上，研制成功一批国产测量仪器设备，力争建设1至2家国家先进测量实验室，培育10家测量仪器设备品牌企业，形成5项核心测量技术或能力。实施方案确定了我省加强现代先进测量体系建设要开展的11项重点工作。构建先进量传溯源体系。开展量子电压溯源平台、量子电流标准装置研究和应用、基于超感技术的无源传感设备远距离供能和通讯研究。推动量值溯源扁平化发展，加强数字计量基础设施建设，建立计量科技创新基地，打造突破型、引领型、平台型国家先进测量实验室。强化计量标准支撑能力。优化以社会公用计量标准、部门（行业）计量标准、企事业计量标准为主体的计量标准基础设施网络。改造升级现有社会公用计量标准，拓展测量范围，提高准确度等级，强化动态量、复杂量、极端量检定校准能力。加强先进测量技术研究。重点研究新材料、新能源、先进制造和新一代信息技术等领域精密测量技术，力争在复杂环境、实时工况、多参数、极端量、动态在线远程、快速综合校准等准确测量难题上有所突破。开展先进测量仪器设备研发和应用。推动量子芯片、物联网、区块链、人工智能等新技术在测量仪器设备中的应用，积极推进测量仪器设备智能化、网络化。此外，实施方案还就提升企业测量能力和水平、创建企业测量需求服务平台、开展测量数据共享技术研究和应用、完善先进测量技术规范、优化先进测量技术服务、发挥质量基础设施协同推动作用、培养先进测量人才队伍等重点工作作出部署。

压力是工业生产中的重要参数，如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步，压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右，为生产活动提供了大量有价值的参考信息，使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理，将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件，在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小，主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器，以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单，灵敏度和精确度都高，常用于校正其他类型压力计，应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用，广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等，也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制，以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时，由于h值较小，用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大，此时可休用斜管式压力计，斜管式压力计分墙挂式和台式两种。　　在许多实验中往往需要同时测量多点的压力，例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计，多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同，实际就是多根斜管压力计，由于多管压力计各测压管的内径不可能一样，因此，由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致，测量前必须读出每根测压管的初读数，并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表，主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管，管的横切面为椭圆形，作为测量元件的弹簧管一端固定起来，通过接头与被测介质相连，另一端封闭，为自由端，自由端借连杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时，弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张，使自由端移动，其移动距离与压力大小成正比，或者带动指针指示出被测压力数值，适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状，当波纹管轴向受压时，由于伸缩变形产生较大的位移，故一般可在其自由端安装传动机构，带动指针直接读数，从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业，直接测量不结晶体，有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高，常用于低压测量，但迟滞误差大，压力位移线性度差，精度一般只能达到1.5级，常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度，但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢，具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量，尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质（非凝固非结晶）的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下，迫使膜片产生相应的弹性变形——位移，借助连杆组经传动机构的传动并予放大，由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲，当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形，使载流子从一个能谷向另一个能谷散射，引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计，前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化，而且前者的灵敏度比后者大50～100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计，测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器，是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是，输入能量低，高动态响应，自然效应小，环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图，在测量中不允许用水冷却，并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃，是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的，即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多，如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用，可用在给定参数的自动控制电路中，但测量精度一般，频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下，铁磁材料内部发生应变，产生应力，使各磁畴之间的界限发生移动，从而使磁畴磁化强度矢量转动，因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化，这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象，称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈，在外力的作用下，铁磁材料的导磁率发生变化，则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时，导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化，从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路，就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后，弹簧管自由端产生位移，从而带动霍尔片移动，改变了施加在霍尔片上的磁感应强度，依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化，达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所，且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时，应加装隔离器。通常情况下，以使用在测量上限值1/2左右为宜，且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感，当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差，采取恒温措施（或温度补偿措施）。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性，以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计，是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体（活塞筒）组成，二者形成极好的动密封配合。活塞的面积（有效面积）是已知的，当已知的力值作用在活塞一端时，活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此，可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中，力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计，也有称之为压力天平，主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用，也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源，以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部，并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时，系统处于平衡状态。这时，球体将浮起一定高度，球体下部的压力作用面积（即浮球的有效面积）也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力，因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理，是直接从压强定义出发，用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩，根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析，求出其受力有效面积S后，待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理，并具有、足够高的精度，这就可以通过与其他基准压力仪器比对，发现未知的系统误差。同时，钟罩式压力计在测量压强差时，其单端静压强可以根据需要调整，直至单端压强为零，即可以测量绝对压强。另外，该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今，静态的压力测量方法已获得了较大的优化，成为了各领域中常用的测量体系，并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此，相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之，压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如，在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法，如此不仅提升了检测效率，并且提高了测试的精准性，同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准，利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围，随意确定测试点的高精度检测任务，而且能够选用气介质来工作，如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题，大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。