CN108613770B - 平衡式压力传感器及水压和气压的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了平衡式压力传感器及水压和气压的测量方法，传感器包括从上往下依次连接的压力敏感元件、缸体和压力平衡装置，缸体内设有第一活塞，第一活塞将缸体内腔分隔为独立的两个腔体，两个腔体从上往下分别为第一腔体、第二腔体，第一腔体和第二腔体内均填充有液体介质或气体介质，第一腔体与压力敏感元件的内部相连通，第一活塞在远离压力敏感元件的一端设置有活塞杆，第一活塞的活塞杆位于第二腔体内，第二腔体内设置有用于驱动活塞杆沿着轴向来回移动的驱动机构；通过压力平衡装置使第一腔体和第二腔体内的压力平衡。本发明可以用于深海环境下的水深测量及微小水深变化的测量，功耗小，可长时间在水下作业。

Description

平衡式压力传感器及水压和气压的测量方法

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其涉及的是平衡式压力传感器及水压和气压的测量方法。

背景技术

压力探测作为海洋探测的三元素之一，在深海探测中起到重要的作用。常应用于水下机器人的作业、海上石油平台的调整、海底地震预测等方面。但是在深海条件下需要面对测量水深的微小波动，即需要在一个大压力环境下测量压力的微小波动的压力。为达到这一目标，常规的做法就是在保障大量程的基础上提高传感器的测量精度，这提高了常规传感器的设计难度。专利CN1221792C测量方法是根据预设的水深后通过橡胶隔膜或橡胶囊进行平衡腔体内的压力，无法实现在任意水深进行测量水深及水深波动的测量,限制了其使用性；专利CN102519544B方法随着水深的增加，活塞承受的轴向力逐渐增大，进一步导致传动机构轴向推力变大，进一步导致电机的功耗较大，不利于传感器在深海下的长时间作业和维护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种平衡式压力传感器及水压和气压的测量方法，以期实现既可以测量深海中的大压力，又可以精确测量微小压力变化同时可以长时间工作。

本发明是通过以下技术方案实现的：

平衡式压力传感器，包括从上往下依次连接的压力敏感元件、缸体和压力平衡装置，所述缸体内设有第一活塞，所述第一活塞将缸体内腔分隔为独立的两个腔体，两个腔体从上往下分别为第一腔体、第二腔体，所述第一腔体和第二腔体内均填充有液体介质或气体介质，所述第一腔体与所述压力敏感元件的内部相连通，所述第一活塞在远离压力敏感元件的一端设置有活塞杆，所述第一活塞的活塞杆位于第二腔体内，所述第二腔体内设置有用于驱动活塞杆沿着轴向来回移动的驱动机构；通过所述压力平衡装置使第一腔体和第二腔体内的压力平衡。

进一步的，所述驱动机构包括减速电机、丝杆、螺母，所述减速电机安装在位于第二腔体内的电机安装板上，所述减速电机的输出轴竖直向上延伸并固定连接有丝杆，所述丝杆外螺纹套装有螺母，所述螺母的上端与第一活塞的活塞杆的下端固定连接，通过减速电机带动丝杆旋转，进而带动螺母和第一活塞的活塞杆沿竖直方向往复运动。

进一步的，所述第二腔体内从上往下依次固定设置有对第一活塞的活塞杆进行竖向导向的活塞杆导向板、对螺母进行竖向导向的螺母导向板、防止螺母旋转的导轨，所述活塞杆导向板、螺母导向板和导轨上均开有连通孔。

进一步的，所述导轨中心开有一个沿竖直方向延伸的中心孔，所述导轨的中心孔内壁沿周向开有多个导向凹槽，每个导向凹槽沿竖直方向延伸，所述螺母的下端外侧设有向外凸出的多个导向凸键，多个导向凸键与多个导向凹槽一一对应的滑动配合。

进一步的，所述压力平衡装置包括第二缸体、压缩弹簧和第二活塞，所述第二活塞将第二缸体分隔为独立的上腔体和下腔体，所述上腔体与第二腔体相连通，所述第二缸体的底部端盖上开有一个通孔，所述下腔体通过通孔与外界连通，所述压缩弹簧位于下腔体内，所述压缩弹簧的上下两端分别抵压在所述第二活塞和第二缸体的底部端盖上。

进一步的，所述压力平衡装置包括第三缸体、第一拉伸弹簧、第一固定杆和弹性膜片，所述第三缸体与第二腔体相连通，所述弹性膜片设置在第三缸体底部用于密封第三缸体底端，所述第一固定杆横向设置在第三缸体内，所述第一拉伸弹簧的上下两端分别固定在第一固定杆和弹性膜片上。

进一步的，所述压力平衡装置包括第四缸体、第二拉伸弹簧、第二固定杆和软囊，所述第四缸体与第二腔体相连通，所述软囊设置在第四缸体底部用于密封第四缸体底端，所述第二固定杆横向设置在第四缸体内，所述第二拉伸弹簧的上下两端分别固定在第二固定杆和软囊上。

本发明还公开了一种水压的测量方法，所述测量方法是利用上述的平衡式压力传感器进行测量的，此时第一腔体和第二腔体内填充的是液体介质，所述测量方法按如下步骤依次进行：

(1)设平衡式压力传感器的极限压力值为P_max；

(2)将平衡式压力传感器从待测水面开始下降，随着水深的增加，平衡式压力传感器测得的动态压力逐渐增大；

(3)当平衡式压力传感器测得的动态压力值达到极限压力值P_max时，控制驱动机构动作来驱动第一活塞的活塞杆向靠近压力敏感元件的方向移动，使得第一活塞同步移动压缩第一腔体内的液体介质，以减小压力敏感元件内外的压力差，直至平衡式压力传感器测得的动态压力值减小为零时，控制驱动机构停止运动，第1次压力测量循环结束，记录第1次压力测量循环内第一活塞的移动位移X_S1；

(4)将平衡式压力传感器继续下降，当平衡式压力传感器测得的动态压力值再次达到极限压力值P_max时，重复步骤(3)，如此循环完成第2次到第N次压力测量循环，并分别记录第2次到第N次压力测量循环内第一活塞的移动位移X_S2,......X_SN,其中N为正整数；

(5)当到达指定的水深位置时，平衡式压力传感器停止下降，此时读取平衡式压力传感器的动态压力P_Sd，并通过公式一来计算得出指定的水深位置处的压力P_S：

P_S＝K*A*S_S/V₀+P_Sd公式一

其中，K为第一腔体内液体介质的体积弹性模量，A为第一活塞横截面积，S_S为每次压力测量循环中第一活塞的移动位移之和，即S_S＝X_S1+X_S2+......+X_SN，V₀为第一腔体的初始容积。

本发明还公开了一种气压的测量方法，所述测量方法是利用上述的平衡式压力传感器进行测量的，此时第一腔体和第二腔体内填充的是气体介质，所述压力敏感元件内设有温度敏感元件，所述测量方法按如下步骤依次进行：

(1)设平衡式压力传感器的极限压力值为P_max；

(2)测量前通过温度敏感元件记录待测大气的温度，然后将平衡式压力传感器从待测地面开始上升，随着高度的增加，平衡式压力传感器测得的动态压力逐渐增大；

(3)当平衡式压力传感器测得的动态压力值达到极限压力值P_max时，控制驱动机构动作来驱动第一活塞的活塞杆向远离压力敏感元件的方向移动，使得第一腔体内的气体介质产生负压，以减小压力敏感元件内外的压力差，直至平衡式压力传感器测得的动态压力值减小为零时，控制驱动机构停止运动，第1次压力测量循环结束，记录第1次压力测量循环内第一活塞的移动位移X_Q1,此时第一腔体的温度为T_Q1；

(4)将平衡式压力传感器继续上升，当平衡式压力传感器测得的动态压力值再次达到极限压力值Pmax时，重复步骤(3)，如此循环完成第2次到第N次压力测量循环，并分别记录第2次到第N次压力测量循环内第一活塞的移动位移X_Q2,......X_QN,第一腔体内的温度T₂,......T_N其中N为正整数；

(5)当到达指定的高度位置时，平衡式压力传感器停止上升，此时读取平衡式压力传感器的动态压力P_Qd，并通过公式二来计算得出指定的高度位置处的压力P_Q：

P_Q＝P₀V₀T_N/T₀V_N+P_Qd公式二

V_N＝V₀+AS_Q公式三

其中，P₀为第一腔体初始压力；V₀为第一腔体初始体积；T₀为第一腔体初始温度；V_N为指定高度位置时第一腔体的体积；T_N为指定高度位置时第一腔体的温度；A为第一活塞横截面积，S_Q为每次压力测量循环中第一活塞的移动位移之和，即

S_Q＝X_Q1+X_Q2+......+X_QN，N为正整数。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、采用液体的可压缩性和压力敏感元件平衡的特性测量水深及水深波动，利用驱动机构主动控制压力平衡，可以实现在任意水深的压力及压力波动测量，具体如公式一所示；

2、采用的压力平衡装置具有三种方案，当采用方案一，压力平衡装置的第二活塞在压缩弹簧作用下，使得第二腔体的压力始终略大于下腔体的压力；同时压力平衡装置自动补偿第二腔体由于第一活塞向压力敏感元件方向移动造成的压力下降，防止海水进入第二腔体；

当采用方案二：由于第一拉伸弹簧的作用使得第二腔体内的压力略大于外部环境的压力，避免外部海水向第二腔体内渗透；且由于第一拉伸弹簧的作用，弹性膜片可以自动平衡由于第一活塞移动造成的第二腔体容积变大导致的压力下降。并且，压力平衡装置使得第一活塞向压力敏感元件方向移动时驱动机构只需要较小的轴向推力即可实现。

当采用方案三：由于第二拉伸弹簧的作用使得第二腔体内的压力略大于外部环境的压力，避免外部海水向第二腔体内渗透；且由于第二拉伸弹簧的作用，软囊可以自动平衡由于第一活塞移动造成的第二腔体容积变大导致的压力下降。并且，压力平衡装置使得第一活塞向压力敏感元件方向移动时驱动机构只需要较小的轴向推力即可实现。

3、采用压力平衡装置使得第二腔体内的压力略大于第一腔体的压力，防止了第一腔体内的液体介质的泄漏；第一腔体压力增加一定量时，驱动机构只需要提供较小的轴向力就可以推动第一活塞的移动，进一步的降低电机的功耗,具体如公式四所示。

F＝△P*A-(P₂-P₁)*A公式四

F为丝杆轴向力；△P为第一腔体的压力改变量；P₂第二腔体压力；P₁为第一腔体压力；A第一活塞横截面积；

当第一腔体的压力改变△P时，驱动机构需要提供的轴向推力如公式四，式中P₂是略大于P₁，使得传感器在任意水深时第一活塞的推力与外界的关系不大；若没有压力平衡装置的作用，即此时P₂为零时，F将随水深的增加而增加，即随着水深增加，改变△P时需要消耗更多的能量，这将限制传感器在不同水深的使用。

4、当第一腔体内部的介质是气体时，可以对气体的压力进行测量，实现较高精度的气体压力测量和气体微小压力波动的测量。

5、把第一活塞的活塞杆、驱动机构、联轴器密封在第二腔体内的液体介质当中，由于压力平衡装置，使得第二缸体的压力在任意水深均能保持与外界环境的压力保持平衡，使传感器的结构更加简单、紧凑。

附图说明

图1是本发明的纵剖视图。

图2是图1的K-K剖面图。

图3是本发明采用第二种结构形式的压力平衡装置的纵剖视图。

图4是本发明采用第三种结构形式的压力平衡装置的纵剖视图。

图中标号：100温度敏感元件，101压力敏感元件，102缸体，103第一腔体，201第一活塞，202活塞杆，203键，204活塞杆导向板，205第二腔体，206连通孔，301螺母，302螺母导向板，303导轨，304丝杆，305导向凸键，401联轴器，402减速电机，500第二缸体，501第二活塞，502压缩弹簧，503底部端盖，504通孔，505下腔体，506上腔体，601第三缸体，602第一拉伸弹簧，603第一固定杆，604弹性膜片；701第四缸体，702第二拉伸弹簧，703第二固定杆，704软囊。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图4，本实施例公开了一种平衡式压力传感器，包括从上往下依次连接的压力敏感元件101、缸体102和压力平衡装置，缸体102内设有第一活塞201，第一活塞201将缸体102内腔分隔为独立的两个腔体，两个腔体从上往下分别为第一腔体103、第二腔体205，第一腔体103和第二腔体205内均填充有液体介质或气体介质，第一腔体103与压力敏感元件101的内部相连通，第一活塞201在远离压力敏感元件101的一端设置有活塞杆202，第一活塞201的活塞杆202位于第二腔体205内，第二腔体205内设置有用于驱动活塞杆202沿着轴向来回移动的驱动机构；通过驱动机构来驱动第二活塞501移动从而改变第一腔体103的液体介质或气体介质的体积，进一步实现第一腔体103内的压力减小或增大，从而实现压力敏感元件101内外压力的平衡。通过压力平衡装置使第一腔体103和第二腔体205内的压力平衡。

驱动机构包括减速电机402、丝杆304、螺母301，减速电机402安装在位于第二腔体205内的电机安装板上，减速电机402的输出轴竖直向上延伸并通过联轴器401固定连接有丝杆304，丝杆304外螺纹套装有螺母301，螺母301的上端与第一活塞201的活塞杆202的下端通过键203固定连接，通过减速电机402带动丝杆304旋转，进而带动螺母301和第一活塞201的活塞杆202沿竖直方向往复运动。

第二腔体205内从上往下依次固定设置有对第一活塞201的活塞杆202进行竖向导向的活塞杆导向板204、对螺母301进行竖向导向的螺母导向板302、防止螺母301旋转的导轨303，活塞杆导向板204、螺母导向板302和导轨303上均开有连通孔206。

导轨303中心开有一个沿竖直方向延伸的中心孔，导轨303的中心孔内壁沿周向开有多个导向凹槽，每个导向凹槽沿竖直方向延伸，螺母301的下端外侧设有向外凸出的多个导向凸键305，多个导向凸键305与多个导向凹槽一一对应的滑动配合。

其中，压力平衡装置包括具有三种结构形式：

第一种结构形式为：压力平衡装置包括第二缸体500、压缩弹簧502和第二活塞501，第二活塞501将第二缸体500分隔为独立的上腔体506和下腔体505，上腔体506与第二腔体205相连通，第二缸体500的底部端盖503上开有一个通孔504，下腔体505通过通孔504与外界连通，压缩弹簧502位于下腔体505内，压缩弹簧502的上下两端分别抵压在第二活塞501和第二缸体500的底部端盖503上。由于压缩弹簧502的作用使得第二腔体205内的压力略大于下腔体505的压力，避免外部海水向第二腔体205内渗透；且由于压缩弹簧502的作用，第二活塞501可以自动平衡由于第一活塞201移动造成的第二腔体205容积变大导致的压力下降。并且，压力平衡装置使得第一活塞201向压力敏感元件101方向移动时驱动机构只需要较小的轴向推力即可实现。

第二种结构形式为：压力平衡装置包括第三缸体601、第一拉伸弹簧602、第一固定杆603和弹性膜片604，第三缸体601与第二腔体205相连通，弹性膜片604设置在第三缸体601底部用于密封第三缸体601底端，第一固定杆603横向设置在第三缸体601内，第一拉伸弹簧602的上下两端分别固定在第一固定杆603和弹性膜片604上。由于第一拉伸弹簧602的作用使得第二腔体205内的压力略大于外部环境的压力，避免外部海水向第二腔体205内渗透；且由于第一拉伸弹簧602的作用，弹性膜片604可以自动平衡由于第一活塞201移动造成的第二腔体205容积变大导致的压力下降。并且，压力平衡装置使得第一活塞201向压力敏感元件101方向移动时驱动机构只需要较小的轴向推力即可实现。

第三种结构形式为：压力平衡装置包括第四缸体701、第二拉伸弹簧702、第二固定杆703和软囊704，第四缸体701与第二腔体205相连通，软囊704设置在第四缸体701底部用于密封第四缸体701底端，第二固定杆703横向设置在第四缸体701内，第二拉伸弹簧702的上下两端分别固定在第二固定杆703和软囊704上。由于第二拉伸弹簧702的作用使得第二腔体205内的压力略大于外部环境的压力，避免外部海水向第二腔体205内渗透；且由于第二拉伸弹簧702的作用，软囊704可以自动平衡由于第一活塞201移动造成的第二腔体205容积变大导致的压力下降。并且，压力平衡装置使得第一活塞201向压力敏感元件101方向移动时驱动机构只需要较小的轴向推力即可实现。

本实施例还公开了一种水压的测量方法，测量方法是利用上述的平衡式压力传感器进行测量的，此时第一腔体103和第二腔体205内填充的是液体介质，测量方法按如下步骤依次进行：

(1)设平衡式压力传感器的极限压力值为P_max；

(2)将平衡式压力传感器从待测水面开始下降，随着水深的增加，平衡式压力传感器测得的动态压力逐渐增大；

(3)当平衡式压力传感器测得的动态压力值达到极限压力值P_max时，控制驱动机构动作来驱动第一活塞201的活塞杆202向靠近压力敏感元件101的方向移动，使得第一活塞201同步移动压缩第一腔体103内的液体介质，以减小压力敏感元件101内外的压力差，直至平衡式压力传感器测得的动态压力值减小为零时，控制驱动机构停止运动，第1次压力测量循环结束，记录第1次压力测量循环内第一活塞201的移动位移X_S1；

(4)将平衡式压力传感器继续下降，当平衡式压力传感器测得的动态压力值再次达到极限压力值P_max时，重复步骤(3)，如此循环完成第2次到第N次压力测量循环，并分别记录第2次到第N次压力测量循环内第一活塞201的移动位移X_S2,......X_SN,其中N为正整数；

(5)当到达指定的水深位置时，平衡式压力传感器停止下降，此时读取平衡式压力传感器的动态压力P_Sd，并通过公式一来计算得出指定的水深位置处的压力P_S：

P_S＝K*A*S_S/V₀+P_Sd 公式一

其中，K为第一腔体103内液体介质的体积弹性模量，单位Mpa；A为第一活塞201横截面积，单位m²；S_S为每次压力测量循环中第一活塞201的移动位移之和，即S_S＝X_S1+X_S2+......+X_SN，单位为m；V₀为第一腔体103的初始容积，单位为m³；P_Sd单位为Mpa。

本实施例还公开了一种气压的测量方法，测量方法是利用上述的平衡式压力传感器进行测量的，此时第一腔体103和第二腔体205内填充的是气体介质，压力敏感元件101内设有温度敏感元件100，测量方法按如下步骤依次进行：

(1)设平衡式压力传感器的极限压力值为P_max；

(2)测量前通过温度敏感元件100记录待测大气的温度，然后将平衡式压力传感器从待测地面开始上升，随着高度的增加，平衡式压力传感器测得的动态压力逐渐增大；

(3)当平衡式压力传感器测得的动态压力值达到极限压力值P_max时，控制驱动机构动作来驱动第一活塞201的活塞杆202向远离压力敏感元件101的方向移动，使得第一腔体103内的气体介质产生负压，以减小压力敏感元件101内外的压力差，直至平衡式压力传感器测得的动态压力值减小为零时，控制驱动机构停止运动，第1次压力测量循环结束，记录第1次压力测量循环内第一活塞201的移动位移X_Q1,此时第一腔体103的温度为T_Q1；

(4)将平衡式压力传感器继续上升，当平衡式压力传感器测得的动态压力值再次达到极限压力值Pmax时，重复步骤(3)，如此循环完成第2次到第N次压力测量循环，并分别记录第2次到第N次压力测量循环内第一活塞201的移动位移X_Q2,......X_QN,第一腔体103内的温度T₂,......T_N其中N为正整数；

(5)当到达指定的高度位置时，平衡式压力传感器停止上升，此时读取平衡式压力传感器的动态压力P_Qd，并通过公式二来计算得出指定的高度位置处的压力P_Q：

P_Q＝P₀V₀T_N/T₀V_N+P_Qd 公式二

V_N＝V₀+AS_Q 公式三

其中，P₀为第一腔体103初始压力，单位为Pa；V₀为第一腔体103初始体积，单位为m³；T₀为第一腔体103初始温度,单位为K；V_N为指定高度位置时第一腔体103的体积，单位为m³；T_N为指定高度位置时第一腔体103的温度，单位为K；A为第一活塞201横截面积，单位为m²，S_Q为每次压力测量循环中第一活塞201的移动位移之和，单位为m，即S_Q＝X_Q1+X_Q2+......+X_QN，N为正整数。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.平衡式压力传感器，其特征在于：包括从上往下依次连接的压力敏感元件、缸体和压力平衡装置，所述缸体内设有第一活塞，所述第一活塞将缸体内腔分隔为独立的两个腔体，两个腔体从上往下分别为第一腔体、第二腔体，所述第一腔体和第二腔体内均填充有液体介质或气体介质，所述第一腔体与所述压力敏感元件的内部相连通，所述第一活塞在远离压力敏感元件的一端设置有活塞杆，所述第一活塞的活塞杆位于第二腔体内，所述第二腔体内设置有用于驱动活塞杆沿着轴向来回移动的驱动机构；通过所述压力平衡装置使第一腔体和第二腔体内的压力平衡；

所述压力平衡装置采用如下三种结构形式中的其中一种：

结构形式一为：所述压力平衡装置包括第二缸体、压缩弹簧和第二活塞，所述第二活塞将第二缸体分隔为独立的上腔体和下腔体，所述上腔体与第二腔体相连通，所述第二缸体的底部端盖上开有一个通孔，所述下腔体通过通孔与外界连通，所述压缩弹簧位于下腔体内，所述压缩弹簧的上下两端分别抵压在所述第二活塞和第二缸体的底部端盖上；

结构形式二为：所述压力平衡装置包括第三缸体、第一拉伸弹簧、第一固定杆和弹性膜片，所述第三缸体与第二腔体相连通，所述弹性膜片设置在第三缸体底部用于密封第三缸体底端，所述第一固定杆横向设置在第三缸体内，所述第一拉伸弹簧的上下两端分别固定在第一固定杆和弹性膜片上；

结构形式三为：

所述压力平衡装置包括第四缸体、第二拉伸弹簧、第二固定杆和软囊，所述第四缸体与第二腔体相连通，所述软囊设置在第四缸体底部用于密封第四缸体底端，所述第二固定杆横向设置在第四缸体内，所述第二拉伸弹簧的上下两端分别固定在第二固定杆和软囊上。

2.如权利要求1所述的平衡式压力传感器，其特征在于：所述驱动机构包括减速电机、丝杆、螺母，所述减速电机安装在位于第二腔体内的电机安装板上，所述减速电机的输出轴竖直向上延伸并固定连接有丝杆，所述丝杆外螺纹套装有螺母，所述螺母的上端与第一活塞的活塞杆的下端固定连接，通过减速电机带动丝杆旋转，进而带动螺母和第一活塞的活塞杆沿竖直方向往复运动。

3.如权利要求2所述的平衡式压力传感器，其特征在于：所述第二腔体内从上往下依次固定设置有对第一活塞的活塞杆进行竖向导向的活塞杆导向板、对螺母进行竖向导向的螺母导向板、防止螺母旋转的导轨，所述活塞杆导向板、螺母导向板和导轨上均开有连通孔。

4.如权利要求3所述的平衡式压力传感器，其特征在于：所述导轨中心开有一个沿竖直方向延伸的中心孔，所述导轨的中心孔内壁沿周向开有多个导向凹槽，每个导向凹槽沿竖直方向延伸，所述螺母的下端外侧设有向外凸出的多个导向凸键，多个导向凸键与多个导向凹槽一一对应的滑动配合。

5.水压的测量方法，其特征在于，所述测量方法是利用权利要求1至4任一项所述的平衡式压力传感器进行测量的，此时第一腔体和第二腔体内填充的是液体介质，所述测量方法按如下步骤依次进行：

(1)设平衡式压力传感器的极限压力值为P_max；

(2)将平衡式压力传感器从待测水面开始下降，随着水深的增加，平衡式压力传感器测得的动态压力逐渐增大；

(3)当平衡式压力传感器测得的动态压力值达到极限压力值P_max时，控制驱动机构动作来驱动第一活塞的活塞杆向靠近压力敏感元件的方向移动，使得第一活塞同步移动压缩第一腔体内的液体介质，以减小压力敏感元件内外的压力差，直至平衡式压力传感器测得的动态压力值减小为零时，控制驱动机构停止运动，第1次压力测量循环结束，记录第1次压力测量循环内第一活塞的移动位移X_S1；

(4)将平衡式压力传感器继续下降，当平衡式压力传感器测得的动态压力值再次达到极限压力值P_max时，重复步骤(3)，如此循环完成第2次到第N次压力测量循环，并分别记录第2次到第N次压力测量循环内第一活塞的移动位移X_S2,......X_SN,其中N为正整数；

(5)当到达指定的水深位置时，平衡式压力传感器停止下降，此时读取平衡式压力传感器的动态压力P_Sd，并通过公式一来计算得出指定的水深位置处的压力P_S：

P_S＝K*A*S_S/V₀+P_Sd 公式一

其中，K为第一腔体内液体介质的体积弹性模量，A为第一活塞横截面积，S_S为每次压力测量循环中第一活塞的移动位移之和，即S_S＝X_S1+X_S2+......+X_SN，V₀为第一腔体的初始容积。

6.气压的测量方法，其特征在于，所述测量方法是利用权利要求1至4任一项所述的平衡式压力传感器进行测量的，此时第一腔体和第二腔体内填充的是气体介质，所述压力敏感元件内设有温度敏感元件，所述测量方法按如下步骤依次进行：

(1)设平衡式压力传感器的极限压力值为P_max；

(2)测量前通过温度敏感元件记录待测大气的温度，然后将平衡式压力传感器从待测地面开始上升，随着高度的增加，平衡式压力传感器测得的动态压力逐渐增大；

(3)当平衡式压力传感器测得的动态压力值达到极限压力值P_max时，控制驱动机构动作来驱动第一活塞的活塞杆向远离压力敏感元件的方向移动，使得第一腔体内的气体介质产生负压，以减小压力敏感元件内外的压力差，直至平衡式压力传感器测得的动态压力值减小为零时，控制驱动机构停止运动，第1次压力测量循环结束，记录第1次压力测量循环内第一活塞的移动位移X_Q1,此时第一腔体的温度为T_Q1；

(4)将平衡式压力传感器继续上升，当平衡式压力传感器测得的动态压力值再次达到极限压力值Pmax时，重复步骤(3)，如此循环完成第2次到第N次压力测量循环，并分别记录第2次到第N次压力测量循环内第一活塞的移动位移X_Q2,......X_QN,第一腔体内的温度T₂,......T_N其中N为正整数；

(5)当到达指定的高度位置时，平衡式压力传感器停止上升，此时读取平衡式压力传感器的动态压力P_Qd，并通过公式二来计算得出指定的高度位置处的压力P_Q：

P_Q＝P₀V₀T_N/T₀V_N+P_Qd 公式二

V_N＝V₀+AS_Q 公式三

其中，P₀为第一腔体初始压力；V₀为第一腔体初始体积；T₀为第一腔体初始温度；V_N为指定高度位置时第一腔体的体积；T_N为指定高度位置时第一腔体的温度；A为第一活塞横截面积，S_Q为每次压力测量循环中第一活塞的移动位移之和，即S_Q＝X_Q1+X_Q2+......+X_QN，N为正整数。

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