概述：压力脉动又称为动态压力、脉动压力，是相对于稳态（静态）压力而言，指的是压力不是均匀地作用于物体上，压力大小和作用时间也通常不是连续的。

压力脉动常见场景

液压系统卡阻或进气

不稳定燃烧及脉冲爆震推进

风洞试验或高速行驶空气阻力

波浪抨击或液体晃荡对结构的作用

压缩机的旋转失速与喘振

水利系统的水锤现象

超空泡水下航行体研究......

为何需要测量压力脉动

从常见场景看，有时我们需要预测设备的异常，为故障诊断提供预警数据支撑，从而想办法抑制压力脉动；有时又正好相反，我们需要利用这种瞬态压力产生的爆发性能量。没有测量也就无从改进、利用！

如何测量压力脉动

一个完整的压力脉动测试系统包含脉动压力传感器、信号放大器、数据采集仪器、计算机及数据分析软件。其中传感器用于感知压力信号并将其转换成可测量的电信号（电压、电流等）进行输出；信号放大器用于将传感器输出的原始电信号进行滤波降噪、倍数放大处理，以降低外界干扰及方便采集仪器采集；数据采集仪器用于将接收的电信号转换为计算机可识别的数字信号送给计算机进行处理；计算机上安装驱动程序及数据分析软件，即可对采集的数据进行处理。

系统关键组件的要求

1、脉动压力传感器：首先需要保证传感器响应够快，即需要更高的响应频率，以保证能抓取到脉动的瞬间压力峰值。从外形结构上（感压结构）也可以较简单地与稳态压力传感器区分，如下图对不同感压结构的分析：

2、数据采集仪：当前端感知够快时，后端采集一定得跟得上才能及时收集到我们想要的瞬态数据，不然显示的就会是失真的波形。根据采样定理，理论上要求采集仪的采样速率为传感器频响的2倍以上，实际工程应用一般选5～10倍。

芯片裸露感压(图1）：敏感元件直接与测量介质接触，能更快感应到压力的变化；MEMS压阻式扩散硅芯片，作为应变式传感器的换代产品，具备更高的灵敏度和测量精度。缺点是需要考虑介质与芯片（硅材料）的兼容性。量程低压可低至500kPa，高压高达100MPa。高压芯片固有频率高达1MHz,适用于高频脉动及爆炸冲击波等瞬态压力测量。

图1

芯片感压加感压孔（图2）：图1工艺结构限制，不适合微小量程；图2采用芯片反向固定的方式专门用于500kPa以下的微小压力测量，低压可低至1kPa。介质通过感压孔直接作用于敏感元件，孔深约1mm。频率高达100kHz，适用于脉动微压的测量。

图2

充油芯体感压（图3）：敏感元件固定于基座后填充硅油并用316不锈钢薄片进行封装（简称充油隔离膜）；介质压力先作用于膜片，然后通过硅油传导至敏感元件。压力间接作用于敏感芯片，因此不具备快速响应的高频特性，适用于静态压力的测量。

图3

焊接膜片感压（图4）：大多为应变式压力传感器，最开始设计为金属膜片式（相较于充油隔离膜更厚）是为适应工程机械领域恶劣工况（比如泥浆压力测量），灵敏度较差，精度低，但可设计压力量程可高达数百MPa,坚固耐用。

图4

感压孔感压（图5）：图3的芯体尺寸一般是固定的，为适应更多的机械接口安装，在芯体前端增加一段定制螺纹结构。相对于膜片感压式增加了一节较长的管腔，进一步对高频压力信号造成衰减和延迟。不适用于脉动压力测量。

图5

压电式动态传感器（图6）：相对于压阻式高频动态传感器，压电式动态传感器可设计量程更高，但在低压工况的应用却不甚理想；具备较高的固有频率，只能测动态压力、不可测静态压力（原理限制）；常用于爆炸冲击瞬间压力测量。

图6

脉动压力传感器主要参数

1、压力量程及测量形式（绝压、表压）

2、响应频率（压力波动频率）

3、测量精度

4、供电方式

5、输出信号

6、安装接口

7、出线要求