波紋管是指用可折疊皺紋片沿折疊伸縮方向連接成的管狀彈性敏感元件。波紋管在儀器儀表中應(yīng)用廣泛，主要用途是作為壓力測量儀表的測量元件，將壓力轉(zhuǎn)換成位移或力。波紋管管壁較薄，靈敏度較高，測量范圍為數(shù)十帕至數(shù)十兆帕。它的開口端固定，密封端處于自由狀態(tài)，并利用輔助的螺旋彈簧或簧片增加彈性。工作時(shí)在內(nèi)部壓力的作用下沿管子長度方向伸長，使活動(dòng)端產(chǎn)生與壓力成一定關(guān)系的位移?；顒?dòng)端帶動(dòng)指針即可直接指示壓力的大小。波紋管常常與位移傳感器組合起來構(gòu)成輸出為電量的壓力傳感器，有時(shí)也用作隔離元件。由于波紋管的伸展要求較大的容積變化，因此它的響應(yīng)速度低于波登管。波紋管適于測量低壓。

金屬波紋管與螺旋彈簧聯(lián)用時(shí)的剛度計(jì)算

在使用過程中，對(duì)剛度要求較大，而金屬波紋管本身剛度又較小時(shí)，可以考慮在波紋管的內(nèi)腔或外部配置圓柱螺旋彈簧。這樣不僅可以提高整個(gè)彈性系統(tǒng)的剛度，而且遲滯引起的誤差也可以大為減小。這種彈性系統(tǒng)的彈性性能主要取決于彈簧的特性和波紋管有效面積的穩(wěn)定性。

金屬波紋管作為彈性密封零件，首先要滿足強(qiáng)度條件，即其應(yīng)力不超過給定條件下的許用應(yīng)力。許用應(yīng)力可由極限應(yīng)力除以系數(shù)得出。根據(jù)波紋管的工作條件和對(duì)它的使用要求，極限應(yīng)力可以是屈服強(qiáng)度，也可以是波紋管失穩(wěn)時(shí)的臨界應(yīng)力，或者是疲勞強(qiáng)度等。要計(jì)算波紋管工作應(yīng)力必須分析波紋管管壁中的應(yīng)力分布。

1．有效面積的概念和有效面積的變化

有效面積是一個(gè)等效的面積，壓力作用在這個(gè)面積上將產(chǎn)生相等的軸向力。一般情況下，隨著內(nèi)壓力的增大，波紋管有效面積變小，面隨外壓力的增加，有效面積變大。

2．波紋管的體積有效面積

波紋管在外力或壓差作用下，其體積變化量與相應(yīng)的有效長度的變化量之比值稱為體積有效面積。

3．波紋管有效面積的計(jì)算

對(duì)波紋管有效面積提出的要求及其計(jì)算方法取決于波紋管的用途。如果波紋管用作彈性密封件或管路熱補(bǔ)償時(shí)，有效面積的意義僅在于用來計(jì)算波紋管成形時(shí)的軸向力和使用系統(tǒng)中的推力。波紋管的有效面積計(jì)算值與實(shí)測值之間急有一些差別。一般情況下用專用公式計(jì)算波紋管的有效面積，是可以滿足需要的。

當(dāng)波紋管用于力平衡儀表和需要將壓力轉(zhuǎn)換為力的場臺(tái)，應(yīng)準(zhǔn)確確定其有效面積，要求逐個(gè)進(jìn)行測量。