压力扫描阀是由早期的多点压力测量系统发展而来，它的研究始于军事和航空发展中测量风洞和流体中分布力的需要，现在也应用在工业生产中。考虑其扫描速率、测压准确度、实时性、稳定性等性能指标，压力扫描阀测压技术一直被视为多通道测压技术的前沿领域。

二十世纪50年代之前，风洞试验和流体动力学实验中的多点压力测量通常采用液体排管法，测量点数可达数百个，且数据处理依赖人工，误差大且实时性差。到了60年代，新型压力传感器的出现将压力信号转化为电信号，提升了多点压力测量的速度，但高昂的成本和后期周期检定的难度使得其准确度一般只能达到0.20%FS~0.30%FS。

之后一段时间，随着机械压力扫描阀的快速兴起，多点压力测量技术开始进入了以扫描阀为基础的新发展方向。它采用高准确度的压力传感器以机械扫描的方式，轮流测量各个点的压力值。尽管扫描周期可以达到（5~10）点/s，但依旧达不到高速风洞试验对压力采集的要求。

二十世纪八十年代初，出现的电子压力扫描阀测量系统，是充分利用电子技术发展的新成果。系统通过采用多个低成本的硅压阻式传感器，使得每一个压力传感器都可以对应一个通道的压力点。这种方式解决了机械式压力扫描阀气动滞后的问题，提高了系统采集压力数据的实时性，采集速率达到每秒数万点，而且还可以通过联机实时校准技术修正传感器的误差，以此来提高测量准确度。

国内外研究现状

国外研究进展

80年代初，美国压力系统公司（Pressure SystemInc,PSI）率先推出780B型压力测量系统，780B系统由控制器、数据采集、控制单元、压力校准单元和电子扫描器组成，测量点数为512点，扫描速率为20000点/s，测量准确度为+0.10%FS。1986年，美国扫描阀公司（ScanivalveCorp）推出ZOC系列压力测量系统，其组成和工作原理与780B类似，测量点数为512点，单点扫描次数50000点/s。

随后几年PSI公司继续推出第二代测压系统--PSI8400压力测量系统，它是通过一个模块化的并行压力采集处理系统，解决了过去技术上受到单个A/D转换器、微处理器的限制的问题,可以用于测量气体和液体的压力参数。PSI8400系统每一个输入单元由一个8位微处理器和独立采集的硬件组成，每秒可以采集40万个通道的数据，准确度可达±0.05%FS。1988年，美国扫描阀公司也开始推出第二代压力测量系统－-HyScan2000压力测量系统。利用先进的硬件技术，该系统配有高速A/D转换器，扫描速率每秒10万测量点，测量准确度达+0.06%FS。

PSI公司还推出了9000系列，如9116、9216、9816型电子压力扫描阀和ESP系列多通道压力扫描阀，可测量16、32、64通道等，最高准确度达±0.03%FS,如图1所示为9116电子压力扫描阀系统。

美国扫描阀公司在完善 Z0C系列的同时，也推出了DSA系列和MPS系列，最高准确度达+0.05%FS。2009年，美国Kulite公司开始推出压力扫描阀KMPS 系列，准确度达+0.10%FS。

国内研究进展溯源

国内多点压力测量系统的发展起步较晚。60年代仍停留在多点巡回检测阶段，70年代以小型计算机为核心的数据采集和处理系统为主。80年代微型计算机和自动检测技术发展迅速，90年代由于美国限制，高准确度的压力扫描阀未普及，许多单位采用单个传感器或机械式压力扫描阀，但部分单位和科研院所引入美国电子压力扫描阀，以确保高精度测试数据。

为突破压力扫描阀测压技术的封锁，1991年至1994年期间，西北工业大学钟诚文团队先后成功研制出第一代DSY64电子扫描测压系统和DSY128电子扫描测压系统，准确度达±0.10%FS，扫描速率为20000点/s。1994年1月通过部级鉴定，认为此测压系统达到国外80年代同类产品的水平。1998年，西工大团队继续推出第二代DSY-JB电子扫描测压系统，相比于第一代，第二代在结构上也更趋向于标准化和商品化。

2001年，西工大团队研制出 DSY2000电子扫描测压系统，准确度达±0.05%FS，在扫描速率上可达50000点/s。2002年，西工大团队研制出ZDS智能电子压力扫描阀，采用最小二乘拟合算法进行数字温度补偿，准确度达±0.06%FS，扫描速率为1000点/s，测量温度范围为0℃~40℃。2004年，西工大团队继续研制出DSY2000K电子扫描测压系统。2004年底，我国自行研制的两套发动机试验自动测控系统-DSY2000压力测量系统和ZDS智能电子压力扫描阀，通过了专家组验收。

最近一段时间，面对美国在高准确度测量领域的持续施压，我国的科研机构也开始进行高准确度压力测量系统的国产化研究，中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室顾洪斌2016年研制高准确度电子压力扫描系统，系统为128通道，绝对压力为45PSI量程，准确度+0.05%FS，扫描频率100Hz。

2020年北京大学设计风雷电子压力扫描阀，具有体积小，抗干扰度高等优点。2021年北京大学马盛林团队提出大规模气动压力传感器集群采集处理芯片系统与产业化，以32通道高准确度压力扫描阀的总体进行结构设计和优化为研究对象，在底层硬件上，开展MEMS 芯片的关键流片工艺及批量制备技术研究在扫描速率上，设计压力扫描阀阵列的高速接口，同时对批量测试与标定技术等关键核心技术进行研究，使得准确度优于±0.10%FS，相较于国外成熟的技术，该压力扫描阀具有抗冲击，性价比高等优点。国内外的主要产品数据比较如表1所示。

压力扫描阀测压技术结合了计算机、传感器和通信技术，推动了系统性能的提升。尽管国外的压力扫描阀技术已较为成熟，我国在自主研发方面仍面临高准确度、稳定性和抗干扰性等挑战。实现这些指标既依赖于MEMS芯片的工艺研究，也需要大量标定测试和温度补偿算法的优化。目前，虽然适当的校准方法能提升准确度，但在试验环境下实现自动原位校准，尤其是多通道传感器的逐一校准，仍是难题。因此，标准化校准方法和不确定性评估成为未来研究方向。温度补偿算法方面，我国仍停留在传统的回归法阶段，未来机器学习和神经网络算法有望带来更高效的解决方案。

参考文献：王欢、曾庆华——《压力扫描阀测压系统研究进展综述》