力力矩压力测量剖析.ppt

1. 力平衡的方法（Force balance methods ） 物体处于静态平衡时，绕某一轴线的顺时针方向的力矩等于逆时针方向的力矩。 7.2.2 力矩测量 对旋转轴测量力矩，可以确定输出的功也可以监测剪切应力下的材料失效。 力矩（转矩）测量常常和功率、转速测量联系在一起。 7.2.3 压力测量 定义：垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力测量仪表用来测量气体或液体压力，又称压力表或压力计。 压力测量方法的分类 1. 液体式压力计（Manometers） U形管（U-tube manometer） 槽式压力计（ The cistern manometer ） 倾斜式U形管（The inclined tube manometer） 2. 弹性式压力计（Diaphragms） 波顿管（Bourdon tubes） 波顿管（Bourdon tubes） 四、电测式压力测量仪表 利用金属或半导体的物理特性将压力转换为电压、电流信号或电荷信号输出，或是将弹性体的形变转换为电阻量、电容量、电感量、频率量等电学量输出。 类别：压电式、压阻式、应变式、电感式、电容式等。 精确度可达0.02级，测量范围从数十帕至700兆帕不等。 7.2.3 真空测量 (vacuum measurement) 真空：小于大气压力的压力。即低于 1.013×105 Pa的压力。 工程应用中，常采用单位：托（torr）。 1mmHg=133.322Pa=1 torr 绝对压力越低，真空度越高。 真空划分(10-12~105) 粗真空 103～105Pa 低真空103～10-1Pa 高真空10-1～10-6Pa 超高真空10-6～10-12Pa 极高真空10-12Pa （5）电 离 真 空 计 P2 P1 一、液体式压力计 U形管 根据流体静力学原理 水、酒精和水银是常用的液体。 测量范围： 20 Pa to 140KPa 精度： 1%. 温度影响--------液体的膨胀 槽式压力计（Cistern manometer） H h d P1 P2 A2 A1 只需测量一边液面的变化 ? H d h x P1 P2 A2A1，可近似为： 起始液面没有压力差 倾斜式压力计（The inclined tube manometer ） 二、弹性式压力计（Diaphragms） 根据弹性元件受力变形原理并利用机械结构将变形量放大。 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 提供做压力基准器 校准压力表：20Pa～ 2000kPa 三、负荷式压力计（force balance gauge） 基于静力平衡原理进行压力测量 被校准压力表安装上后，转动手轮，使油压系统压力升高，直到活塞被顶起。 M：砝码质量 A：活塞有效面积 1、 电感式（磁阻式）弹性压力计 ( Reluctance diaphragm gauge ） 根据压力类型的不同可测绝对压力或差压。 2、电容式弹性压力计 式中，E为弹性膜片的弹性模量；u为材料的泊松比 现在真空技术在生产、科研中的用途愈来愈广，在整个真空范围内所采用的测量方法也是多种多样的。 按测量方法的原理来分可以分为： 基于力的作用原理：U形管，波登管式，波纹管式，膜片式； 基于压缩作用原理：麦氏真空计； 基于导热作用原理：电阻真空计，热电偶真空计； 基于电离作用原理：热阴极式，冷阴极式，放射性真空计。 * * 力、力矩、压力测量 7.1 概念 7.1.1 力 （1）什么是力? 力是物体之间的相互作用。各种机械运动是力或力矩传递的结果，因此力是最重要的物理量之一； 力的动力效应：力改变物体的机械运动状态； 力的静力效应：造成物体的变形。 （2）力矩、扭矩、转矩（torque ） 力矩是力和力臂的乘积。 力矩能使物体转动，也称为转矩。 对于一个旋转轴，转矩 T= F×r，F是在半径r处的切向力。 轴在转矩作用下会发生扭曲变形，材料内部会产生剪切应力和应变，也称为扭矩。 （3）压力 垂直作用于单位面积上的力 P=F/A 单位 : 帕斯卡（Pa） 1Pa=1N/m2 大气压力: 由于大气重力，包围地球的大气对单位面积的地球表面施加的压力。简称气压。它随天气情况，海拔高度和纬度而变。 : 表压（Gauge pressure）: 相对于大气压力的差压。绝对压力和大气压力之间的差压。 正压力（ Positive pressure ）：绝对压力高于大气压力时的表压，简称正压。 负压力（ Negative pressu