测控传感器第4章液位、液体重量和体积侧量.ppt

式中：ρ--液体的密度，单位为kg/m3 g--重力加速度 ,单位为m/s2 h--液体的高度 ,单位为m 可以看出，由于液体的密度ρ和重力加速度g均为常数，对于一个给定横截面尺寸的容器来说，液面高度h与压强P成正比。 4.2 重量或力的测量 4.2.1 测力传感器 测力传感器是一种通常利用应变片测量未知力(有时称为负载)或质量的传感器。 电阻值为定值的传感元件将被布置在单臂电桥中，其测量的精度取决于所用应变片的类型。 单臂电桥以适当的应变方式调制要读数的信号，电桥的输出电压与所加负载的大小有关。 由温度变化而引起的误差可以通过相匹配的应变片来使其最小化。 单臂电桥布置图 测力传感器常用于下列测量： 存储料斗中的材料重量； 过桥车辆的重量； 容器里液体的液位或体积（如果重量是已知的，那么可以换算出其体积或液位）。 这种仪器具有精确.、耐用和相对廉价的优点，而且可用于很宽的测量范围。 应变片侧力传感器的说明书 说明书中说明了传感器的下列特性：精确度、线性度、重复性、过载等。 我们将在第11章应用实例中再次讨论。 4.2.2 天平与秤 天平与秤是利用平衡原理来确定未知质量和力(重量)的测量装置。 中心支点的天平标定 作用在未知质量物体上的重力Wx与已知的重力W进行比较。 天平是一个已知力和未知力到支点(支承轴)的距离相等的杠杆。 平衡条件是通过给右边盘中逐渐增加已知质量的砝码直到杠杆达到水平的方法实现的。 一个带有滑移质量块的天平要进行调平衡。 先通过增加已知质量块(砝码)到天平盘上以达到粗略平衡，然后通过移动滑移质量块(Ws)到最佳位置，从而使天平达到精确平衡。 Wxa=Wb+Wsc，Ws是一定的，距离c能够被直接确定出来，在水平横梁上通常有一个沿质量块滑移方向标定好的刻度。 为了增大或减小天平的测量范围，可以通过相应地增减天平底盘上的已知质量块来实现。 4.2.3 弹簧秤 图所示为一种典型的、商业通用的弹簧秤，其弹簧的一端被固定，另一端被所施加的未知力(重量)下，拉伸。 弹簧的伸长量与所受的力成正比(胡克定律)，其刻度按照力的单位(N)或质量的单位(kg)进行标定。 胡克定律：弹性材料在其弹性变形范围内的应变与所受到的力成正比。 材料不再遵循胡克定律的应力值称为弹性变形的极限值。 用弹簧秤的方法不能获得很高的精确度，但它提供了一种简便而容易实现的测量质量和力的方法。 通过把弹簧秤与电位器结合可以得到一种与所受载荷大小成正比的电信号输出。 弹簧秤将所受的力转换成位移，而电位器又将这种位移转换成电信号输出，这是一种能够实现远程测量质量、力、液面、体积和压强的简单而又廉价的方法，电位差计产生一个与力成比例的电信号输出。 必须注意，在输出信号中所得到的是正在发生的运动(位移)的实际变化。 本章小结 在本章中我们学习了液位、液体、质量、力(重量)以及体积等参数的测量方法，它们是之间相互关联的，并且学习了测量它们的若干种常用的装置。 在实际应用中，还有很多这样的装置可以变通应用。通常，在一个系统中往往要用到不止一种装置，甚至是几种装置的集成。 东北石油大学华瑞学院 第4章液位、液体重量和体积侧量 东北石油大学华瑞学院 第三章 运动测量 东北石油大学华瑞学院 第三章 运动测量 东北石油大学华瑞学院 第三章 运动测量 东北石油大学华瑞学院 第三章 运动测量 东北石油大学华瑞学院 第三章 运动测量 东北石油大学华瑞学院 第三章 运动测量 东北石油大学华瑞学院 第三章 运动测量 东北石油大学华瑞学院 第三章 运动测量 1* 第4章液位、液体重量和体积侧量 概述 物质的量可以用液位、液体体积、重量或力的形式来表示,它们之间都相互关联 。 线性刻度可以估测位于两刻度线之间的液面，容器的直径已知时，其标定的刻度位置就可以计算出来。 液体的密度随着温度变化而变化。通常随着温度增加，液体会膨胀而使其密度变小。 液位和液体的物理参数可能与质量有关，因此也与力和重量有关。 4.1液位测量 4.1.1 可视玻璃管 玻璃管液位计是一种直读式液位测量仪表。 适用于工业生产过程中一般贮液设备中的液体位置的现场检测。 其结构简单，测量准确，是传统的现场液位测量工具。 液位计两端各装有一个针形阀，当玻璃管发生意外事故而破碎时，针形阀在容器压力作用下自动关闭，以防容器内介质继续外流。 ●测量范围 300、500、600、 800、1000、1200、1400、1700、2000mm●工作压力：≤1.6MPa●材质：碳钢、不锈钢●工作温度：≤200℃●连接法兰标准：HGJ46-91 PN1.6 DN20突面? 其它法兰标准如JB/