测量技术第三章压力检测.ppt

轮 机 测 试 技 术 第三章的问题 压力的检测方法有哪些？ 常用液柱式测压仪表有哪些？ 常用弹性测压仪表有哪些？ 压力传感器有哪些？ 何谓压电效应？压电晶片是如何连接的？ 电阻应变片的种类有哪些？如何接电桥？ 气缸的最高压力和平均压力如何测量？ 压力表是如何标定的？ 压力检测方法 1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理测量压力 2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的大小 3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电感量等电量的变化 测量压力的仪表，按信号原理不同，大致可分为三类： 液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度 机械式：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移 电气式：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等， 依据电量的大小实现压力的间接测量 原理：利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过 液柱高度来反映被测压力的大小。 优点：结构简单，使用方便，有相当高的准确度 缺点：量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃管 容易损坏及读数不方便 2、互感型——差动变压器式传感器 膜片周边缘固定，受压力差作用时产生弹性变形。受均匀压力差作用时，平膜片及波纹大小相同的波纹膜片的中心位移量s与其所受的压力差?p的关系为 式中，a、b为结构参数，也有按线性设计的波纹膜片。膜片的位移可表示相应的压力差。 测量气体的压力差传感器膜片盒如图6-8所示。两膜片之间充满低凝固点和体积膨胀系数小的硅油，硅油的作用是传递压力及产生阻尼防止膜片振动的作用。 差动变压器是将位移变换为互感系数变化的变换器。差动变压器输出的交流电压e2的幅值大小反映了铁心位移量的大小，也就是反映了压差信号的大小。e2的正负反映了铁心的移动方向，也就是反映了压差信号的正负值。 ? 五、力平衡式压力变送器 工作原理：压力差作用于膜片，产生作用力Fm，使主杠杆以密封膜片为支点顺时针传动，带动副杠杆以O2为支点逆时针转动，从而使位移检测片与位移检测线圈的距离变小，位移检测线圈的输出随即发生变化，经检测放大器放大为4~20mA的直流信号输出。输出电流经反馈线圈，产生反馈力FR，形成反馈力矩MR，使副杠杆回复到原来位置，杠杆系统处于一个新的力平衡状态。 输出直流信号与被测压力差成正比 一、最高压力测量 内燃机的汽缸最高压力是指汽缸内脉动压力的最高点。它表征机件所受到的最大机械负荷，是柴油机机械强度的主要限制因素，是判断柴油机工作情况及各缸负荷平衡情况的主要依据。 压力测量最高压力的仪表通常有 机械式、气电式和电子式3种。 3-4 气缸压力测量 机械式最高压力表主要由指示仪表和止回阀装置组成。 机械式最高压力表测量误差较大，但由于这种压力表结构简单，使用方便，因此常用来检查多缸柴油机各缸工作的均匀性；特别适用于做随即监测仪表，以便随时对发动机的技术状态进行不拆卸检查。 二、平均压力测量 平均压力pt 是代表一段时间内气缸中压力的平均值。测量pt 的平均压力计是一种用于比较测量的随机调整用仪表，通常可用来判断各缸负荷的均匀性。测量平均压力pt ，常用机械惯性轮式平均压力表。 平均压力表的量程一般可调整，以适应不同柴油机平均压力大小的需要。通常调整量程的方法是改变弹簧的刚度。因此平均压力表一般都配有几种不同刚度的弹簧以备选用。 1、电阻应变式压力传感器 电阻应变式传感器中，将被测量产生的应变转换成电阻变化的元件，亦称电阻应变片。目前广泛应用的主要有：金属电阻应变片和半导体应变片。 1） 金属电阻应变片 工作原理 一根长l、截面积S、电阻率? 的金属丝 ，其电阻值为 （2-1） 两边取自然对数且微分,又因：S=?D2/4，dD/D=-?dl/l， ?为泊松比。于是公式变为： （2-4） 式中，K——应变片灵敏系数,K=1+2?。 大多数金属材料泊松比?＝0.3~0.5，所以K值在1.6~2.0之间 ?——应变，?＝?l/l 一般很小，实用上多用微应变?? 表示， 1??＝10－6?。 对于金属电阻丝，在一定变形范围内无论受拉或受压应力作用，其应变片灵敏系数保持不变，即 ?R/R与? 是线性关系。这就是金属电阻应变片作为应变测量的理论基础。 对大多数金属 值极小，可以忽略，因此公式（2-4）可简化为 （2-5） ? ?R/R 应变片 金属电阻应变片结构 金属电阻应变片的典型结构如图所示。它是用直径0