机械参数测试技术-2012.ppt

a.密闭容器： 取A、B两点，设B点为参考点，则 ： A、B两点的垂直高度与密闭容器中两点的压差Δp成正比。 b.敞口容器： 液体自由表面处的压力等于大气压。 B点的表压p成正比。 通过测量p将液位测量转化为压力测量，间接测量液位。 2.静压式液位计的结构 （1）玻璃管液位计： 利用连通器的原理制成，通过玻璃管来显示液柱高度，直接观察液位。 （2） 压力式液位计 利用测压仪表（表压）来测量液位。 适用范围：敞口容器 ? （3）压差式液位计 对于密闭式容器，当液位变化时，液面处的气压也随之发生变化。此时气压对压力计指示有影响，只能用压差计来测量气、液两相的压差。 压差大小通过 气动或电动差压变 送器传送，并转化 为电信号，最终显 示出液位的大小及 其变化。 压差式液位传感器原理图 三.电容式液位计 特点： 传感部件结构简单，动态响应快，能够连续、及时地测量液位的变化。 适用于各种导电、非导电液体的液位测量。 电容式液位计 电容式液位传感器 测量电路 1.非导电液体电容液位计 电容器由两个同轴的金属圆筒组成，圆筒半径分别为R、r，高为L。 当两筒之间充满介电 常数为ε的非导电介质时， 电容量为： 若圆筒电极的一部分被介电常数为ε1 (ε1ε)的另一种介质充满，电容量将发生变化： 两式相减： 在ε、ε1、R、r 均为常数时，电容变化量ΔC与液位高度h成正比。 当测得电容变化量后，即得到液位的高度h。 2.导电液体电容液位计 1--金属内电极， 2--外套聚四氟乙烯塑料套管； ε1--绝缘套管的介电常数； ε2--容器内气体的等效介电常数。 当容器内没有液体时，h=0，金属容器壁作为外电极，电容量为： ε2--容器内气体的等效介电常数。 当容器中液体高度为h时，因为液体导电，外电极就应该是液体本身，直径等于绝缘套管的外直径D。而未被液体浸润的地方外电极仍为容器。此时，电容大小为 ： 上式可以写成 ： 如果 》d， 电容式液位计的灵敏度： 当 越大，绝缘层越薄，灵敏度越高 ε1--绝缘套管的介电常数 如果 》d， 四.超声式液位传感器 超声波是机械波的一种。超声波的频率高于20kHz，由于波长短，绕射现象小，且方向性好，能定向传播，超声波在传播过程中衰减很小，所以，超声波在工业和医学领域有着广泛的应用。 式中：f0——发射机发射信号的频率； v——被测物体的运动速度； λ0——发射信号波长, C——电磁波的传播速度。 如果把f1做为反射波向接收机发射信号，接收机接收到的信号频率: 由于被测物体的运动速度远小于电磁波的传播速度，则可认为λ0=λ1，那么: 由多卜勒效应产生的频率之差称为多卜勒频率，即: 从上式可以看到被测物体的运动速度v可以用多卜勒频率来描述。 (2)多卜勒雷达测速 由发射机、接受机、混频器、检波器、放大器及处理电路等组成。 当发射信号和接收到的回波信号经混频器棍频后，两者产生差频现象，差频的频率正好为多卜勒频率。 利用多卜勒雷达可以对被物体的线速度和转速进行测量。 检测线速度的工作原理图 多卜勒雷达产生的多卜勒频率为： (Hz) 利用多卜勒雷达检测转速: 二.转矩的测量 1. 应变式转矩传感器 * 现场总线扭矩传感器 * 电源和信号采用环形旋转变压器进行非接触传递。 * 转矩上限输出:15KHz 零转矩输出: 10KHz 转矩下限输出: 5KHz * 技术参数: 扭矩示值误差： ＜±0.2 % F· S 灵敏度： 1±0.2 mv / V 非线性： ＜±0.2 % F· S 重复性： ＜±0.1% F· S 回差： ＜0.1 % F· S 零飘： ＜0.2 % F· S （24小时） 零点温飘： ＜0.2 % F· S /10℃ 输出方式： RS-485 串行通讯 绝缘阻抗： 500MΩ 静态超载： 120 %