第8章力、力矩、压力测量.pptx

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。 ;:;;7.2 测量方法 7.2.1 力的测量方法 （1） 根据静力或动力效应 静力效应---- 测量物体的机械变形或利用与力有关的物理效应； 动力效应--- 根据牛顿第二定律：F=ma ;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。 ;弹性元件的方法;典型的弹性体结构:;应变片的相对变形 :;应变片的灵敏度 ;测力仪电压灵敏度（mv/v）:;例题：电压灵敏度1mV/V，负荷力50KN，应变片灵敏度系数k为2， 求正方形截面的柱式弹性体的截面尺寸。; 测力环; 电阻应变式测力仪原理框图;其他测力的方法 (1) 压电式测力仪 利用压电材料(石英晶体、压电陶瓷）的压电效应，将被测力转换为与其成正比的电荷量输出； 石英晶体：性能稳定、动态响应好，机械强度高，线性范围宽，多用于高精度高大量程测量, mN~MN。 压电陶瓷：压电常数远高于压电晶体，价格便宜，用途广泛;多分量式;压磁效应：工业纯铁、硅钢等铁磁材料在机械力的作用下磁导率发生变化； 硅钢受压缩时，其导磁率沿应力方向下降，而沿应力的垂向增加；在受拉伸时，导磁率变化正好相反。 ;7.2.2 力矩测量;力矩测量的基本方法： （1）传递法（Transmission method ） （扭轴法）：转矩使弹性轴产生扭转变形 （2）力平衡法（Force balance method ） （3）能量转换法（Power transformation method）: E1=E2+ΔE，测量各种电机的转矩； ; （1）当力矩作用在弹性轴上，轴会产生扭曲变形、剪切应变和应力; 测量扭转角: 测量剪切应力 ? : 测量轴的应变:;1.电阻应变式转矩仪;精度高±(0.2-0.5)%，重复性好，测量范围宽5～50000N·m;2、相位差式转矩测量仪 ;利用平衡力矩M0去平衡被测力矩M，从而求得M的方法。;由测量轴2、静压空气支承3、角位移传感器5、力