压力和差压的测量.pptVIP

练习简要介绍多圈弹簧管压力计。弹簧管压力计的检定。弹性式远传压力计不论是弹簧管、波纹管、膜盒压力计都是将外部压力转换为位移量进行直接压力读取。如果在此基础上，将位移信号再进行电量的转换，构成压力-位移-电量的变换，就可以使被测压力信号转变为电信号。显然，以电信号来反应压力的大小，可以非常方便的实现信号的远传、显示和控制。霍尔片式远传压力计霍尔效应——通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。霍尔电势的大小为霍尔片材料和几何尺寸一定后，霍尔电势可表示为式中KH——霍尔系数d——霍尔片厚度l——霍尔片电势导出端长度b——霍尔片外部直流通入端宽度f(l/b)——霍尔片形状系数5.4电气式压力传感器电气式压力传感器是利用压力敏感元件将被测压力转换成各种电量，如电阻、频率、电荷量等来实现测量的。电气式压力计测量范围大，线性好，便于进行压力的连续测量及远传，实现自动控制，尤其适合于压力变化快和高真空、超高压的测量。5.4电气式压力传感器01025.4.1应变式压力传感器重点：应变效应、压阻效应、应变式压力传感器组成。难点：力-应变型弹性元件及应变片粘贴。5.4.2压电式压力传感器重点：压电效应、压电式压力传感器原理、结构。难点：压电材料特性、压电式压力传感器使用。5.4.1应变式压力传感器应变式压力计的工作原理是，被测压力引起弹性元件应变，通过粘贴在弹性元件上电阻应变片将应变转换为电阻值的变化，最后通过测量电路把电阻值的变化转换成电压或电流的变化。应变式压力计的核心敏感元件是电阻应变片，电阻应变片有金属电阻应变片和半导体应变片两种。1.应变效应和压阻效应金属电阻丝在外力作用下发生机械变形，从而引起电阻值发生变化的现象称为应变效应。半导体电阻材料在受到外力作用后，其晶格间距发生变化，从而使电阻率发生变化，压力也随之变化的现象称为压阻效应。金属导体或半导体在受到外力作用时，会产生相应的应变，其电阻也将随之发生变化，这种物理现象称为“应变效应”。应变片的工作过程：位移、力、力矩、加速度、压力弹性敏感元件应变外力作用被测对象表面产生微小机械变形应变片敏感栅随同变形电阻值发生相应变化应变片1.应变效应和压阻效应金属导体或半导体在受到外力作用时，会产生相应的应变，其电阻也将随之发生变化，这种物理现象称为“应变效应”。FΔl、ΔA、ΔρΔR对于半径为r的圆导体，A=πr2，ΔA/A=2Δr/r。又由材料力学可知，在弹性范围内，电阻R；电阻率ρ长度l；截面积A电阻的灵敏度系数由材料的几何尺寸变化引起由材料的电阻率ρ随应变引起（压阻效应）金属材料：K以前者为主，则K≈1+2μ＝1.7～3.6半导体：K值主要是由电阻率相对变化所决定金属电阻丝的电阻相对变化率与轴向应变成正比。结论2.应变片的结构金属电阻应变片栅丝式应变片结构常用的金属电阻应变片有栅丝式、箔式和薄膜式等种类。结构如图，一般由敏感栅（金属丝或箔）、绝缘基底、覆盖层或保护膜、引出线等部分组成。1-引出线：直径为0.1~0.2mm的低电阻镀锡铜线；2-覆盖层：保护膜，与基底材料相同；3-绝缘基底：薄纸或有机聚合物薄膜；4-电阻丝：直径为0.02~0.04mm的高电阻率的金属丝。如康铜、铜镍合金，也有镍铬合金、镍铬铝合金的。半导体应变片半导体应变片的材料有硅、锗、锑化铟、磷化镓、砷化镓等，硅和锗由于压阻效应大，故多作为压阻式压力计的半导体材料。半导体应变片按结构可分为体型应变片、扩散型应变片和薄膜型应变片。体型半导体应变片结构3.电阻应变式压力传感器的组成应变片的粘贴方法：一种是将应变片直接粘贴于压力–位移型弹性元件的应变处（平膜片）。另一种是粘贴在力–应变型弹性元件表面，通过压力–位移弹性元件实现压力–力的变换，再通过力–应变型弹性元件实现力–应变–电阻值的转换。（1）力–应变型弹性元件柱形弹性元件:柱形弹性元件此类弹性元件由于应变很小，测力量程较大，尤其是实心圆柱在径向尺寸较大时，测力上限可达数千吨，常作为荷重式压力传感器的敏感元件。悬臂梁:悬臂梁是一端固定、一端自由的测力弹性元件。其特点是结构简单，加工方便，其输出可以是应变，也可是挠度。它灵敏度比圆柱高，适于较小力的测量。根据截面形状，可分为等截面悬臂梁和变截面等强度悬臂梁两种。梁形弹性元件等截面变截面薄壁环:薄壁环弹性元件弹性元件为等截面圆环。薄壁环灵敏度高，用于测量较小的力，但加工困难，且在力F作用下，环的各部