热能与动力工程测试技术 第2版 严兆大 主编 第六章 压 力 测 量新

0723605A第六章压力测量第一节概述第二节常规测压仪表和传感器第三节气流压力测量第四节测压仪表的标定第五节压力测量系统的动态特性第六节内燃机气缸动态压力测量2018/1/1010723605A第一节概述1重力与被测压力的平衡法。2弹性力与被测压力的平衡法。3利用物质某些与压力有关的物理性质进行测压。2018/1/1020723605A第二节常规测压仪表和传感器一、液柱式测压仪表二、弹性测压仪表三、最高压力表四、典型测压传感器2018/1/1030723605A一、液柱式测压仪表一U形管压力计二单管压力计三斜管微压计四液柱式压力计的测量误差及修正2018/1/1040723605A一、液柱式测压仪表图61液柱式压力计AU形管压力计B单管压力计C斜管微压计2018/1/1050723605A一U形管压力计图62贝兹微压计1毛玻璃2目镜3容器4浮子5、8压力接头6升降管7软管9玻璃刻度板10测量液体11投影装置12灯泡2018/1/1060723605A二单管压力计其两侧压力差为PP1P2G11F2F1H263式中，F1、F2分别为容器和测压管的截面积；H2为封液液柱高度。2018/1/1070723605A三斜管微压计其两测压力差为PP1P2GLSIN65式中，L为液柱长度；为斜管的倾斜角度。2018/1/1080723605A四液柱式压力计的测量误差及修正图63弹簧管压力计1小齿轮2刻度盘3指针4弹簧管5拉杆6扇形齿轮2018/1/1090723605A二、弹性测压仪表一弹簧管压力计二膜式压力计三波纹管式压差计四弹性压力计的误差分析2018/1/10100723605A一弹簧管压力计图64弹簧管及其横截面2018/1/10110723605A二膜式压力计图65膜片和膜盒A弹性膜片B挠性膜片C膜盒2018/1/10120723605A三波纹管式压差计图67波纹管2018/1/10130723605A三波纹管式压差计图68双波纹管压差计结构示意图A压差计内部结构B扭力管结构1连接轴2隔板3单向受压的保护阀4阻尼环5挡板6摆杆7扭力管8心轴9量程弹簧组10中心基座11阻尼阀12阻尼旁路13填充液14滚针轴承15玛瑙轴承16平衡阀波纹管2018/1/10140723605A四弹性压力计的误差分析图69机械式最高压力表示意图2018/1/10150723605A三、最高压力表1机械式最高压力表2气电式最高压力表2018/1/10160723605A1机械式最高压力表机械式最高压力表如图69所示，由弹簧管式压力表、放气阀和单向阀组成。2018/1/10170723605A2气电式最高压力表图610气电式最高压力表原理图1放气阀2高压气进口3、4阀门5指针6弧形电极7传感器电极8膜片式传感器9膜片10一次侧线圈11二次侧线圈2018/1/10180723605A四、典型测压传感器1石英晶体压电传感器2电容式差压传感器2018/1/10190723605A四、典型测压传感器图611石英晶体压电传感器结构A普通型B与火花塞做成一体的石英晶体压电传感器1弹性膜片2传力件3底座4石英片5玻璃导管6胶玻璃导管7引出导线接头8导电环9金属箔10火花塞11传感器2018/1/10200723605A1石英晶体压电传感器图612电容式差压传感器结构示意图1电极导线2球形或弧形电极3中心感压膜片4硅油5玻璃绝缘子6隔离膜片2018/1/10210723605A2电容式差压传感器图613电容式差压传感器的电路示意图2018/1/10220723605A第三节气流压力测量一、气流总压的测量二、气流静压的测量2018/1/10230723605A一、气流总压的测量1L形总压管2圆柱形总压管3带导流套的总压管4多点总压管5边界层总压管2018/1/10240723605A一、气流总压的测量图614最简单总压管示意图2018/1/10250723605A一、气流总压的测量图615不同形式总压管对气流偏斜的敏感性2018/1/10260723605A一、气流总压的测量图616总压管角度特性2018/1/10270723605A1L形总压管L形总压管的结构如图617所示，它制造简单，安装和使用比较方便，且支杆对测量结果的影响较小，是最常见的总压管。其缺点是不敏感偏流角P比较小，一般为1015。2018/1/10280723605A2圆柱形总压管圆柱形总压管的结构如图618所示，它的最大优点是可以做成很小的尺寸，且工艺性能好、使用方便，但其不敏感偏流角也较小。2018/1/10290723605A3带导流套的总压管图617L形总压管的结构2018/1/10300723605A3带导流套的总压管图618圆柱形总压管的结构2018/1/10310723605A3带导流套的总压管图619带导流套的总压管2018/1/10320723605A4多点总压管图620梳状总压管A凸嘴型B凹窝型C带套型2018/1/10330723605A4多点总压管图621耙状总压管2018/1/10340723605A5边界层总压管图622边界层总压管2018/1/10350723605A二、气流静压的测量一壁面静压孔二静压管2018/1/10360723605A一壁面静压孔这是测量静压最简便的一种方法。要求感受孔的位置选在流体流线平直的地方，因为这里整个截面上的静压基本相等，而且在静压孔设计合理、加工符合要求的情况下对气流的干扰小，能得到较高的测量精度。2018/1/10370723605A二静压管图623L形静压管2018/1/10380723605A二静压管图624圆盘形静压管2018/1/10390723605A二静压管图625带导流管的静压管2018/1/10400723605A第四节测压仪表的标定一、静态标定二、动态标定2018/1/10410723605A一、静态标定图626活塞式压力计结构1油杯2针阀3进油阀4液压缸5活塞6砖码7托盘8联接螺母9导管10手摇液压泵11水平调节螺钉12底盘2018/1/10420723605A二、动态标定图627激波管标定系统图1气瓶2控制器3直流电源4撞针机构5高压段6膜片7低压段8被标定的传感器9动态应变仪10示波器11信号时标2018/1/10430723605A二、动态标定图628激波管内的工作过程A压力传播过程B压力时间图2018/1/10440723605A二、动态标定图629激波管标定系统传感器的输出曲线UFT2018/1/10450723605A第五节压力测量系统的动态特性一、容腔效应二、传输管道的数学模型和频率特性2018/1/10460723605A一、容腔效应在动态压力测量系统中，压力传感器是按动态参数测量的要求设计制造的，它的固有频率很高，响应也很快，但由于测压元件前的空腔和导压管的存在，必然导致压力信号的幅值衰减和相位滞后，这种效应称为动态压力测量的容腔效应。2018/1/10470723605A二、传输管道的数学模型和频率特性压力传输管道从根本上讲是一个阻容系统。2018/1/10480723605A第六节内燃机气缸动态压力测量一、概述二、内燃机气缸动态压力测量方法三、上止点位置和曲轴转角信号的确定四、示功图采集过程的误差分析2018/1/10490723605A一、概述图630各种形式的压力波形图APV示功图BP示功图C燃烧过程中的异常压力波D低压示功图2018/1/10500723605A二、内燃机气缸动态压力测量方法图631纵向集点法采样原理2018/1/10510723605A二、内燃机气缸动态压力测量方法图632示功图计算机信号采集系统原理图1计算机系统2曲轴转角信号发生器3光栅盘4光源5内燃机6压电传感器7压力信号转换单元8采样单元2018/1/10520723605A二、内燃机气缸动态压力测量方法图633磁电法制取上止点位置2018/1/10530723605A三、上止点位置和曲轴转角信号的确定一上止点位置的确定二曲轴转角信号的测定2018/1/10540723605A一上止点位置的确定图634气缸压缩线法确定上止点位置2018/1/10550723605A二曲轴转角信号的测定在示功图采集系统中，通常以曲转转角作为示功图的时间坐标，测量时用于触发采样过程，曲轴转角信号常用以下方法测定。2018/1/10560723605A四、示功图采集过程的误差分析一测压通道引起的误差二上止点位置引起的误差三温度变化引起的误差2018/1/10570723605A一测压通道引起的误差图636测压通道2018/1/10580723605A二上止点位置引起的误差图637用对数示功图修正上止点2018/1/10590723605A三温度变化引起的误差压力传感器对温度的变化很敏感，尤其是压电元件的压电常数因温度的变化而改变，使测量系统的输出发生漂移。2018/1/1060在线教务辅导网HTTP/WWWS