第8章 压力与流量检测

1、LOGO第八章第八章 压力与流量检测压力与流量检测广州铁路职业技术学院机电系广州铁路职业技术学院机电系 制作制作广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作第一章第一章 自动检测技术基础自动检测技术基础 本章内容包括一个项目和二个拓展实训，通本章内容包括一个项目和二个拓展实训，通过项目和据展实训掌握压力和流量基本知识。以过项目和据展实训掌握压力和流量基本知识。以中央空调冷却水压力检测项目为例，认识压力检中央空调冷却水压力检测项目为例，认识压力检测传感器及检测系统，掌握压力传感器的工作原测传感器及检测系统，掌握压力传感器的工作原理。理。 拓展实训是对本章基本知识的补充应用，以拓

2、展实训是对本章基本知识的补充应用，以扩散硅压阻式压力传感器测压力和超声波流量测扩散硅压阻式压力传感器测压力和超声波流量测流量为拓展实训，掌握压力和流量检测的方法。流量为拓展实训，掌握压力和流量检测的方法。广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 自动检测技术认识自动检测技术认识广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 自动检测系统认识自动检测系统认识1. 项目目的 掌握流体压力检测的一般方法。2. 项目条件 CYB型压力变送器一只； SHD4637指示仪表一台; 中央空调实验系统3. 项目内容及要求 中央空调系统中要检测制冷系

3、统管道中冷却水的压力，通过本章的学习，掌握压力检测的过程，压力变送器及指示仪表的接线。 一一. 项目介绍项目介绍广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 自动检测系统认识自动检测系统认识二二. 基本知识基本知识压力的基本概念压力的基本概念: 压力在工业中指压强，表示垂直作用压力在工业中指压强，表示垂直作用于一定面积上的力除以面积。于一定面积上的力除以面积。PAF 压力的单位：压力的国际单位为压力的单位：压力的国际单位为“帕斯卡帕斯卡”，简称，简称“帕帕”（Pa）。除此之外，工程界长期使用许多不同）。除此之外，工程界长期使用许多不同的压力计量单位。如的压力计量单

4、位。如“工程大气压工程大气压”、“标准大气标准大气压压”、“毫米汞柱毫米汞柱”，气象学中还用，气象学中还用“巴巴”（bar）和）和“托托”为压力单位。这些单位在一些进口仪表说明书为压力单位。这些单位在一些进口仪表说明书上可能还会见到。上可能还会见到。 广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作二二. 基本知识基本知识项目一项目一 认识数控机床检测装置认识数控机床检测装置广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 自动检测系统认识自动检测系统认识二、二、 基本知识基本知识 常见的压力传感器有电阻应变式、电感式、压电式、压阻式、电容式、霍尔式等传

5、感装置。 广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 认识数控机床检测装置认识数控机床检测装置二二. 基本知识基本知识流量的基本概念：流量的基本概念： 体积流量体积流量qV=Av，单位为，单位为m3/h或或L/s； 质量流量质量流量qm= Av，单位为，单位为t /h或或kg/s。 例：设测得流速例：设测得流速v =10m/s ，圆管道的直径，圆管道的直径r =1m，则截面积则截面积A=0.79m2 ，流量，流量qV= 7.9m3 /s 。广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 数控机床数控机床 基本知识基本知识叶轮式风流速、

6、流量计叶轮式风流速、流量计广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 认识数控机床检测装置认识数控机床检测装置 二二. 基本知识基本知识上海肯特智能有限公司卡门涡上海肯特智能有限公司卡门涡街流量计演示街流量计演示气体或液体管道及气体或液体管道及涡流发生锥体涡流发生锥体广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目 压力检测 上式中，哪几个参量是变量？可以做成上式中，哪几个参量是变量？可以做成哪几种类型的电容传感器？哪几种类型的电容传感器？ 0 rAACdd 电容传感器的基本理想公式为电容传感器的基本理想公式为广州铁路职业技术学院广州铁路职业技

7、术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目 压力检测 改变改变A A、d d、 三个参量中的任意一个量，均可使三个参量中的任意一个量，均可使平板电容的电容量平板电容的电容量C C 改变。改变。 固定三个参量中的两个，可以做成三种类型的电固定三个参量中的两个，可以做成三种类型的电容传感器。容传感器。 0 rAACdd 电容传感器的基本理想公式为电容传感器的基本理想公式为广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作一、变面积式电容传感器 图a是平板形直线位移式结构，其中极板1可以左右移动，称为动极板。极板2固定不动，称为定极板。图b是同心圆筒形变面积式传感器。外圆筒不动，内圆筒在外圆筒内作

8、上、下直线运动。图c是一个角位移式的结构。极板2的轴由被测物体带动而旋转一个角位移 度时，两极板的遮盖面积A就减小，因而电容量也随之减小。 项目 压力检测广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作变面积式电容传感器的特性 变面积式电容传感器的输出特性是线性的，变面积式电容传感器的输出特性是线性的，灵敏度是常数。这一类传感器多用于检测直线位灵敏度是常数。这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量。移、角位移、尺寸等参量。 请画出变面积式电容传感器的输出特性曲线！请画出变面积式电容传感器的输出特性曲线！ 项目 压力检测广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作

9、刘丽华制作二、变极距式电容传感器 当动极板受被测物体作用引起位移时，改变当动极板受被测物体作用引起位移时，改变了两极板之间的距离了两极板之间的距离d d，从而使电容量发生变化。，从而使电容量发生变化。 实际使用时，总是使初始极距实际使用时，总是使初始极距d0尽量小些，尽量小些，以提高灵敏度，但这也带来了变极距式电容器以提高灵敏度，但这也带来了变极距式电容器的行程较小的缺点。的行程较小的缺点。项目项目 压力检测压力检测广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作变极距式电容传感器的特性曲线 从图中可以看到，为了提高灵敏度，应使当d0小些还是大些？当变极距式电容传感器的初始极距d

10、0较小时，它的测量范围变大还是变小？ a） 结构示意图结构示意图 b）电容量与极板距离的关系）电容量与极板距离的关系1定极板定极板 2动极板动极板 项目项目 压力检测压力检测广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作三、变介电常数式 因为各种介质的相对介电常数不同，所以在电容器两极板间插入不同介质时，电容器的电容量也就不同。表表 8-1 8-1 几种介质的相对介电常数几种介质的相对介电常数广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作变介电常数式电容传感器的用途 根据表8-1，分析不同介质对变介电常数电容器的影响。在电容器两极板间插入干的纸和潮湿的纸时，哪一

11、种情况下的电容量大？可以用于测量什么非电量？ 变介电常数式电容传感器用途: 1、检测空气的湿度：介质吸入潮气时，电容量发生变化。 2、检测空气介质厚度。 3、电容液位计广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作第三节 电容式传感器的应用 电容器的容量受三个因素影响，即：极距x、相对面积A 和极间介电常数 。固定其中两个变 量，电容量C 就是另一个变量的一元函数。只要想办法将被测非电量转换成极距或者面积、介电常数的变化，就可以通过测量电容量这个电参数来达到非电量电测的目的。 广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目项目 压力检测压力检测电容式差压变送

12、器电子电子线路线路位置位置高压侧高压侧进气口进气口低压侧低压侧进气口进气口内部不锈内部不锈钢膜片的钢膜片的位置位置广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目项目 压力检测压力检测电容式差压变电容式差压变送器工作原理送器工作原理广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 认识自动检测系统认识自动检测系统1.3 项目实施过程项目实施过程1.3.1 项目计划项目计划 查询数控车床位置和速度检测系统的有关资料，参查询数控车床位置和速度检测系统的有关资料，参观数控车床，了解数控车床检测系统。观数控车床，了解数控车床检测系统。项目工作计划如表项目工作

13、计划如表1-2，内容如下：，内容如下：1、研讨任务、研讨任务2、制定计划、制定计划3、确定检测系统、确定检测系统4、具体操作、具体操作5、效果检查、效果检查6、评估、评估广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 认识自动检测系统认识自动检测系统1.3.2 方案分析方案分析数控车床为例，说明各组成部分的检测。数控车床为例，说明各组成部分的检测。1、主轴传动系统：脉冲编码器检测主轴旋转位置。、主轴传动系统：脉冲编码器检测主轴旋转位置。2、进给系统：位置检测用装在滚珠丝杠端部的脉、进给系统：位置检测用装在滚珠丝杠端部的脉冲编码器或装在导轨的光栅传感器。冲编码器或装在

14、导轨的光栅传感器。3、自动刀架：随刀架转动的霍尔传感器发出刀具、自动刀架：随刀架转动的霍尔传感器发出刀具编码，检测刀架是否到位。编码，检测刀架是否到位。广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 认识自动检测系统认识自动检测系统1.3.3 操作分析操作分析 参观某数控铣床或数控车床，并查询有关资料，参观某数控铣床或数控车床，并查询有关资料，认识数控机床的检测装置，把数控机床应用到的认识数控机床的检测装置，把数控机床应用到的传感器的类型和作用，记录在表传感器的类型和作用，记录在表1-3中。中。广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作项目一项目一 认识自动检测系统认识自动检测系统1.4检测与评估检测与评估检查方法：检查方法：1、现场指出数控机床的位移传感器和转速传感器。、现场指出数控机床的位移传感器和转速传感器。2、画出自动检测系统框图，并对照原理框图、画出自动检测系统框图，并对照原理框图1.6检检查自己画的原理框图是否正确。查自己画的原理框图是否正确。评估：评估内容见表评估：评估内容见表1-4，小组互评和指导教师评，小组互评和指导教师评议，填写在评估表中。议，填写在评估表中。广州铁路职业技术学院广州铁路职业技术学院 刘丽华制作刘丽华制作拓展实训拓展实训 某台具有线性关系的温度