常用参量测量新学习教案

1、会计学1常用参量常用参量(cnling)测量新测量新第一页，共55页。2组成：组成：dU粘贴式应变片的弹性元件：加载装置（球面垫，凸头）：减少侧向力，使力垂直外壳：防护、防潮第1页/共55页第二页，共55页。3拉压应力式按测试应力分为 弯曲应力式剪切应力式柱式按弹性元件形状分为 环式单梁梁式双梁 弹性元件是主要元件，材弹性元件是主要元件，材质质(ci zh)(ci zh)一般用合金钢，如一般用合金钢，如40CrNiMo,40CrMnMo40CrNiMo,40CrMnMo。 弹性元件的许用应力(yngl)：=(0.250.35)s =0.6第2页/共55页第三页，共55页。4贴 片 组 桥 图第

2、3页/共55页第四页，共55页。5,4dsaUckU2(1)cuFEs12dsaUkuUEsFsEs又又第4页/共55页第五页，共55页。6厚厚 梁梁薄薄 梁梁厚度厚度(hud)大：以剪切应大：以剪切应力为主力为主厚度厚度(hud)小：以弯曲应小：以弯曲应力为主力为主1、弯曲应力式弹性元件（厚度较小）、弯曲应力式弹性元件（厚度较小）（1）弹性元件形状：）弹性元件形状：+QL/2-QL/2-QL/2梁弯矩图梁弯矩图第5页/共55页第六页，共55页。7组桥：组桥：第6页/共55页第七页，共55页。8（2）贴片和组桥：）贴片和组桥： 此梁仍为双固支此梁仍为双固支梁，每根梁，每根 ， 引起的剪切应力引

3、起的剪切应力在中性面上最大，故在中性面上最大，故沿轴线沿轴线 方向贴方向贴4 4片片应变片（应变片（1#1#、2#2#、3#3#、4#4#）。）。 /2QF( )M x045第7页/共55页第八页，共55页。9左端单元体左端单元体右端单元体右端单元体组组 桥桥 图图2112第8页/共55页第九页，共55页。10max(4)4dsaUckcU23dsaUk QlUEbh()FQnn其中为梁的个数 一般剪应力式传感一般剪应力式传感器的厚度不能太薄，因器的厚度不能太薄，因此此(ync)，希望梁的剪，希望梁的剪应力与弯曲应力之比为应力与弯曲应力之比为/=0.6。第9页/共55页第十页，共55页。11单

4、环形单环形(hun xn)扁环形扁环形1、弹性元件形状：、弹性元件形状：2、贴片和组桥：沿环的水平方向和垂直方向、贴片和组桥：沿环的水平方向和垂直方向 贴贴4片应变片片应变片，为，为1#（+）、）、2#（-）、）、3#（+）、）、4#（-）。）。第10页/共55页第十一页，共55页。12切削测力仪切削测力仪9。1。2 切削力的测量切削力的测量(cling)八角八角(bjio)环测力仪环测力仪第11页/共55页第十二页，共55页。13测量测量(cling)电路电路第12页/共55页第十三页，共55页。14第13页/共55页第十四页，共55页。152. 应变应变(yngbin)式转矩测量式转矩测量

5、WMmax443116DdDW式中 D为轴的外径(wi jn)；d为空心轴的内径。第14页/共55页第十五页，共55页。16）（44max3116dDDMmax无法用应变片来测量(cling)，但与转轴中心线成45夹角方向上的正负主应力和的数值等于max，即4413111161dDEDMEEE4431331161dDEDMEEE故这样就可沿正负(zhn f)主应力和的方向贴应变片，测出应变即可知其轴上所受的转矩M。第15页/共55页第十六页，共55页。173、扭转角式转矩测量、扭转角式转矩测量 扭转角式转矩测量法是通过扭转角来测量转矩的。扭转角式转矩测量法是通过扭转角来测量转矩的。 根据材料力

6、学，在转矩根据材料力学，在转矩M作用下，转轴上相距作用下，转轴上相距L的两的两横截面之间的相对转角横截面之间的相对转角为为 式中式中 G为轴的剪切弹性模量。截面间的相对扭转角与转为轴的剪切弹性模量。截面间的相对扭转角与转矩成比例，因此矩成比例，因此(ync)可以通过测量扭转角来测量转矩。可以通过测量扭转角来测量转矩。GdDML4432第16页/共55页第十七页，共55页。18光电式转矩传感器 相位差式转矩传感器光电式转矩传感器如图所示。在转轴上安装两个光栅圆盘，两个光栅盘外侧设有光源和光敏元件。无转矩作用时，两光栅的明暗条纹相互错开，完全遮挡住光路，因此放置于光栅一侧的光敏元件接收不到来自光栅

7、盘另一侧的光源的光信号，无电信号输出。当有转矩作用于转轴上时，由于轴的扭转变形(bin xng)，安装光栅处的两截面产生相对转角，两片光栅的暗条纹逐渐重合，部分光线透过两光栅而照射到光敏元件上，从而输出电信号。转矩越大，扭转角越大，照射到光敏元件上的光越多，因而输出电信号也越大。第17页/共55页第十八页，共55页。19基于磁感应原理的磁电相位差式转矩传感器。它在被测转轴相距L的两端处各安装一个齿形转轮，靠近转轮沿径向(jn xin)各放置一个感应式脉冲发生器(在永久磁铁上绕一固定线圈而成)。当转轮的齿顶对准永久磁铁的磁极时，磁路气隙减小，磁阻减小，磁通增大；当转轮转过半个齿距时，齿谷对准磁极

8、，气隙增大，磁通减小，变化的磁通在感应线圈中产生感应电势。无转矩作用时，转轴上安装转轮的两处无相对角位移，两个脉冲发生器的输出信号相位相同。当有转矩作用时，两转轮之间就产生相对角位移，两个脉冲发生器的输出感应电势出现与转矩成比例的相位差，设转轮齿数为N，则相位差N则NLGdDM32)(44第18页/共55页第十九页，共55页。209.2.1 压力压力(yl)的测量的测量1 弹性压力敏感元件弹性压力敏感元件同样的压力下，不同结构、不同材料的弹性元件同样的压力下，不同结构、不同材料的弹性元件会产生不同的弹性变形。常用的弹性元件有弹簧管、会产生不同的弹性变形。常用的弹性元件有弹簧管、波纹波纹(bwn

9、)管、薄膜等，如后表所示。其中波纹管、薄膜等，如后表所示。其中波纹(bwn)膜片和波纹膜片和波纹(bwn)管多用于微压和低压测管多用于微压和低压测量；单圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压或真空度量；单圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压或真空度的测量。的测量。第19页/共55页第二十页，共55页。21类别名称示 意 图压力测量范围 kPa输出特性动态性质最小最大时间常数/s自振频率/Hz薄膜式平薄膜010010510-510-210104波纹210-110102挠性211102弹性元件的结构弹性元件的结构(jigu)和特性和特性第20页/共55页第

10、二十一页，共55页。22波纹管式波纹210-110102弹簧管式单圈弹簧管010-10106102103多圈弹簧管010-2010510102第21页/共55页第二十二页，共55页。232 压变式压力压变式压力(yl)传感器传感器第22页/共55页第二十三页，共55页。243 电容式压力电容式压力(yl)传感器传感器dAC002ddCC第23页/共55页第二十四页，共55页。254 压电式压力压电式压力(yl)传感器传感器kSpQ 9.2.2 流量(liling)的测量第24页/共55页第二十五页，共55页。26类 别工作原理仪表名称可测流体种类适用管径mm测量精度安

11、装要求、特点体积流量计差流压量式计流体流过通管道中的阻力件时产生的压力差与流量之间有确定关系，通过测量差压值求得流量节流式孔板液、气、蒸汽50100012需直管段，压损大喷嘴50500需直管段，压损中等文丘里管1001200需直管段，压损小均速管液、气、蒸汽2590001需直管段，压损小转子流量计液、气41502垂直安装靶式流量计液、气、蒸汽1520014需直管段，弯管流量计液、气0.55需直管段，无压损容流积量式计直接对仪表排出的定量流体计数确定流量椭园齿轮流量计液104000.20.5无直管段要求，需装过滤器，压损中等腰轮流量计液、气刮板流量计液0.2无直管段要求，压损小第25页/共55页

12、第二十六页，共55页。27速流度量式计通过测量管道截面上流体平均流速来测量流量涡轮流量计液、气46000.10.5需直管段，装过滤器涡街流量计液、气15010000.51需直管段电磁流量计导电液体620000.51.5直管段要求不高，无压损超声波流量计液101需直管段，无压损直接式直接检测与质量流量成比例的量来质量流量热式质量流量计气1冲量式质量流量计固体粉料0.22科氏质量流量计液、气0.15间接式同时测体积流量和流体密度来计算质量流量体积流量经密度补偿液、气0.5温度、压力补偿体积流量计质量流量计第26页/共55页第二十七页，共55页。281 容积容积(rngj)式流量计式流量计nVqNV

13、Qv44第27页/共55页第二十八页，共55页。292 差压式流量计差压式流量计1-节流(ji li)元件 2-引压管路3-三阀组 4-差压计 pdqv242pdqm242膨胀系数(png zhng xsh)流体密度第28页/共55页第二十九页，共55页。303 转子(zhun z)流量计pAqv2第29页/共55页第三十页，共55页。314 涡轮流量计ffZtgAuAqv2ZRutgnZf2磁电转换器所产生的脉冲(michng)频率 单位(dnwi)体积流量通过磁电转换器所输出的脉冲数Z涡轮叶片(ypin)的数目第30页/共55页第三十一页，共55页。32 现代统计力学虽然建立了温度和分子动

14、能之间的函数关系，但由于目前尚难以直接(zhji)测量物体内部的分子动能，因而只能利用一些物质的某些物性(诸如尺寸、密度、硬度、弹性模量、辐射强度等)随温度变化的规律，通过这些量来对温度进行间接测量。为了保证温度量值的准确和利于传递，需要建立一个衡量温度的统一标准尺度，即温标。 根据某些物质体积膨胀与温度的关系，用实验方法或经验公式所确定的温标称为经验温标。第31页/共55页第三十二页，共55页。33第32页/共55页第三十三页，共55页。34第33页/共55页第三十四页，共55页。35第34页/共55页第三十五页，共55页。369090273.15tT90t90T第35页/共55页第三十六页

15、，共55页。37第36页/共55页第三十七页，共55页。38方 式 接 触 式 非 接 触 式 测量 条件 感温元件要与被测对象良好接触；感温元件的加入几乎不改变对象的温度；被测温度不超过感温元件能承受的上限温度;被测对象不对感温元件产生腐蚀 需准确知道被测对象表面发射率；被测对象的辐射能充分照射到检测元件上 测量 范围 特别适合1200以下、热容大、无腐蚀性 对象的连续在线测温，对高于l 300以上 的温度测量较困难 原理上测量范围可以从超低温到极高温，但1000以下，测量误差大，能测运动物 体和热容小的物体温度 精 度 工业用表通常为1.0、0.5、0.2及0.1级，实验室用表可达0.01

16、级 通常为1.0、1.5、2.5级 响应 速度慢，通常为几十秒到几分钟 快，通常为23秒钟 其它 特点 整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维 护方便、价格低廉，仪表读数直接反映被 测物体实际温度；可方便地组成多路集中 测量与控制系统 整个测温系统结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵；仪表读数通常只反映被测物体表现温度(需进一步转换)；不易组成测温、控温一体化的温度控制装置 第37页/共55页第三十八页，共55页。391）.测温原理热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体A和B连成闭合回路，当两个(lin )接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，由于这种热电效应现象是1821年塞贝克（

17、Seeback）首先发现提出，故又称塞贝克效应塞贝克效应(xioyng)示意图 第38页/共55页第三十九页，共55页。40第39页/共55页第四十页，共55页。410TT、0TT 0000ABABABABETTETETETTETT，0AETT，0BETT，0TT ABET0ABET ABET 00ABABABETTETET，第40页/共55页第四十一页，共55页。4200t 第41页/共55页第四十二页，共55页。43第42页/共55页第四十三页，共55页。44第43页/共55页第四十四页，共55页。45第44页/共55页第四十五页，共55页。46第45页/共55页第四十六页，共55页。47

18、第46页/共55页第四十七页，共55页。482 热阻式测温方法热阻式测温方法 基于热电阻原理测温是根据金属导体或半导体的电基于热电阻原理测温是根据金属导体或半导体的电阻值随温度变化的性质，将电阻值的变化转换为电信号阻值随温度变化的性质，将电阻值的变化转换为电信号，从而达到测温的目的。，从而达到测温的目的。热电阻测温的优点是信号灵敏度高、易于连续测量热电阻测温的优点是信号灵敏度高、易于连续测量、可以远传（与热电偶相比）、无需、可以远传（与热电偶相比）、无需(wx)参比温度；参比温度；金属热电阻稳定性高、互换性好、准确度高，可以用作金属热电阻稳定性高、互换性好、准确度高，可以用作基准仪表。热电阻主要缺点是需要电源激励、有（会影基准仪表。热电阻主要缺点是需要电源激励、有（会影响测量精度）自热现象以及测量温度不能太高。响测量精度）自热现象以及测量温度不能