自动检测技术3.压力测量(上)

1、第4章，压力测量，郑丹丹，天津大学电气与自动化工程学院，4.1概述，作用在单位面积上的垂直均匀力称为“压力”。这在工程技术中通常被称为“压力”。国际单位：帕斯卡，缩写为帕)，4.1.1工程中经常使用压力的概念，常用的单位是工程大气压力(千克)，千克力/平方厘米，磅/平方英寸，生产和生活中不同的压力概念，(1)大气压力：大气压力是由地球表面的空气重量产生的。符号：P0表示影响因素：气象条件、海拔和地理纬度。测量仪器：气压计，压力单位之一：标准大气压，大气压，(2)表压：如果压力测量仪器显示的压力是从大气压力零点计算出来的，测量结果称为表压。符号PG字段：在工程中，(3)绝对压力：指无任何条件的总

2、压力，等于大气压力和表压之和。符号：帕帕0十皮克，例如：液体、气体和蒸汽所在空间的总压力。真空压力当绝对压力小于大气压力时，大气压力和绝对压力之间的差值。PGP0Pa也称为真空度、负压和抽真空压力。(5)压差：两个相关压力之间的差值。注符号P:参考点是任意的和相同的，不同压力之间的关系，4.1.2压力测量系统的分类，静重式，弹性式，电动远传式，静重式，液柱压力表，活塞压力表，U形管单管斜管铃环平衡，压力测量真空单活塞双活塞圆柱活塞球形活塞，使用和结构弹簧管隔膜波纹管式，弹性式，电动远传式， 电阻感应电容式振弦式，4.2液柱压力计，原理误差源，4.2.1液柱压力计的原理，原理：平衡液柱产生的压力

3、和测量的压力，密封液：水、酒精、水银，4.2.2液柱压力计的测量误差和校正，(2)重力加速度变化的影响，密封液的标准高度，体积膨胀系数；h高度；地球的半径；海拔和纬度。(3)毛细现象的影响；(4)安装、读数和校准误差。毛细现象使密封液面形成弯月面，这不仅造成读数误差，还会导致液柱上升或下降。解决办法是增加管道直径。酒精：d=3毫米；水银：D=8毫米，4.3弹性压力表4.3.1弹簧管压力表，压力单位PSI，充液防震，全不锈钢，防震压力表，单环弹簧管压力表，结构：弹簧管，齿轮传动机构，指针和刻度盘。4.3弹性压力表，4.3.1弹簧管压力表，即短轴的长度在压缩后增加，所以弹簧管的长度(弧长)保持不变

4、，就完成了。正因为如此，4.3.1弹簧管压力表，特点：精度等级：普通类型：等级；精度：0.10.5级。测量范围：真空109帕；工作范围：1/31/2范围(压力波动大)；1/32/3范围(小压力波动)；注意：防尘、防爆、防腐蚀等问题，并应定期检查。4.3.2膜片压力表、弹性压力表、膜片式测量腐蚀性介质、非凝固和非结晶粘性介质；用隔膜盒测量气体的微压和负压。特性精度：2.5级测量范围：膜片式：真空或06106 Pa膜片式：04104 Pa，4.3.3波纹管式压力表，波纹管是一种薄壁管，其外围沿轴向有深槽波纹褶皱，可沿轴向伸缩。它在压缩状态下的线性输出范围比在拉伸状态下的大，所以经常在压缩状态下使用

5、。用途：用于测量流量和液位的显示仪器。4.3.4弹性压力表的误差来源，滞后误差：在相同压力下，同一弹性元件在前后行程中的变形不同；弹性后效误差：弹性元件的变形滞后于测量压力的变化；(动态响应误差)间隙误差：仪器各运动部件之间存在间隙，指示值不完全对应要达到0.1%的精确度是极其困难的。4.3.5改进弹性压力表的方法是使用“全弹性”和“恒弹性”材料：减少滞后误差和后效误差；例如合金Ni42CrTi、Ni36CrTiA和熔融应时；采用新的变换技术减少中间环节，如电阻应变技术和差动变压器技术；采用无干摩擦的弹性轴承或磁性轴承；改进制造过程。远程压力表、传感器、电路、通信、扩散硅(压阻)80年代、扩散

6、硅(压阻)90年代、谐振90年代、21世纪、A、电容70年代、A、A、A、A、A、电容80年代、A、D、80年代的发展史。21世纪是一个数字化时代。2005年，4.4电动远传压力表按测量原理分类为：电阻、电容、电感、振弦式、4.4.0远传弹簧管压力表、差动变压器压力表、4.4.0远传弹簧管压力表，当铁芯上升时，当铁芯下降时。差分结构使信号倍增增强。4.4.0远程弹簧管压力计、霍尔压力计、霍尔电位、KH:霍尔元件的灵敏度系数，与霍尔元件的物理性质和几何尺寸有关。4.4.0、远传弹簧管压力表、霍尔压力表、4.4.1电阻应变式压力变送器、4.4.1电阻应变式压力变送器、金属电阻丝半导体电阻、应变、压

7、力、电阻R、硅片上的扩散产生、压力传感器、压力变送器、(1)金属电阻丝应变片传感器、单线在均匀拉应力的作用下，导线电阻的相对变化为，对于圆导线来说，大致是，当拉伸时，L增大，D减小，它们之间的关系是，金属材料的泊松比33366半导体：0.35。(1)金属电阻丝应变计传感器，它定义了由每单位金属丝应变引起的电阻值的相对变化。越大越好！由拉应力引起的，材料的应变敏感系数，金属材料，影响很小，而且都是材料的泊松比。是菌株；其中K=1.73.6，康铜(镍45%，铜55%)的灵敏度系数约为1.92.1，铁70%，铬2%，铝1)的灵敏度系数约为2.42。直径0.050.15毫米。纸或胶：0.02-0.04

8、毫米，箔应变仪，光学蚀刻法，箔应变仪，0.0030.01，薄膜特性：耐高温，如铂和铬应变仪(蓝宝石衬底)，温度达到800。真空蒸发沉积溅射，0.1N100nm，薄膜应变仪，温度影响具有一定温度系数的金属材料的电阻；弹性元件(基底)和金属应变电阻的线膨胀系数不同；注：如果固体(非晶或多晶)的形状不随温度升高而改变，这意味着固体在所有方向上的膨胀定律是相同的。因此，它的体积膨胀可以用单向线性膨胀定律来表示。线性膨胀系数定义了室温下某一方向的长度增量L与同一方向的长度L0之比(严格为0)，即差分结构(两个应变计)桥(相邻桥臂)实现了温度补偿和1倍的输出电压灵敏度。电桥结构(4个应变计)和电桥(4个腿

9、)的温度补偿，电压灵敏度为2倍。温度补偿法，粘贴位置以防止被测介质的污染、氧化和腐蚀，并将其粘贴在弹性元件不与被测介质接触的一侧。方法：分析膜片上的应变分布！应变仪分布设计？张力，x 0.58 r，压力前无应变，压力前无应变，压力后无应变，弹性膜片和金属电阻丝应变片附着在悬臂梁的上下表面，并在悬臂梁的远端增加重物使其弯曲，上表面承受压力因此，上表面的电阻值变大，下表面的电阻值变小。例如，制作一个带有电阻应变仪的电子秤。应变仪的结构图是1个敏感栅格2个引线3个粘合剂4个覆盖5个衬底。例如，制作一个带有电阻应变仪的电子秤，将一个、两个或四个电阻应变仪和固定电阻做成一个电桥(所谓的单臂电桥、半桥电桥

10、或全桥电桥)，用电压表作为平衡测试。当没有增加重量时，调整电桥平衡，输出电压为零。随着负载的增加，电桥的不平衡增加，电压表的读数增加。线性关系，优点：线应变仪或箔应变仪因其稳定的性能和高精度而被广泛使用。缺点：灵敏度系数小(2.42.6)，粘贴工艺要求严格。金属电阻丝应变计传感器的特性，(2)半导体压阻传感器和4.4.1电阻应变计压力变送器，它们都是泊松比的材料。是菌株；半导体材料，(2)半导体压阻传感器，4.4.1电阻应变压力变送器，半导体材料，电阻率的相对变化，压阻系数；应变值；半导体材料的弹性模量；半导体材料的灵敏度系数e和k是各向异性的。4.4.1电阻应变压力变送器，(3)晶体取向和平面表示法及其压阻系数，晶体取向和平面表示法，4.4.1电阻应变压力变送器，(3)晶体取向和平面表示法及其压阻系数，压阻系数和纵向应力；横向应力；纵向压阻系数；横向压阻系数。4.4.1电阻应变压力变送器，(3)单晶硅的晶体取向和平面表示及其压阻系数，独立正应力和正应力，(3)单晶硅的晶体取向和平面表示及其压阻系数，独立剪应力和剪应力，(3)单晶硅的电阻应变压力变送器压阻系数，剪应力，正应力，压阻系数，正应力，剪应力，4.4.1电阻应变压力变送器， (3)单晶硅的晶体取向和平面表征及其压阻系数、压阻系数和剪应力不产生正向压阻效应，正