现代检测技术-李英顺-电子教案-第12章课件

1、、第12章压力力的测量、12.1概况、12.2液柱压强计、12.3弹性压强计、12.4振筒压力传感器、12.1概况、压力是工业生产过程中重要的工艺残奥表之一，正确测量控制压力是保证工艺生产过程良好运行、实现高产优质低消耗和安全生产的重要概述、12.1、压力是垂直且均匀地作用于单位面积的力，也就是物理学中众所周知的压力。 其大小由受力面积和垂直力两个因素决定，在数学公式中，表示为压力的垂直力、12.1.1压力的定义、受力面积。 在式中，12.1的概要、国际单位制中，压力单位被简称为“爸爸”。 其物理意义是1牛顿的力与1平方米的面积垂直作用产生的压力。 pa的单位太小，在工程中经常使用，所以表示为

2、和。 其他过去工程中常用的单位如下：这是过去工程中最常采用的压力单位。 即，上面产生的压力。 12.1.2压力的测量单位，称为帕斯卡，符号是工序大气压强(，12.1概要，毫米汞柱()，毫米水柱():面积上由水柱或水银柱的质量产生的压力。 标准空气压：也被称为无力大气压强，根据时间和场所有很大变化。 我国现在统一采用国际统一机构“Pa”。 绝对压力：被测定介质作用于物体表面的所有压力称为绝对压力，用符号Pi表示。12.1概要、大气压强：地球表面的空气质量造成的压力称为大气压强。 根据地理纬度、标高、气象条件而变化，用符号Po表示。 男同性恋压力：绝对压力和当地大气压强的差称为男同性恋压力，用符号

3、Pg表示。 通常，压力量测仪器总是在大气中，其测量的压力值都是男同性恋二压，在这种情况下，绝对压力大于大气压强力。 真空度(负压):绝对压力小于大气压强时，男同性恋二压为负值(负压)，其绝对值称为真空度，用符号表示。 概述、12.1以及工程按压力的时间变化关系有静态压力(时间变化和变化缓慢的压力)和动态压力(时间快速变化的压力)的区别。 图12-1的各压力之间的关系，根据、12.1的概要、不同的工作原理，压力的检测方法分为几种。 所谓的引力平衡方法，是利用产生一定高度的工作液体的重力和重物的重量与被压力平衡的原理，将被压力变换为液体柱的高度和重物的重量进行测量。 例液柱压强计和活塞式压强计。

4、弹力平衡方法利用弹性元件受到压力而弹性变形产生的弹力与被测量压力平衡的原理，将压力转换为位移，通过测量弹性元件的位移变形的大小来测量被测量压力。 能够测量压力、负压、绝对压力和压差，应用最广泛。 12.1.3压力力的测量的基本方法是，12.1概述，机械功率平衡方法是通过变换元件将被测量压力变换为集中力，与外力平衡，通过测量平衡时的外力来测量被测量压力的方法。 力平衡式仪表可以达到高精度，但结构复杂。 物性测量方法利用传感器在压力的作用下，某物理特性根据与压力的关系而变化的原理，将被测量压力直接转换为各种电量进行测量。 例如应变式、压电式、静电电容式的压力传感器等。12.2液柱压强计，液柱压强计

5、是最简单的压力力的测量手段，用液柱测量压力的方法是基于流体静力学原理。 根据液体柱的高度决定测量的压力值。 液体柱中使用的液体种类很多，可以采用单纯的物质，也可以使用液体混合物，但是使用的液体在与被测定物质接触的地方必须具有清晰的稳定界面。 即，使用的液体不能与被测定介质发生化学反应或形成均匀的混合物。 在云同步，液体不能在环境温度的变化范围内气化凝固。常用的工作液体有汞、水、酒精、甲苯、甘油、硅油等。 由于、液柱压强计最后测定的是液面的相对垂直位移，所以上限为1.5m左右，下限为0.05m左右，否则很难观察，一般的液柱压强计的应用范围可达到约1m水银柱的高压。 液柱压强计在u字玻璃管内装入一

6、定高度的液体，一端与系统连接，另一端与大气连接，一般使用填充了水和水银等液体的玻璃u字管、单管和斜管进行压力力的测量。 12.2液柱压强计，a)U字管压强计b )单管压强计c )倾斜管压强计图2-2液柱压强计，12.2液柱压强计，图12-2(a )所示的u字管是测量压力和差压的仪器。 在u字管的两端产生不同的压力着劲儿，在u字管两侧的管内产生一定的液柱差，液柱差的大小与被检压力有关，因此，测定液柱差就能知道被检压力或差压的数值。 根据流体静力平衡原理，右被压力、左被压力、式中、u字管内的工作液体的密度重力加速度。12.2.1U型管压强计、u型管内孔截面积、12.2液柱压强计根据上式求出两压力的

7、差，或者如果知道一个压力(例如，由于压力可知u型管内的液柱差h与被压力差或压力成比例，所以被压力差或压力与工作液柱高度h 、12.2液柱压强计、单管压强计如图12-2(b )所示，相当于将u字管的一端更换为大径的容器，负载原理依然与u字管相同。 在大容器侧流过被检压力，在管侧流过大气压强时，满足以下关系：式中，两个液面的高度之差玻璃管内的液面上升的高度，大容器内的液面下降的高度，玻璃管的直径； 大容器的直径。 12.2.2单管压强计、12.2液柱压强计可以忽略，所以上式可以写，在这种情况下，在工作液的密度一定的情况下，管内的工作液柱上升的高度可以表示被测定压力的大小。12.2液柱压强计、倾斜式

8、压强计为了测量微小的压力和负压，使与大容器连通的玻璃管为倾斜式，在压力微小变化时，可提高读取值的精度。 如果在大容器中流过被检压力，则与液柱的关系代入、12.2.3倾斜式压强计、使大气压强通过斜管、12.2液柱压强计、式中、斜面与水平面的角度。 可以用角、水平仪测量水平位置。 由于醇的密度较低，经常用作斜管压强计的工作液，提高微压强计的灵敏度。 在倾斜式压强计需要测量不同的压力范围时，可以采用倾斜管倾斜角度可变的微压强计，使管内的液柱高度倾斜，以实现精确测量，由于、12.2液柱压强计，倾斜式压强计比单管压强计敏感，可提高测量精度。 倾斜式压强计的负荷传感器一般精度为0.51级，可作为检查男同性

9、恋二压、负压、差压和低压的基准表使用。 其特征是，刻度比例的下端有零刻度，使用前放置水平，调整零。12.2液柱压强计、液柱压强计结构简单，使用方便，测量精度高，但耐压程度差，易碎，测量范围小，指示值与工作液的密度有关，使用过程中应注意以下几点：1)被测压力超过仪表测量范围时要不得。 2 )被测介质不能与工作液混合，也不能发生化学反应。 受检介质与水和水银混合或发生反应时，采取更换其他工作液或加入隔离液的方法。 常用的隔离液如表12-1所示：12.2.4液柱压强计的使用注意事项、12.2液柱压强计、表12-1某介质的隔离液、12.2液柱压强计、3 )液柱压强计的设置位置要避开有过热、过蒸发制冷、

10、振动的场所。 过热导致工作液容易蒸发、过冷容易冻结、振动过大导致玻璃管破裂，无法正常计数。4 )由于液体的弯液面现象，在读取压力值时，视线位于液柱，观察水时位于凹面，观察水银时位于凸面。 5 )水平放置的仪器在测量之前必须将仪器弄平，校正零点。 工作液面不在零线上时，调整零男同性恋，或移动可变标尺，或注入工作液，使零对变成6 )使工作液变成水时，在水中加入红色的墨水或其他颜色，可容易观察读取值。 7 )在使用中保持测量管和刻度尺清晰，定期更换工作液。 仔细检查仪表和连接管。 当加载到弹性元件中的力作用于图12-3中的液柱压强计、图12-3中的弯液面现象、12.3弹性压强计时，弹性元件会产生相应

11、的弹性变形(即机械位移)。 根据变形量的大小，可以测量被测量压力的数值。 弹性压强计主要由四个部分组成。 弹性元件是核心部分，其作用是感受压力并引起弹性变形、根据测量要求选择和设计弹性元件采取何种形式的常用弹性元件，例如图12-4所示的单簧管、伸缩软管、薄膜等。 指示机构(如指针和刻度尺)具有转换放大机构，该机构用于在弹性元件和指示器之间转换和放大弹性元件的变形，用于提供压力显示值的调整机构用于调整零点和范围。12.3弹性压强计、图12-4弹性元件的结构、12.3弹性压强计、12.3弹性压强计、图12-4弹性元件的结构、12.3弹性压强计、弹性元件所常用的材料是铜合金、弹性合金、不锈钢等，分别

12、应用于不同的负载范围和被测量介质。 近年来，半导体材料也得到了广泛的应用。 弹簧管式压强计是工业生产中应用最广泛的测力计，以单圈单簧管结构应用最多。 单簧管压强计结构简单，使用方便，价格低廉，加载范围广，应用十分广泛。精度最高、范围最广、12.3弹性压强计、1单簧管2拉杆3扇形齿轮4中心齿轮5指针6面板7游丝8调整螺丝9接头、图12-5单簧管压强计、12.3弹性压强计、弹性压强计可现场指示，但通常需要向调度室传信号。 将转换零配件添加到传统弹性压强计的结构中来实现信号的远距离传送是普遍的。 通常弹性压强计的信号采用将弹性元件的变形部和位移部转换为电信号来输出的电远端传输方式。 常见的转换方式有电位计式、霍尔器件式、电感量式、差动电压互感器式等，图12-6显示了两种电远传弹性压强计的结构原理。 (12.3弹性压强计，a )电位计式b )霍尔器件式图12-6弹性压强计的