热工量电测法.pptx
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1、10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的概念、单位和测量方法压力的概念、单位和测量方法 一、压力的概念和术语一、压力的概念和术语压力流体介质作用于单位面积的力压力术语间的关系图10-1-1图图10-1-1 10-1-1 压力术语间的关系压力术语间的关系第1页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的概念、单位和测量方法压力的概念、单位和测量方法二、压力单位二、压力单位 第2页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的概念、单位和测量方法压力的概念、单位和测量方法三、压力测量方法三、压力测量方法1、压力平衡法
2、砝码压力平衡式活塞式压力计液体压力平衡式液柱式压力计2、弹性变形法弹性式压力(应用最普遍)3、电测法直接法,如压电式压力传感器压阻式、压力传感器。间接法-以压力敏感型弹性元件作为敏感器配接传感器,第3页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力敏感器压力敏感器 压力敏感器是能够将压力转换为应变和位移的弹性敏感元件 压力位移 压力应变 第4页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力敏感器压力敏感器 一、弹簧管一、弹簧管 图10-1-2 弯曲成C形的空心扁管,一端与接头相连,另一端(自由端)密封 第5页/共84页图图10-1-210-1
3、-2C C型弹簧管型弹簧管 10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第6页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力敏感器压力敏感器 二、波纹管二、波纹管 图10-1-3 带同心环状波形皱纹的薄壁圆管,一端开口,另一端封闭第7页/共84页图图10-1-310-1-3波纹管波纹管 10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第8页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力敏感器压力敏感器 三、膜片三、膜片 用金属或非金属制成的圆形薄片。平膜片断面是平的 图10-1-4(a)波纹膜片断面呈波纹状 图10-1-4
4、(b)第9页/共84页图图10-1-4 10-1-4 膜片和膜盒膜片和膜盒 10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第10页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力敏感器压力敏感器 四、膜盒:四、膜盒:两个膜片边缘对焊起来,构成膜盒(图10-1-4c)。几个膜盒连接起来,组成膜合组(图10-1-4d)第11页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力敏感器压力敏感器 五、薄臂圆筒五、薄臂圆筒 图10-1-5 壁厚一般都小于圆筒直径的1/20,圆筒的一端开口,一端不通,筒壁在圆周方向和轴向上的应变均与压力P成正比。第1
5、2页/共84页图图10-1-5 10-1-5 薄壁圆筒薄壁圆筒 10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第13页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法一、应变式压力传感器一、应变式压力传感器共同点:将应变片粘贴到压力敏感型弹性元件上,由弹性元件或弹性元件组合将压力转换为应变,再由应变电桥将应变转换为电压输出。1、膜片式压力传感器 图10-1-62、筒式压力传感器 图10-1-73、组合式压力传感器 图10-1-8第14页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法一、应变式压力
6、传感器一、应变式压力传感器共同点:将应变片粘贴到压力敏感型弹性元件上,由弹性元件或弹性元件组合将压力转换为应变,再由应变电桥将应变转换为电压输出。1、膜片式压力传感器 图10-1-6图图10-1-6 10-1-6 膜片式压力传感器膜片式压力传感器第15页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法一、应变式压力传感器一、应变式压力传感器共同点:将应变片粘贴到压力敏感型弹性元件上,由弹性元件或弹性元件组合将压力转换为应变,再由应变电桥将应变转换为电压输出。2、筒式压力传感器 图10-1-7图图10-1-7 10-1-7 筒式压力传感器筒式压力传感器
7、第16页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法一、应变式压力传感器一、应变式压力传感器共同点:将应变片粘贴到压力敏感型弹性元件上,由弹性元件或弹性元件组合将压力转换为应变,再由应变电桥将应变转换为电压输出。3、组合式压力传感器 图10-1-8第17页/共84页图图10-1-8 10-1-8 组合式压力传感器组合式压力传感器 10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第18页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法二、位移式压力传感器二、位移式压力传感器 共同点:将位移传感器的
8、可动部分与压力敏感型弹性元件的自由端连在一起,将压力转换为位移,再由位移传感器将位移转换为电量,1、电容式压力传感器 图10-1-9 2、电感式压力传感器 图10-1-103、电位器式压力传感器 图10-1-11 4、霍尔式压力传感器 图10-1-125、光电式压力传感器 图10-1-13 第19页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法二、位移式压力传感器二、位移式压力传感器 共同点:将位移传感器的可动部分与压力敏感型弹性元件的自由端连在一起,将压力转换为位移,再由位移传感器将位移转换为电量,1、电容式压力传感器 图10-1-9 第20页/
9、共84页图图10-1-910-1-9电容式压力传感器电容式压力传感器10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第21页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法二、位移式压力传感器二、位移式压力传感器 共同点:将位移传感器的可动部分与压力敏感型弹性元件的自由端连在一起,将压力转换为位移,再由位移传感器将位移转换为电量,2、电感式压力传感器 图10-1-10第22页/共84页图图10-1-10 10-1-10 电感式压力传感器电感式压力传感器 10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第23页/共84页10.1 10.
10、1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法二、位移式压力传感器二、位移式压力传感器 共同点:将位移传感器的可动部分与压力敏感型弹性元件的自由端连在一起,将压力转换为位移,再由位移传感器将位移转换为电量,3、电位器式压力传感器 图10-1-11 图图10-1-11 10-1-11 电位器式压力传感器电位器式压力传感器 第24页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法二、位移式压力传感器二、位移式压力传感器 共同点:将位移传感器的可动部分与压力敏感型弹性元件的自由端连在一起,将压力转换为位移,再由位移传感器将位移转换为电量
11、,4、霍尔式压力传感器 图10-1-12第25页/共84页图图10-1-12 10-1-12 霍尔式微压和压力传感器结构原理图霍尔式微压和压力传感器结构原理图10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第26页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法二、位移式压力传感器二、位移式压力传感器 共同点:将位移传感器的可动部分与压力敏感型弹性元件的自由端连在一起,将压力转换为位移,再由位移传感器将位移转换为电量,5、光电式压力传感器 图10-1-13 第27页/共84页图图10-1-13 10-1-13 光电测压原理图光电测压原理图 1
12、0.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第28页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法三、谐振式压力传感器三、谐振式压力传感器振弦式振弦式 图10-1-14振弦式压力传感器 图10-1-14振膜式压力传感器 图6-3-9振筒式压力传感器 图6-3-6第29页/共84页图图10-1-14 10-1-14 振弦式压力计的原理振弦式压力计的原理11支承支承(夹紧件夹紧件);2);2振弦振弦;3;3膜片膜片;4;4电磁铁电磁铁;5;5拾振线圈拾振线圈10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第30页/共84页10.1 1
13、0.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法四、压阻式压力传感器四、压阻式压力传感器图101-15 硅膜片上做四个相等的电阻,经蒸镀铝电极及连线,接成惠斯登电桥。第31页/共84页 图图10-1-15 10-1-15 压阻式压力传感器结构压阻式压力传感器结构1 1低压腔;低压腔;2 2高压腔高压腔 ;3 3硅杯硅杯 ;4 4引线引线 ;5 5硅膜片硅膜片10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法第32页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 压力的电测法压力的电测法五、压电式压力传感器五、压电式压力传感器图101-16 薄壁筒
14、底承受外部压力为 压电晶片组所受力F1与外部压力F之比为图图10-1-16 10-1-16 压电式压力传感器压电式压力传感器 第33页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 差压电测法差压电测法一、差压敏感器一、差压敏感器把差压传换为应变或位移把差压传换为应变或位移测量膜片应变或中心点位移与测量膜片两侧压力差成正比 第34页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 差压电测法差压电测法二、电容式(位移式)差压传感器二、电容式(位移式)差压传感器 图10-1-17公共动极板将两侧压力差转换成位移,使两电容差动变化与压差成正比。1、两室结构 图
15、10-1-17(a)2、一室结构 图10-1-17(b)第35页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 差压电测法差压电测法图 10117 电容式差压传感器的两种结构图(a)1.2测量膜片(或隔离膜片);3感压膜片;4.5差动电容;6绝缘体。图(b)1.2测量膜片;3可动平板电极;4中心轴;5片簧;6绝缘体;7.8-固定电极;9节流孔。第36页/共84页10.1 10.1 压力和差压的电测法压力和差压的电测法 差压电测法差压电测法三、应变式差压传感器三、应变式差压传感器 测量膜片应变与两侧压力差成正测量膜片应变与两侧压力差成正比比1、应变式应变片粘贴在膜片上 图10
16、-1-62、硅压阻式在硅膜片上制作应变电阻 图10-1-15 3、金属薄膜式薄膜应变电阻直接制作在金属膜片上 第37页/共84页10.210.2温度电测法温度电测法 温度的概念、单位和测量方法温度的概念、单位和测量方法 一、温度的概念一、温度的概念温度是表征物体冷热程度的一种物理量,是物体内部分子无规则运动剧烈程度的标志。第38页/共84页10.210.2温度电测法温度电测法 温度的概念、单位和测量方法温度的概念、单位和测量方法 二、温度的单位二、温度的单位摄氏温度t和华氏温度F的换算公式为:国际开尔文温度T(K)和国际摄氏温度t(),二者的换算公式为第39页/共84页10.210.2温度电测
17、法温度电测法 温度的概念、单位和测量方法温度的概念、单位和测量方法 三、温度测量方法三、温度测量方法接触式温度传感器与被测物体发生接触非接触式温度传感器与被测物体不发生接触 第40页/共84页10.210.2温度电测法温度电测法 接触式测温法接触式测温法一、将温度转换为非电量一、将温度转换为非电量温度敏感器温度敏感器1、热膨胀式将温度转换成位移 液体膨胀式 酒精温度计、水银温度计固体膨胀式热敏双金属元件 图1021 自由端的弯曲挠度 图10-2-1 热敏双金属元件第41页/共84页10.210.2温度电测法温度电测法 接触式测温法接触式测温法一、将温度转换为非电量一、将温度转换为非电量温度敏感
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