测试技术压力测量

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1、第三章第三章学习要求:第三章掌握流体稳态压力测量的基本原理、稳态压力传感器的形式及构成，测量压力的测量误差产生的原因及解决方法；动态压力测量传感器的原理、基本结构；压力计及压力测量系统的标定；真空测量技术。1/652/65第三章第三章3－1.压力的基本概念2、流动流体内的压力一、压力的定义单位体积流体，在不可压、1、法向压力忽略粘性的条件下，有p=lim(dF/dA)dA→012gρh+p+ρc=consts2流体中某点压力与在该点所取的面的方向无关，即某点各方向上的压力相等。ps12h++c=constgρ2g3/654/65第三章第三章3－2.流体

2、静定压力的测量二、压力分类一、稳态流体压力测量的基本原理1.按测量的不同基准分：1、基本公式12p=p+ρc=const0s绝对压力、表压力、差压力2式中p0流体测点的全压力2.按压力特性分：ps流体的静压力(静压)静定压力、变动压力、脉动压力12ρc流体的动压力(动压)25/656/651第三章第三章2、压力系数Kp在进行压力分布分析时，为了消除流体速度对压力分布的影响，常采用引入压力系数p−pK=∞p2ρc∞2此式为压力的无量纲参数。7/658/65第三章第三章9/6510/65第三章第三章2.流体中的某点的静压12p=p+ρc=const0s21

3、2p=p+ρc=const0s2二.流体静压的测量及静压探针L≥3d1.流道壁面的静压L直接在管道壁上开孔用压力仪表测量。孔径大小视管径大小而定。11/6512/652第三章第三章三.驻点压力(全压)的测量及全压探针12p=p+ρc=const0s2M点流体速度C=0则：p0=ps=pM13/6514/65第三章第三章几种全压探针的结构及性能比较15/6516/65第三章第三章17/6518/653第三章第三章19/6520/65第三章第三章四.压力探针测量误差的原因分析4、Re对测量值的影响：1、探针对流场的扰动：探针表面压力分布与雷诺数有关，当Re

4、>30对测点附近流场的扰动，粘性力影响只在很薄的边界层内，主流影响2、测孔对测量值的影响：不大，可忽略Re的影响；当Re<30，则要考虑孔径太小，易堵塞、粘性大的流体测量灵对公式的修正。一般Re>30。敏性较低；孔径太大，流速对测压值带来误差5、速度梯度对测量值的影响：3、Ma数对测量值的影响：在探针前缘驻点区域及支杆前缘的区域，当Ma≥1，在探针上会产生局部冲波，冲会产生一速度梯度，该速度梯度对测孔压力有波是非等熵的，改变了测点局部的流体压力，，给压力测量带来误差。在亚音速流体中，测一定的影响。因此，对测孔和支杆的位置有具量值与Ma数无关。体的要求。

5、21/6522/65第三章第三章3－3.流体静定压力指示式仪表二、弹性式压力计一、液柱式压力计利用材料在弹性范围内变形与外力应用流体静力学知识，通过液柱高为线性关系的原理，制成不同形式及满与压力的关系设计而成，基本原理比较足不同要求的压力计。简单。（自学：p.64-66）问题：与直管式1、弹簧管式压力表比较，斜管式微压计的优点是什么？23/6524/654第三章第三章标准压力表25/6526/65第三章第三章弹簧管式压力表的型号表示方法及精度标准压力表:(YB型)标准真空表:(ZB型)普通压力表:(Y型)普通真空表:(Z型)压力真空表:(YZ型)标准的

6、精度:0.16-0.5级；普通的精度:10.-2.5级。选取什么样的精度表，行业有试验规范规定。27/6528/65第三章第三章3－4流体变动压力测量一.应变式压力传感器1、基本思路：•通过压力传感器将变动的压力信号电阻材料与受转换为电信号进行测量.压力作用力材料同时变电阻阻值变化形•常用的压力传感器有：应变式、压电桥失衡输出电压变化电式、压阻式、电感式和电容式等比较得压力值型式关键在于:材料变形与压力的关系29/6530/655第三章第三章2、基本原理：3、应变片类型•应变片ΔRΔL∝RLΔR=KεRK—应变片的灵敏系数应用电桥电路,将微小的电阻变化

7、转换为电压或电流的变化,通过放大进行测量,由测得的应变推算出应力值.31/6532/65第三章第三章5、应变测量中的电桥电路4、应变片的选用•将应变片作为R1接在•静态测量时,选用标准电阻应变片电路中,调整其他电阻•动态测量时,选用电阻值较大的应阻值,使电桥平衡.变片•当应变片阻值变化时,•材质不均匀或测量时间较长时,选电桥失衡，输出E用较大基长的应变片RR−RR2413E=u•测量时,必须选用同一批次生产的(R+R)(R+R)2314应变片uRR⎛ΔRΔR⎞uRR⎛ΔRΔR⎞ΔE=12⎜1−2⎟+34⎜3−4⎟2⎜⎟2⎜⎟(R+R)RR(R+R)RR

8、12⎝12⎠34⎝34⎠33/6534/65第三章第三章uRR⎛ΔRΔR⎞uRR⎛ΔRΔR⎞K