《压力力的测试》PPT课件

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1、§6—1概述流体、气体压力测试工作较频繁，流体、气体压力大部分是瞬态或冲击的压力。其延续时间在几分之一秒至万分之几秒，其变化频率约为几十赫至几千赫不等。最大压力可达数千兆帕。为此必须根据具体测试对象采用适当的方法。第六章压力(力)的测试压力（力）测试在选择测试方法尽量满足下列要求：1)测压测试系统的频响要适应被测参数的频率特性，使频率误差具有足够小的数值。2)由于被测压力值一般较高，所以测压传感器及其附件夹具等，应具有足够的强度，否则会引起传感器破坏。3)测压传感器的灵敏度要适中，若灵敏度太高，会影响整个测试设备的复杂程度和增加消除干扰的

2、困难。4)测压传感器的信号输出应该是线性的，这对一些测压传感器来说是可以满足要求的。但必须指出，在设计传感器夹具、外壳及夹持方式时，常因没有考虑这些问题而使线性破坏，从而使压力的标定和处理工作复杂化，同时还会引起误差的增加。压力可分为:静态压力和动态压力静态压力：不随时间变化或变化非常缓慢的压力。动态压力：随时间变化的压力（如脉动压力、爆炸冲击波压力等）。压力测量方法静态压力测量：一般采用压力表、压力变送器进行测量。压力的分类动态压力测量：塑性变形测压法：利用铜柱或铜球的塑性变形进行测量。弹性变形测压法：将敏感元件感受压力而产生的弹性变形

3、量转换为电量再进行测量。常用压力检测仪表液柱式压力计弹性压力计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0～100～10510-5～10-210～104波纹膜0～10-30～10310-2～10-110～102挠性膜0～10-50～10210-2～11～102波纹管式波纹管0～10-30～10310-2～10-110～102弹簧管式单圈弹簧管0～10-10～106－100～103多圈弹簧管0～10-20～105－10～102压力(力)的测试方法很多，但比较成熟的方法大致有以下几种：1)塑

4、性测压法；2)应变测压法；3)压电测压法；4)压阻测压法；5)电容测压法；6)电感测压法。上述测试方法，应用最普遍的是应变测压法、压电测压法、压阻测压法。§6—2应变式测压法应变测压法，是利用应变式压力传感器将压力信号转变成应变信号，再通过应变仅将其转换成电信号并放大输出给记录仪器记录。应变式测压法适合于在压力作用时间较长的条件下使用。应变式测压传感器以弹性变形为基础。被测压力作用在传感器的弹性元件上，使弹性元件产生变形，并用弹性应变的大小来表示压力的大小。由于去载时弹性变形是可以恢复的，所以它不仅能测试压力的上升段，也可测其下降段，从而

5、反映压力变化的全过程。弹性测压法是基于虎克定律，即应变式测压传感器，按其结构可分为：膜片式薄壁圆筒活塞式（柱形圆筒）被测压力应变式压力传感器压力标定机电阻应变仪测量记录仪器应变式压力测量系统组成1)测压弹性元件是膜片式的，受压后膜片变形，使膜片上的应变片阻值发生与压力成正比的变化。——设计的三个假设当流体的压力作用在薄板上，薄板就会产生形变(应变)，贴在另一侧的应变片随之形变(应变)，通过桥式等测量电路，可以测出与应变相对应的输出电压，从而得到压力的大小。这种传感器的最大固有频率可达30kHz的范围内。薄圆板受均匀压力后的应变分布薄圆板受

6、均匀压力后的应变方向应变分析对于半径为r0沿圆周固定的模片，片内任意半径r处在压强P的作用下的应变(膜厚为h)为:切向应变(与半径垂直)只有拉伸径向应变(指向圆心)可拉可压(可正可负)薄圆板受均匀压力后的应变分布特点正应变最大径向负应变最大径向应变片贴片必须避开贴片位置在εt=－εr的两个半径处分别粘贴２个于检测径向应变和切向应变的应变片，构成全差动电桥。R1R2R3R4等半径贴片R1R2R3R4不等半径贴片同等条件应变较大。亦可选择εr1=－εr21－温度补偿电阻；2－接线板；3－组合应变片平膜式压力传感器4－膜片；5－连接管2)测压弹

7、性元件是一弹性薄壁圆筒，受压后膨胀，则贴在弹性筒上的应变片的阻值产生与压力值成正比的变化。空腔式应变测压传感器的固有频率要受填充在应变筒空腔中的油柱的限制。这种传感器的固有频率在5至7kHz在的范围内。DD0P筒式压力传感器零应变用于温度补偿环向应变εp3)测压弹性元件是柱形圆筒，受轴向压力后，产生轴向变形。活塞式应变测压传感器主要是通过活塞杆，而不是通过油脂传递压力的，所以它的固有频率比较高，一般可达10、15kHz。活塞的质量愈轻，活塞杆的刚度愈大，则固有频率愈高。工作应变片（一片或两片）沿轴向贴在应变管的中部。温度补偿片可沿应变管周

8、向粘贴。电桥连接方式6—3压电式测压法压电式测压法适合于压力作用时间短的情况下使用，除了用其测试火药气体压力以外，也可用来测试液体和气体的压力。压电效应：有一些电介质的晶体，当它们受到机械力的