《弹簧管压力表检定》PPT课件

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1、压力计量检定员考核培训班讲义（弹簧管压力表检定部分）第一节弹性元件及特性前面已介绍了几种常用的测压仪器中，如活塞压力计，液体压力计。现在向大家介绍另一种压力仪表—弹簧式压力表。弹簧式压力仪表的制造原理是：根据胡克定律，利用弹性元件在弹性范围内的变形与所受外界压力成正比的原理制成的测压仪器。下面介绍一下弹性元件的有关特性和力学性能。一、弹性元件在工业自动化装置中，通常把利用材料的弹性特性完成各种功能的元件称为弹性元件。弹性元件所能完成的功能有如下几个方面：1.对被测物理量进行变换如把一些难以直接测量的压力、流量、温度等物理量转

2、换成便于测量的长度、角度、或把流量、温度、电流、电压方便的转换成力、压力和力矩来测量。2.介质隔离如在强腐蚀性或粘滞介质中使用的仪表，为防止这些介质进入测量元件的内部，可采用弹性元件进行隔离。（膜片）3.温度补偿有些仪表要求对工作环境变化造成的误差进行补偿，弹性元件能在一定范围内完成这一功能。如热敏双金属用温度变化产生变形，可改变传动机构的某个参数，从而补偿仪表的温度变化。4.贮能计时仪表和钟表中的发条就是弹性元件，发条就是典型的弹性元件。很明显，弹性元件是一种十分重要的功能元件，其质量的优劣直接影响仪表的精度和可靠性。我国

3、情况：1.建立弹性元件的专门机构，从事理论和生产技术的研究。2.做到标准化、系列化和通用化。3.规格品种齐全，质量不断提高。二、种类用于工业仪表中的弹性元件，按结构特征可分成：①片簧②张丝③吊丝⑤盘簧⑥螺旋弹簧⑦热敏双金属⑧压力弹簧管⑨膜片、膜盒⑩波纹管⑾振动弦，振动筒而压力测量仪表中常用的是弹簧管（单圈、多圈）、膜片、膜盒和波纹管等。三、基本特性弹性元件虽然种类繁多，设计结构也各不相同，但它们却有共同的基本特性，主要包括以下一些特性：1.弹性特性—作用于弹性元件上的载荷与弹性元件产生的位移之间的关系称为弹性元件的弹性特性。

4、载荷可能是压力、力或力矩。位移可能是线位移或角位移。比如膜盒（片）、波纹管的弹性特性是指压力与线位移的关系。而单圈弹簧管（多圈）弹性特性是指压力、力矩与线位移或角位移的关系。弹性特性可用数学式表示：W=ƒ(þ.P)Φ=ƒ(þ.P.M)式中W—弹性元件的线位移。þ—作用在弹性元件上的集中力。P—作用在弹性元件上的压力。M—作用在弹性元件上的力矩。Φ—弹性元件的角位移。弹性特性也可以用曲线图表示W(Φ)线（角）位移弹性特性曲线图123集中力þ（P，M）弹性特性可以是线性的如（图中1）弹性特性可以是非线性的如（图中2、3）其中：2

5、为递减特性3为递增特性用于测量的弹性元件，不论其特性属于那一种，都要求能准确地实现其弹性特性，并希望在使用过程中保持弹性特性不变，否则将影响仪表的精度和稳定性。2.灵敏度—弹性元件在单位载荷（压力、力或力矩）作用下，所产生的位移量叫做弹性元件的灵敏度，一般用“S”来表示。当弹性特性为线性时，其灵敏度为：Sp=当弹性元件为非线性时，其灵敏度为Sp=3刚度－使弹性元件产生单位位移（转角）所需要的作用压力（或力矩、力）叫做弹性元件的刚度。一般用K来表示线性kp=或kM=kp=非线性kp=或kM=kp=Ø—弧度M—力矩4弹性后效—当

6、载荷停止变动或完全卸载后，弹性元件不能立刻完成相应的位移，而是需要经过一段时间才逐渐完成的现象称弹性后效。由图所示，当作用到弹性元件S上的压力由零增加到S1，然后在压力P1保持不变的情况下，位移继续增大到S2。反之，当压力降到零时，位移从S2减小到S3,然后才逐渐降到零。因此弹性后效PS1S2S30P1表现为弹性元件承受压力后，位移发生了时间的迟后性。5弹性滞后—弹性元件在加载与卸载过程中，弹性特性曲线不相重合的现象称为弹性滞后。从图中可以看出，在同一压力P1下S加载与卸载时的位移不一至分别为S1和S2。用加载和卸载时位移的

7、最大差值和弹性元件的最Smax大位移的百分比值表示弹性S2滞后的大小S1实际上，弹性后效和弹性滞后是P1PmaxP同时发生的，表现为两者的叠加，一般不单独考虑。弹性后效和弹性滞后叠加后统称为迟滞误差。可见由于弹性元件弹性后效和弹性滞后的存在，是使仪表指示误差的根本原因，因此制造仪表时，应合理选择弹性元件，力求减小弹性后效和弹性滞后。6温度影响—是弹性元件的工作温度发生变化时，其几何尺寸与材料的弹性模量也会发生变化，从而产生温度误差。弹性模量随温度的变化关系可近似表示为：Et=Eo（1+reΔt）式中Et—当温度为t时，材料的

8、弹性模量。Eo—当温度为to（20°c）时，材料的弹性模量。re—弹性模量的温度系数。Δt—温度变化量（Δt=t–to）通常在材料的选择方面，要用弹性模量re为负数的材料，所以当周围环境温度下降时弹性模量增加，位移减小，反之则大。常用材料的弹性模量温度系数表材料规格re磷青铜QSn6.5—