检测技术 第3版 教学课件 作者 施文康 余晓芬 主编 第八章.ppt

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1、第八章　力、力矩和压力的测量第八章　力、力矩和压力的测量第一节　概　　述第二节　力的测量第三节　力矩的测量第四节　压力的测量第一节　概　　述1.力的概念　力是物质之间的相互作用。2.力矩的概念　力矩是力和力臂的乘积。3.压力的概念　由静止的流体垂直作用在给定单位面积A上的力F称为该给定处的压力。1.力的概念力是物质之间的相互作用。力可以改变物体的机械运动状态或改变物体所具有的动量使物体产生加速度，这是力的“动力效应”。力还可以使物体产生变形，在材料中产生应力，这是力的“静力效应”。力值的计量单位是从力的动力效应引出的，在我国法定计量单位制中，力值的计量单位是“牛顿”，用

2、N表示。2.力矩的概念　力矩是力和力臂的乘积。图8-1　大气压力、表压力与绝对压力的关系3.压力的概念　由静止的流体垂直作用在给定单位面积A上的力F称为该给定处的压力。(1)大气压力　围绕地球的大气层对地球表面单位面积上所产生的压力，即大气自重所产生的压力，亦称气压。(2)表压力　以环境大气压作参考压力的差压。(3)绝对压力　相对绝对真空所测得的压力，它是表压力和大气压力之和。(4)正压力　绝对压力高于大气压的表压力，通常称为压力。(5)负压力　绝对压力低于大气压力时，大气压力与绝对压力之差。(6)真空度　低于大气压力的绝对压力。(1)大气压力围绕地球的大气层对地球表面

3、单位面积上所产生的压力，即大气自重所产生的压力，亦称气压。(2)表压力以环境大气压作参考压力的差压。两个相关压力之差称为差压。(3)绝对压力相对绝对真空所测得的压力，它是表压力和大气压力之和。(4)正压力绝对压力高于大气压的表压力，通常称为压力。(5)负压力绝对压力低于大气压力时，大气压力与绝对压力之差。(6)真空度低于大气压力的绝对压力。第二节　力的测量一、力的测量方法二、力的测量装置三、力值的检定与定度四、质量、重量及其测量装置一、力的测量方法1.利用动力效应测力　力的动力效应使物体产生加速度，测定了物体的质量及所获得的加速度大小就测定了力值。2.利用静力效应测力　

4、力的静力效应使物体产生变形，通过测定物体的变形量或用与内部应力相对应参量的物理效应来确定力值。1.利用动力效应测力力的动力效应使物体产生加速度，测定了物体的质量及所获得的加速度大小就测定了力值。在重力场中地球的引力使物体产生重力加速度，因而可以用已知质量的物体在重力场某处的重力来体现力值。例如，基准测力机等。2.利用静力效应测力力的静力效应使物体产生变形，通过测定物体的变形量或用与内部应力相对应参量的物理效应来确定力值。例如，用差动变压器、激光干涉等方法来测定弹性体变形达到测力的目的；或利用与力有关的物理效应，如压电效应、压磁效应等。二、力的测量装置(一)电阻应变式测力

5、仪(二)压磁式测力仪(三)压电式测力仪(四)其他测力法(一)电阻应变式测力仪1.电阻应变式测力仪的工作原理2.典型弹性体的结构型式及设计计算　典型的柱式弹性体直接承受拉伸力或压缩力，因此又称为直接应力式弹性体。3.应变式测力仪电路　应变式传感器一般都采用电桥电路。4.应变式动态测力系统　由动力学可知安装在刚性基座上的应变式测力系统可以看作一个由质量m、弹簧刚度k和阻抗系数c组成的单质点振动系统。1.电阻应变式测力仪的工作原理图8-2　电阻应变式测力仪原理框图2.典型弹性体的结构型式及设计计算　典型的柱式弹性体直接承受拉伸力或压缩力，因此又称为直接应力式弹性体。图8-3　

6、柱式弹性体的作用原理2.典型弹性体的结构型式及设计计算　典型的柱式弹性体直接承受拉伸力或压缩力，因此又称为直接应力式弹性体。图8-4　几种典型柱式弹性体的结构型式1—弹性体　2—应变片　3—弹性膜片　4—壳体　5—垫块　6—空心球2.典型弹性体的结构型式及设计计算　典型的柱式弹性体直接承受拉伸力或压缩力，因此又称为直接应力式弹性体。图8-5　几种工程用典型柱式弹性体的结构示意图2.典型弹性体的结构型式及设计计算　典型的柱式弹性体直接承受拉伸力或压缩力，因此又称为直接应力式弹性体。表8-1　典型弹性元件的布片方式与电桥计算公式2.典型弹性体的结构型式及设计计算　典型的柱式

7、弹性体直接承受拉伸力或压缩力，因此又称为直接应力式弹性体。表8-1　典型弹性元件的布片方式与电桥计算公式3.应变式测力仪电路应变式传感器一般都采用电桥电路。电桥电路的输出信号小，精度要求高，因而测量电路要求具有高的增益、高的输入阻抗和小的失调参量。应变式测力仪的电桥电路有载波调制型和直流电路型两种电路。目前此类电路多采用集成化的信号放大器。传感器测量电路的集成模块称作信号调理器，这种集成块一般包括缓冲、放大、滤波，甚至还包含电压一频率转换，输出为数字量。它不仅减小了电路的体积，而且提高了可靠性，便于与计算机连接。为了提高测力传感器的精度，