力、力矩、压力测量-Cppt课件.ppt

《力、力矩、压力测量-Cppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、力、力矩、压力测量7.1概念7.1.1力(1)什么是力?力是物体之间的相互作用。各种机械运动是力或力矩传递的结果，因此力是最重要的物理量之一；力的动力效应：力改变物体的机械运动状态；力的静力效应：造成物体的变形。(2)力矩、扭矩、转矩（torque）力矩是力和力臂的乘积。力矩能使物体转动，也称为转矩。对于一个旋转轴，转矩T＝F×r，F是在半径r处的切向力。轴在转矩作用下会发生扭曲变形，材料内部会产生剪切应力和应变，也称为扭矩。(3)压力垂直作用于单位面积上的力P=F/A单位:帕斯卡(Pa)1Pa=1N/m2

2、大气压力:由于大气重力，包围地球的大气对单位面积的地球表面施加的压力。简称气压。它随天气情况，海拔高度和纬度而变。:表压（Gaugepressure）:相对于大气压力的差压。绝对压力和大气压力之间的差压。正压力（Positivepressure）：绝对压力高于大气压力时的表压，简称正压。负压力（Negativepressure）：绝对压力低于大气压力时的表压，简称负压。真空（Vacuum）：低于大气压力的绝对压力。绝对压力（Absolutepressure）:相对于绝对真空所测得的压力.7.2测量方法7.2

3、.1力的测量方法(1)根据静力或动力效应静力效应----测量物体的机械变形或利用与力有关的物理效应；动力效应---根据牛顿第二定律,F=ma力平衡的方法（Forcebalancemethods）物体处于静态平衡时，绕某一轴线的顺时针方向的力矩等于逆时针方向的力矩。(2)根据不同的结构和仪器来划分2.弹性元件的方法（Elasticelementmethods）3.压力方法（Pressuremethods）弹性元件的方法各种弹性元件：最简单的就是弹簧。电阻应变计是广泛使用的一种方法。弹性元件机械变形应变传感器力

4、、力矩电信号电阻应变式测力仪原理框图典型的弹性体结构:柱状测力仪测力环悬臂梁Appliedforce应变片的相对变形:Δl-------应变片的总变形l--------应变片的基长F------作用力A------弹性元件的工作面积E------弹性元件的弹性模量σ------弹性元件的工作应力应变片的灵敏度----弹性元件的泊松系数弹性体的总应变：电压灵敏度(mv/v):强度校核或弹性体截面设计通常选k=2例题：电压灵敏度1mV/V，负荷力50KN，应变片灵敏度系数k为2，求正方形截面的柱式弹性体的截面尺

5、寸。其他测力的方法(1)压电式测力仪利用压电材料(石英晶体、压电陶瓷）的压电效应，将被测力转换为与其成正比的电荷量输出；石英晶体：性能稳定、动态响应好，机械强度高，线性范围宽，多用于高精度高大量程测量,mN~MN。压电陶瓷：压电常数远高于压电晶体，价格便宜，用途广泛dij:压电常数主要用于动态力测量多分量式压磁效应：工业纯铁、硅钢等铁磁材料在机械力的作用下磁导率发生变化；硅钢受压缩时，其导磁率沿应力方向下降，而沿应力的垂向增加；在受拉伸时，导磁率变化正好相反。压磁式测力仪（Piezomagneticdyna

6、mometry）可测很大负荷，达1M牛以上，精度1％力矩测量对旋转轴测量力矩，可以确定输出的功也可以监测剪切应力下的材料失效。力矩（转矩）测量常常和功率、转速测量联系在一起。力所作的功＝力×在力方向上的位移每秒所作的功=F×2rn=旋转轴所传递的功率＝2nT=TF:半径r处的切向力T:作用在轴上使其旋转的力矩力矩测量的基本方法：（1）传递法（Transmissionmethod）（扭轴法）：转矩使弹性轴产生扭转变形（2）力平衡法（Forcebalancemethod）（3）能量转换法（Powertra

7、nsformationmethod）:E1=E2+ΔE，测量各种电机的转矩(1)当力矩作用在弹性轴上，轴会产生扭曲变形、剪切应变和应力G:材料的切变模量；:扭转角；IP:极惯性矩一、传递法测力矩测量扭转角:测量剪切应力:测量轴的应变:45、135:沿着和轴成45o、135o夹角方向的主应变。1.电阻应变式转矩仪在被测轴上，沿轴线的45。或135。方向将应变片粘贴上，当转轴受转矩M作用时，应变片产生应变，其应变量与转矩M成线性关系。对空心圆柱形轴：对方形截面轴：G为转轴的切变模量精度高±(0.2-0.

8、5)%，重复性好，测量范围宽5～50000N·m2、相位差式转矩测量仪测量范围可达0.2-105N·m，精度±(0.1-0.2)%利用平衡力矩M0去平衡被测力矩M，从而求得M的方法。二、力平衡法测力矩由测量轴2、静压空气支承3、角位移传感器5、力矩电动机4和标准电阻Ro及电路组成。7.2.3压力测量定义：垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力测量仪表用来测量气体或液体压力，又称压力表或压力计。压力