工程测量技术_第5章压力测量ppt课件.ppt

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1、5压力测量工程测试技术15压力测量重点：1、压力测量的基本方法。2、常用的压力显示仪表，压力传感器基本原理及工作特性。3、静压、总压、动压测量在发动机测试中的作用。25.1总论5.1.1发动机测试中的压力测量压力是发动机试验中需大量测量的参数，是热力循环中工质基本的状态参数之一。5.1.2基本参量及其测量1、压力（压强）P=F/A牛顿/米2或帕斯卡（Pa）2、流体力学中，压力包括两部分：静压和动压在水平流道中，一维流动的欧拉运动微分方程υdυ+dP/ρ=0式中υ—速度，P—压力，ρ—密度。35.1总论对不可压缩流ρ=常数，将欧拉方程沿流管积分（取任意两截面1、2）

2、(不可压缩流体的伯努利方程)式中：P1、P2—静压，为总压,为动压压力测量静压测量、动压测量非电量测量：例引入液柱式测压计。非电量电测：压力传感器、放大器、记录仪等构成测试系统。45.2压力显示仪表在热工、气动参数测量中，被测压力范围很广，没有一种压力显示仪表能在规定的精度符合整个范围的要求，必须根据实际情况正确选用。5.2.1液柱式压力计（根据流体静压强分布规律和连通器原理）1、U型管压力计图为U型管压力计的结构图55.2压力显示仪表根据流体静力学原理，当两管分别作用压力P1和P2，工作液体处于静止状态时，如果ρ1=ρ2，如果ρ1<<ρ，ρ2<<ρ，可不计ρ1，

3、ρ2，则图3-1（b）是测量微小压力的U型管微压计。2、单管式压力计与斜管式微压计U型管压力计须要读两个液柱高度，不仅费时而且增大了读数误差。图3-2为单管式压力计与斜管微压计，可克服以上缺点。65.2压力显示仪表单管式压力计——当F>>f，F≈0时，有斜管式微压计——斜管式微压计用以测量微小的正压、负压和差压。测量压力时，被测压力通入大截面容器，测量负压时，被测负压通入肘管，测量差压时，将较高的压力通入大截面容器，而较低的压力通入肘管。如改变倾斜角α即改变A值，以适应不同的测量范围。75.2压力显示仪表5.2.2弹性式压力计结构特点：根据弹性元件受压变形与压力大

4、小有确定关系的原理制成的。适用范围广，结构简单，是工业上应用最广的压力测量仪表。弹性元件：膜片、膜盒、波纹管和弹簧管。1、弹簧管压力表弹簧管是用一根扁圆形或椭圆形截面的金属管顺着截面短轴方向弯成圆弧形而成。管子的一端封闭，可以自由移动，管子的另一端固定在仪表基座上并开口，当固定端通入被测压力时，弹簧管承受内压，截面形状趋于变成圆形，自由端外移，经连杆、齿轮传动机构带动压力表的指针转动指示被测压力。85.2压力显示仪表95.2压力显示仪表5.2.4测压仪表的使用测压仪表的选择应根据被测压力的种类（压力、负压、绝对压力或差压等），被测介质的物理、化学性质和参数（温度、

5、粘度、腐蚀性与爆炸性等），用途（标准、指示、记录和信号远传等）以及要求的测量精度，被测压力的变化范围等来确定压力表的种类、型式和规格。选择压力表时应使被测压力值在1/3~2/3仪表上限值范围，如果被测压力经常变动，则被测压力为仪表上限值的1/2左右较合适。为了保证测量结果的准确性，在选择压力表的精度等级时，还应估计附加误差，以使总的不确定度符合要求。105.3压力传感器5.3.1压阻式压力传感器压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应进行工作的。压阻效应——单晶硅受外力作用产生应力时，其电阻要随应力改变。115.3压力传感器传感器的核心部分是杯状的硅膜片，在膜片上用

6、扩散工艺制成四个等值电阻，称为硅杯，它们构成一个平衡电桥。当压力作用于膜片时，膜片弯曲，R1、R3位于正应变区，电阻值增加，R2、R4位于负应变区，电阻值减少，电桥不平衡，所以有电压输出，此不平衡电压就是压力的度量。125.3压力传感器压阻式压力传感器的优点是灵敏度高、无迟滞、频率响应高、输出电平高、使用方便，特别是尺寸小，使它可以被直接装入压力探针的传压针管中，因此在动态压力测量中应用广泛。扫描阀中使用。压阻式压力传感器的缺点是对温度很敏感，存在零位温度漂移和灵敏度温度漂移等问题，但使用扫描阀可实现实时校准，以减小误差。135.3压力传感器5.3.2压电式压力传

7、感器压电效应与压电传感器配套的必须是高输入阻抗电路，一般使用电荷放大器。测量电路如图。如果放大器输入阻抗Z为无穷大，那么输出电压US等于负反馈电容Cr两端的电压降：145.3压力传感器由于压电材料的温度效应，在用于测高温介质的压力时，必须采取充分有效的冷却措施以保持稳定的压电性能，克服温度干扰。压电传感器的输出阻抗和电荷放大器的输入阻抗都不可能为无穷大，漏电不可避免。因此压电传感器不适用于稳态测量。压电传感器的优点是频率响应高、灵敏度大、不需电源（自身属于发电变换器）。其缺点是输出阻抗高、温度效应大、低频性能差。155.3压力传感器5.3.5压力扫描系统使用压力扫

8、描系统的目