航空测试课件:0607第四章 压力测量系统.ppt
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- 航空测试课件:0607第四章 压力测量系统 航空 测试 课件 0607 第四 压力 测量 系统
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1、第四章第四章 压力测量系统压力测量系统中国民航大学电子信息与自动化学院中国民航大学电子信息与自动化学院钟伦珑钟伦珑2第四章第四章 压力测量系统压力测量系统4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 液柱式压力计和活塞式压力计液柱式压力计和活塞式压力计4.3 4.3 位移式压力测量装置位移式压力测量装置4.4 4.4 应变式压力传感器应变式压力传感器4.5 4.5 压阻式压力传感器压阻式压力传感器4.6 4.6 压电式压力传感器压电式压力传感器4.7 4.7 力平衡式压力测量系统力平衡式压力测量系统4.8 4.8 谐振式压力传感器谐振式压力传感器4.9 4.9 动态压力测量时的管道和容腔效应动态压力
2、测量时的管道和容腔效应4.10 4.10 压力测量装置的静、动态标定压力测量装置的静、动态标定34.1概述概述v4.1.1压力的概念 压力流体介质垂直作用于单位面积上的力。压力是流体介质分子的质量与分子热运动对容器壁碰撞的结果,也是反映流体介质状态的一个重要参数,通常以符号p表示,即F:流体介质垂直作用于物体表面的力(N)S:承受力的面积(m2)FpS44.1.1压力的概念压力的概念 流体压力分类(参照点不同): 压差两个压力之间的相对差值; 绝对压力相对于零压力(绝对真空)的压力; 表压力绝对压力与当地大气压之差; 负压(真空表压力)当绝对压力小于大气压时,大气压与该绝对压力之差 大气压地球
3、表面上的空气质量所产生的压力54.1.1压力的概念压力的概念 按压力随时间的变化 静态压力不随时间变化或随时间缓慢变化的压力; 动态压力随时间作快速变化的压力。64.1.2压力的单位压力的单位 帕斯卡 Pa(N/m2) 每lm2的面积上均匀作用有1N的力。 国际单位制(SI)中规定的压力单位,也是我国国标中规定的压力单位。 标准大气压(atm) 温度为0、重力加速度为9.806 65 m/s2 ,高度为0.760m,密度为13.5951kg/m3的水银柱所产生的压力 工程大气压(at) 1 cm2的面积上均匀作用有9.806 65 N(1 kgf)时所产生的压力。1101 325atmPa21
4、1/98066.5atkgfcmPa74.1.2压力的单位压力的单位 巴(bar) 1 cm2的面积上均匀作用有106 dyn力所产生的压力 巴是厘米克秒制中的压力单位 常用于气象学和航空测量技术中 毫米液柱 以液柱(水银或水或其他液体)高度来表示压力的大小 常用的有毫米汞柱(mmHg) 毫米水柱(mmH2O) 磅/英寸2 (psi) 1 in2均匀作用有1 lbf力时所产生的压力635110/10bardyn cmPa84.l.3压力测量系统的分类压力测量系统的分类94.l.3压力测量系统的分类压力测量系统的分类v 根据测量压力的原理,可分为: 基于与重力相比较的压力测量系统 各种液柱压力计
5、等 利用弹性敏感元件的压力位移特性的压力测量系统 如机械式压力表、 电位计式压力传感器 电容式压力传感器等 利用弹性敏感元件的压力与应变特性的压力测量系统 应变式压力传感器104.l.3压力测量系统的分类压力测量系统的分类 利用弹性敏感元件的压力与应力特性的压力测量系统 硅压阻式压力传感器 压电式压力传感器等 利用弹性敏感元件的压力/集中力特性的压力测量系统 力平衡式压力传感器等 利用弹性敏感元件的压力/频率特性的压力测量系统 如振弦式 振动筒式压力传感器 谐振膜式压力传感器等。 利用某些物理特性的压力测量系统 如热导式 电离式真空计等。114.1.4常用的压力弹性敏感元件常用的压力弹性敏感元
6、件124.2液柱式压力计和活塞式压力计液柱式压力计和活塞式压力计 液柱式压力计是最早使用的压力计,其结构简单,测压精度较高,目前常用做压力计量基准 活塞式压力计也是目前常用的压力计量基准,其测压精度高,压力测量范围大。134.2.1液柱式压力计液柱式压力计 液柱式压力计 利用液柱产生的压力与被测流体介质的压力平衡原理 倾斜管液柱压力计可以提高压力测量精度12pppgh 144.2.2活塞式压力计活塞式压力计 活塞式压力计 利用标准砝码所产生的力与被测流体介质压力作用于自由活动的活塞上所产生的力相互平衡的原理ffeWFFpSFS p154.3位移式压力测量装置位移式压力测量装置 电位计式压力传感
7、器 变磁阻式压力传感器 电容式压力传感器164.3.1电位计式压力传感器电位计式压力传感器 原理174.3.2变磁阻式压力传感器变磁阻式压力传感器 原理184.3.3电容式压力传感器电容式压力传感器 原理194.3.3电容式压力传感器电容式压力传感器 变压器式电桥线路原理图 等效电路图204.3.3电容式压力传感器电容式压力传感器Zf上的电压即为电桥输出电压当 时以平行极板电容为模型则112212()1()outffffECE CjUI ZZZCCjww-=+fZ1212()outE CCUCC-=+1200,ssCCeedddd=- D+ D0outEUddD=214.4应变式压力传感器应变
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