第六章压力(力)的测试案例.pptxVIP

§6—1概述;压力（力）测试在选择测试方法尽量满足下列要求： 1)测压测试系统的频响要适应被测参数的频率特性，使频率误差具有足够小的数值。 2)由于被测压力值一般较高，所以测压传感器及其附件夹具等，应具有足够的强度，否则会引起传感器破坏。但要求传感器体积不能过大，不然会给使用和安装带来困难。 3)测压传感器的灵敏度要适中，若灵敏度太高，会影响整个测试设备的复杂程度和增 加消除干扰的困难。 4)测压传感器的信号输出应该是线性的，这对一些测压传感器来说是可以满足要求的。但必须指出，在设计传感器夹具、外壳及夹持方式时，常因没有考虑这些问题而使线性破坏，从而使压力的标定和处理工作复杂化，同时还会引起误差的增加。 5)测压传感器的外形尺寸应尽量小，使传感器在被测体上安装不致引起干涉。; 压力可分为: 静态压力和动态压力 静态压力：不随时间变化或变化非常缓慢的压力。 动态压力：随时间变化的压力（如脉动压力、爆炸冲 击波压力等）。 压力测量方法 静态压力测量： 一般采用压力表、压力变送器进行测量。 ;动态压力测量： 动态压力测量与静态压力测量不同。 动态压力测量方法包括： 塑性变形测压法：利用铜柱或铜球的塑性变形 进行测量。 弹性变形测压法：将敏感元件感受压力而产生 的弹性变形量转换为电量再 进行测量。 ;常用压力检测仪表;类别 ;波 纹 管 式 ;压力(力)的测试方法很多，但比较成熟的方法大致有以下几种： 1)塑性测压法； 2)应变测压法； 3)压电测压法； 4)压阻测压法； 5)电容测压法； 6)电感测压法。 上述测试方法，应用最普遍的是应变测压法压电测压法、及压阻测压法。;§6—2应变式测压法;应变式测压传感器，按其结构可分为： ;1)测压弹性元件是膜片式的，受压后膜片变形，使膜片上的应变片阻值发生与压力成正比的变化。——设计的三个假设 ;;;1－温度补偿电阻；2－接线板；3－组合应变片;2)测压弹性元件是一弹性薄壁圆筒，受压后膨胀，则贴在弹性筒上的应变片的阻值产生与压力值成正比的变化。;3)测压弹性元件是柱形圆筒，受轴向压力后，产生轴向变形。;; 工作应变片（一片或两片）沿轴向贴在应变管的中部。温度补偿片可沿应变管周向粘贴。;6—3压电式测压法;压电式压力测量系统组成 ;提高灵敏度的方法 在压电式传感器中，压电元件常用两片或两片以上组合在一起。由于存在极性，因此有两种连接方法。 1）并联法 ;2)串联法;3）比较： ●并联接法输出电荷大，本身电容大（因而接上负载后时间常数大），宜用于以电荷作为输出量的场合，相对来说允许被测对象变化频率稍低。 ●串联接法输出电压大，本身电容小，宜用于以电压作为输出量的场合，要求后续电路有较大的输入阻抗。 ;2）等效电路;3）压电传感器的灵敏度; 压电测压传感器是发电型的变换器。压电效应产生的电荷很少，为保证压电晶体产生的电荷不会泄漏掉，要重视整个传感器的电绝缘性能。绝缘零件应当用聚四氟乙烯、聚苯或有机玻璃等高绝缘性能的材料制作。为防止沿表面漏电，零件表面要光洁，在装配前用汽油、酒精或丙酮、四氯化碳清洗2、3次，并把清洗好的零件在60～80℃的温度下烘烤一小时。装配后的绝缘电阻应大于1011欧。 装配时应当给压电晶体一定的预压力，预压力的大小约2．5MPa左右。预压力的作用是消除压电晶体片、活塞、压块之间的间隙，防止压电晶体因撞击而受损坏，并可以提高测压传感器的固有频率。（压电传感器安装时要用扭力扳手）;;压电测压传感器的固有频率和以下的因素有关： 1．传感器的活动零件，如活塞等的质量越小，刚度越大，则传感器的固有频率越高。 2．传感器壳体的刚度越大，零件的紧因性越好，则固有频率越高。 压电传感器的固有频率—般可达25～100kHz。 压电测压传感器时高频特性是较好的，可以满足测试火药气体压力的要求。但是，压电测压传感器在测试缓慢的压力变化时，却可能会引入较大的误差，压电测压传感器的低频特性不好，这是压电传感器的一个缺点。产生这个缺点的原因在于静电荷泄漏。很明显，压电传感器的绝缘电阻也不可能是无限大的；测试电路输入的阻抗也不可能是无限大的，这样就不可避免的要发生静电荷的泄漏，破坏了压力和电量(电压)之间的正比关系。在测试快速变化过程时，由于持续时间短，漏电的影响不大；但是对于