力、力矩和压力.ppt

固体受力后电阻率发生变化的现象称为压阻效应。硅平膜片在圆形硅杯底部，其两边有两个压力腔，分别输入被测差压或被测压力与参考压力。髙压腔接被测压力，低压腔与大气连通或接参考压力。b)压阻式压力传感器压阻式压力传感器的特点:(1)灵敏度高，频率响应高，动态特性好；(2)测量范围宽，可测低至10Pa的微压到高至60MPa的高压；(3)精度高，工作可靠，其精度可达±0.2％～0.02％；(4)易于微小型化，国内已有直径φ1.8～2mm的传感器。(5)敏感元件易受温度的影响，从而影响压阻系数的大小。

工作原理：压电效应材料：压电晶体和压电陶瓷c)压电式压力传感器压电式压力传感器特点:(1)体积小，结构简单，工作可靠，测量精度较高；(2)测量范围宽，可测100MPa以下的压力；(4)频率响应高，可达30KHz，是动态压力检测中常用的传感器，但由于压电元件存在电荷泄漏，不宜测量缓变压力和静态压力。工作过程：压电元件夹于两弹性膜片之间，一面与膜片接触并接地，另一面用引线引出。被测压力均匀作用在膜片上，使压电元件受力而产生电荷。用电荷（电压）放大器放大，转换为电压或电流输出。工作原理：变电容测量原理，将由被测压力引起的弹性元件的 位移变形转变为电容的变化，用测量电容的方法测 出电容量，便可知道被测压力的大小。方法：变极距式和变面积式d)电容式压力传感器1）差动变极距式电容压差传感器改变电容两平行板间距d的测量方式有较高灵敏度，但当位移较大时非线性严重。采用差动电容法可以改善非线性、提高灵敏度、并可减小因ε受温度影响引起的不稳定性。被测压力作用在金属膜片上，通过中心柱和支撑簧片，使可动电极随簧片中心位移而动作。可动电极与固定电极均是金属同心多层圆筒，断面呈梳齿形，其电容量由两电极交错重叠部分的面积所决定。固定电极与外壳之间绝缘，可动电极与外壳导通。2）变面积式电容压差传感器优点：结构坚实，灵敏度高，过载能力大；精度高，其精确度可达±0.25％～±0.05％；可以测量压力和差压。（2）压力变送器为实现信号的距离传送，由弹性测压元件与电气传感器相结合构成，工业常称压差变送器，以统一的信号传输至控制点进行信息处理控制及显示。分类：位移式和力平衡式弹性力平衡式压力测量系统的原理弹性压力计信号远传方式一般可以在已有的弹性压力计结构上增加转换部件实现信号的远距离传送。弹性压力计信号多采用电远传方式，即把弹性元件的变形或位移转换为电信号输出。常见的转换方式有电位计式、霍尔元件式、电感式、差动变压器式等。(a)滑线变阻器式(b)霍尔元件式两种电远传弹性压力计结构原理特点：(a)滑线变阻器式比较简单，可以有很好的线性输出，但是滑线电位器的结构可靠性较差。(b)霍尔元件式结构简单，灵敏度高，寿命长，但对外部磁场敏感，耐振性差。片状霍尔元件固定在弹性元件自由端，并处于两对磁场方向相反的磁极组件构成的线性不均匀磁场间隙中。若霍尔元件通以恒流，会产生对应于自由端位移的霍尔电势，从而求出被测压力值。3）电容式压差变送器六、压力检测仪表的选择1.仪表量程的选择(1)被测压力较稳定：最大工作压力不应超过仪表满量程的3/4(2)被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不应超过仪表满量程的2/3(3)为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满量程的1/3(4)优先满足最大工作压力条件2.仪表精度的选择压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大误差确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差小于仪表基本误差。3.仪表类型的选择(1)从被测介质压力大小来考虑(2)被测介质的性质(3)对仪表输出信号的要求(4)使用的环境七、压力测量仪表的调校和使用意义：压力检测仪表在出厂前均需经过校准，使之符合精度 等级要求。原因：(1)使用中的仪表会因弹性元件疲劳、传动机构磨损及 腐蚀、电子元器件的老化等造成误差，所以必须定期 校准，以保证测量结果有足够的准确度； (2)新的仪表在安装使用前，为防止运输过程中由于 振动或碰撞所造成的误差，也应对新仪表进行校准， 以保证仪表示值的可靠性。仪器：常用的校验仪器是活塞式压力计，它由压力发生部分