測試技術(shù) 第十章 力扭矩和壓力的測量

第十章力、力矩和壓力的測量概述一、力——物質(zhì)之間的相互作用。單位：牛頓（N）

動力效應(yīng)：力改變物體的運(yùn)動狀態(tài)或使物體產(chǎn)生加速度 靜力效應(yīng)：力使物體產(chǎn)生變形，在材料中產(chǎn)生變形。二、力矩——力和力臂的乘積。單位：牛頓米（N?m）

轉(zhuǎn)矩：使機(jī)械零部件轉(zhuǎn)動的力矩。 扭矩：使……………發(fā)生扭曲變形的力矩（轉(zhuǎn)矩）。三、壓力——靜止的流體垂直作用在單位面積上的力 單位：帕斯卡（Pa） 1Pa=1N/m21、大氣壓力：大氣自重所產(chǎn)生的壓力，即氣壓。2、表壓力：在環(huán)境大氣壓力作參考壓力的差壓。3、絕對壓力：相對絕對真空所測得的壓力。4、正壓力：絕對壓力高于大氣壓的表壓力5、負(fù)壓力：…………低于……壓力時，大氣壓力與絕對壓力之差。6、真空度：低于大氣壓力的絕對壓力§1力的測量一、力的測量方法1、利用動力效應(yīng)測力

動力效應(yīng)使物體產(chǎn)生加速度，測定了物體的質(zhì)量及所獲得的加速度大小就測定了力值。2、利用靜力效應(yīng)測力 靜力效應(yīng)是物體產(chǎn)生變形，通過測量物體的變形量或用與內(nèi)部應(yīng)力相對應(yīng)參量的物理效應(yīng)來確定力值。 如：測量變形用差動變壓器、激光干涉等方法 利用與力有關(guān)的物理效應(yīng)：壓電效應(yīng)、壓磁效應(yīng)等一、應(yīng)力、應(yīng)變的測量常用應(yīng)變片、應(yīng)變儀測量構(gòu)件表面應(yīng)變1.電阻應(yīng)變儀布片方式與電橋計(jì)算公式見表10.2表中，Sg：應(yīng)變片的靈敏度，ε：所要測量的機(jī)械應(yīng)變值，

μ：被測件的泊松比。二、力的測量裝置1.壓阻應(yīng)變式測力儀它由彈性體、應(yīng)變片、測量電路等構(gòu)成。圖7-2彈性體的工作原理如圖7-3幾種彈性元件結(jié)構(gòu)示意圖：2.電容式測力傳感器由于電荷泄漏難以避免，所以不宜測量靜態(tài)力。3.壓電式測力傳感器4.壓磁式測力儀5.差動變壓器式三、力值的檢定與定度檢定：為評定計(jì)量器具的計(jì)量性能（準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度、靈敏度等），并確定其是否合格所進(jìn)行的全部工作。定度：用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（基準(zhǔn)）來定出計(jì)量器具或顯示部分所表示的量值。比對：準(zhǔn)確度接近的同類基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或工作器具之間的量值所進(jìn)行的比較過程。

力值計(jì)量器具檢定系統(tǒng)框圖見圖7-11

四、稱重及稱重裝置1、稱重的概念和意義

重量的兩重性： 一指重力，其測量采用測力傳感器 二指質(zhì)量，……………衡器，即：稱重傳感器和稱。

我國質(zhì)量量值傳遞系統(tǒng)見圖7-13衡器的工作原理有杠桿、形變、液壓等，見表7-22、電子稱組成：機(jī)械傳遞系統(tǒng)、稱重傳感器、測量電路和顯示儀表等。種類：電子皮帶稱、容器稱、吊車稱、平臺稱、 電子軌道稱等。3、稱重傳感器應(yīng)變式稱重傳感器 采用電阻應(yīng)變式測力原理壓磁式稱重傳感器可用于軌道衡，見圖10.7電容式稱重傳感器見圖7-16陀螺式稱重傳感器見圖7-17，重量W與外框架繞z軸的進(jìn)動角速度Z

有關(guān)4、電子皮帶稱其原理有：測速法和測長法A、測速法

在瞬間稱出皮帶某一微小段上的重量和此時皮帶的線速度。連續(xù)測量一段時間T后，皮帶機(jī)輸送的總重量W為：

w（t）——皮帶機(jī)瞬時輸送量（kg/s） q（t）——皮帶單位長度上的瞬時物料重量（kg/m） v（t）——皮帶的瞬時線速度（m/s）電子皮帶稱方法見圖7-18L=（L1+L2）/2——有效稱量段G（t）——作用于稱重框架上的瞬時物料重量B、測長法每當(dāng)皮帶移動一端距離S時，測量一次稱重輥上的重量，在某段時間內(nèi)，皮帶移動距離為nS時，運(yùn)送物料的總重量為：

qi

——第i次測得的稱重輥上的重量值誤差來源： 稱重傳感器誤差：傳感器誤差、環(huán)境造成的誤差和 稱體安裝誤差。 測速傳感器誤差：傳感器誤差和皮帶打滑誤差 測量電路誤差：零飄和溫飄 機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差：L的變化和不穩(wěn)產(chǎn)生的誤差§2力矩的測量兩種常用方法：轉(zhuǎn)軸應(yīng)變測量。如應(yīng)變式、壓磁式轉(zhuǎn)軸兩橫截面相對扭轉(zhuǎn)角測量。如磁電式、光電式一、應(yīng)變式扭矩測量二、壓磁式扭矩測量三、磁電式扭矩測量四、光電式扭矩測量§3壓力的測量一、壓力的量值傳遞系統(tǒng) 見表7-5二、壓力的測量方法1、液壓式測壓法 如：液體式壓力計(jì)2、彈性變形測壓法 如：膜盒壓力計(jì)3、負(fù)荷測壓法 如：活塞式壓力計(jì)4、電學(xué)量測壓法 如：將壓力轉(zhuǎn)換成電阻、電容、電感等。 各類型電學(xué)量壓力表見下表：二、壓力測量裝置1、液體式壓力計(jì)

U形管式、單管式、傾斜微壓計(jì)等 液體有：水銀、蒸餾水、乙醇等2、彈性式壓力計(jì) 彈性元件有：彈簧管、膜盒、膜片、波紋管等 如右圖 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價格低、能適應(yīng)惡劣環(huán)境； 頻率響應(yīng)低。3、負(fù)荷式壓力計(jì)活塞式壓力計(jì)如圖7-304、電氣式壓力表1）壓力傳感器（略）

A.應(yīng)變式

B.壓阻式

C.電容式……….2）壓力變送器壓力變送器：可進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸信號的測壓部件。

通常有：測量部分和變送部分組成三、真空的測量用途：測量低于大氣壓稀薄氣體的壓力——真空計(jì)測量真空系統(tǒng)內(nèi)氣體組成的分析和分壓強(qiáng)—分壓強(qiáng)計(jì)檢測…………或器件的泄漏——檢漏計(jì)測量方法的原理有：（1）力的作用原理：如U形管式（測量差壓）（2）熱導(dǎo)作用原理：在低壓強(qiáng)下氣體熱導(dǎo)率與