检测技术---第八章_力、力矩、压力

h
25
h
26
2）测长法
❖ 采用测长法时，每当皮带移动一段距离时，测量 一次重量值，由此在某段时间内根据皮带总共移 动的距离得到所运物料的累计重量。把累计重量 对时间进行微分即可求得瞬时重量。
h
27
(2)误差分析 1)称重传感器误差 2)测速传感器误差 3)机械结构误差 4)测量电路误差
h
28
h
§8 力、力矩、压力测量
§8.1 概述
• 力：物质之间的相互作用。 N 动力效应、静力效应
• 力矩：力和力臂的乘积。 F×r 转矩、扭（转）矩
N·m
h
1
h
2
§8.2 §8.2.1
1．利用动力效应测力 2．利用静力效应测力
力的测量 力的测量方法
§8.2.2 力的测量装置
1.电阻应变式测力仪 • 主要敏感元件：电阻应变片和弹性体
29
§8.3 力矩测量
8.3.1 力矩及测量方法 1. 力矩 2. 转矩的测量方法
(1)传递法测扭矩
Ml G Ip
M IG / l
d4
Ip 32
h
30
按转轴变形测量时: 按转轴应力测量时: 按转轴应变测量时:
h
31
(2)力平衡法
h
32
(3)能量转换法
通过测量其它与转矩有关的能量系数(如电能系数)来确定被 测力矩大小。
F 0AKm 22c2
h
12
方法：用加速度信号作补偿 例：输入阶跃力函数 ：f(t)=
md2 dx2 (tt)cdd(xtt)K(x t)F 0
0 t＜0 F0 t≥0
d 2 d x ( 2 t) t 2n d d (tx ) t n 2 x (t) kn 2 F 0n 2 F 0/K
(1)压电式测力仪
Q dij F
dij: 压电常数
h
15
(2) 压磁式测力仪
测量线圈的输出电压：
U0kUiFN1/N2
h
16
§8.2.3 力的检定与定度
1.力值计量器具的传递系统：
2.为评定计量器具的计量性能（准确度、稳定度、灵敏度 等），并确定其是否合格所进行的全部工作。
2.静态定度： 是对力传感器施加标准力，测出相应 的输出作为校准曲线，再经数据处理求出表征传感 器静态特性的各项指标。
3.称重传感器 • 应变式、压磁式、电容式、陀螺式
h
19
(1) 应变式称重传感器
商用计价秤、小型台秤： 平台秤： 轨道衡：
h
20
(2)压磁式称重传感器
h
21
(3)电容式称重传感器
h
22
(4)陀螺式称重传感器
h
23
4. 电子皮带秤
h
24
(1)称重原理
❖ 电子皮带秤通常有测速法或测长法测量物料的瞬时 重量和累计重量。
e021e21A FE
U0
电桥电路输出电压（正比于e） ：
e U 04 1 R R 1 1R R 2 2R R 3 3R R 4 4 U i4 1k0U i
Ui
•强度校核或弹性体截面设计
P161 例
h
8
h
9
4
h
10
h
11
2）应变式测力仪电路：应变式传感器—电桥电路 3）应变式动态测力系统
分类：
• 液体式压力计
• 弹性式压力表
• 负荷式活塞压力计
• 电气式压力仪表
h
40
8.4.3 压力测量装置
1. 液体式压力计：
P2
P1
P1ຫໍສະໝຸດ Baidu2gh
h
41
2.弹性式压力表：
3.
h
42
h
43
3.负荷式活塞压力计：
h
44
4. 电气式压力仪表： ① 压力传感器
力敏原理、压力位移转换原理 a) 应变式压力传感器： b) 压阻式压力传感器：半导体压阻效应 c) 电容式压力传感器
h
3
h
4
1）典型柱式弹性体结构型式及设计计算 柱式弹性体：圆形、方形、工字形、多边形、圆桶 形
h
5
在负荷作用下应变片处弹性体的轴向相对 变化量e （即应变）为
e l F
l AE E
Δl-------应变片总变形量 l--------应变片的基长 F------负荷力 A------弹性体的工作面积 E------弹性体材料的弹性模量 σ------弹性体工作应力
• p178
h
33
§8.3.2 传递法力矩测量装置
1.电阻应变式转矩仪
h
34
h
35
h
36
2、相位差式转矩测量仪
h
37
h
38
h
39
§8.4 压力测量
8.4.1 压力的量值传递系统
p182
8.4.2 压力的计量方法和分类
方法：
• 液压式测压法：
• 弹性变形测压法：
• 负荷测压法：
• 将被测压力转换成电学量的测压法
h
49
2 热导式真空计
利用检测电容的方法
h
45
②压力变送器
a)力平衡式压力变送器 b)位移式压力变送器 c)电容式差压变送器 c)“灵巧”型差压变送器
h
46
§8.4.4 超高压测量
§8.4.5 压力测量仪表的调校和使用
h
47
§8.4.6 真空的测量
1. 液柱式真空计 ① U形管真空计
h
48
② 压缩真空计——麦克劳真空计
XSF K 0SS22 n 2 nSn 2
xtF 01-
K
e-n t
s
12
in12nt
1ξ 2 φ arctg
ξ
d d 2 x 2 tt F 0 K n 2e 1 - n t2 s i1 n 2n t'
21 2 ’很' 小ar1 c 2 t2 g
h
13
h
14
2.其它力测量装置
m、K、c组成的单质点振动系统
m d2 dx2 (tt)cdd (x t)tK(tx)f(t)
H(s)Y Xss2/n 22 2K k s/n1
Ks2
n2
1
2
s
n
1
当输入f(t)=F0sint时，输出为x=Asin(t-)，
A
kF 0
F 0/K
1n2242n2 1n2242n2
arc12 tg n n2
h
6
U0 41R R 11 R R22 R R33 R R44Ui
Ui
412ke2keUi k421eUi 41ke0Ui
kk Rl//lRRe/R
h
U0
7
U 0
U
i
k (1
U 2 AE
)
0
F
U i k (1 )
2 AE
F
电压灵敏度UU(i 0mv/kv()21:AEUU) iF0 k4k (2e10AE)12FAE kk4Fe 0
p124
h
17
2.动态定度：动态力传感器的基本技术指标分为静态 技术指标和动态技术指标两部分。
3.电定度：模拟应变电桥在负荷作用下电桥失去平衡 而产生输出的定度方法。
h
18
§8.2.4
1. 概念 2. 重力、质量：
质量量值传递系统
称重与称重装置
2.电子秤：按用途 电子皮带秤、容器秤、吊车秤、 平台秤、电子轨道衡等