第六講熱工參數(shù)

1、 任何物體的溫度高于任何物體的溫度高于絕對零度絕對零度時就有能量釋出，時就有能量釋出，以熱能形式向外發(fā)射的那一部分稱為熱輻射以熱能形式向外發(fā)射的那一部分稱為熱輻射; ; 如果用一種如果用一種測量亮度測量亮度的單色輻射高溫計來測量不的單色輻射高溫計來測量不同單色黑度系數(shù)同單色黑度系數(shù)的物體溫度，即使它們亮度的物體溫度，即使它們亮度B B同，其實際溫度也會因同，其實際溫度也會因不同而不同不同而不同; ; 單色輻射光學(xué)高溫計的單色輻射光學(xué)高溫計的刻度按絕對黑體刻度按絕對黑體進行的進行的; ; 在波長為在波長為的單色輻射中，若物體在溫度的單色輻射中，若物體在溫度T T時亮度時亮度B B和絕對黑體在溫度

2、和絕對黑體在溫度TsTs時的黑度時的黑度B B0 0 相等，則成相等，則成絕對黑體溫度絕對黑體溫度TsTs為被測物體在波長為被測物體在波長時的亮度溫時的亮度溫度度5.1 熱輻射的理論基礎(chǔ)熱輻射的理論基礎(chǔ) 被測物體的實際溫度T和亮度溫度Ts之間的關(guān)系為：5.1 熱輻射的理論基礎(chǔ)熱輻射的理論基礎(chǔ)1ln112CTTs 因為 總是小于1，所以測到的亮度溫度總是低于物體真實溫度 燈絲隱滅式光學(xué)高溫計原理圖： 1. 物鏡；2.吸收玻璃；3.高溫計標(biāo)準(zhǔn)燈；4.目鏡； 5.紅色濾光片；6.測量電表；7.滑線電阻5.1.1 燈絲隱滅式光學(xué)高溫計燈絲隱滅式光學(xué)高溫計1 234567R1EK輻射來的能量熱能形式燈絲

3、隱滅式光學(xué)高溫計 用用滑線變阻器滑線變阻器調(diào)整燈絲電流以改變燈絲亮度，亮調(diào)整燈絲電流以改變燈絲亮度，亮度溫度由毫伏表給出；度溫度由毫伏表給出； 調(diào)整目鏡位置使觀測者能清晰看到標(biāo)準(zhǔn)燈的弧形調(diào)整目鏡位置使觀測者能清晰看到標(biāo)準(zhǔn)燈的弧形燈絲；被測物體成像在燈絲平面上，只有當(dāng)燈絲；被測物體成像在燈絲平面上，只有當(dāng)燈絲燈絲亮度和被測物體亮度相等亮度和被測物體亮度相等時，燈絲才隱滅在物像時，燈絲才隱滅在物像的背景里，此時，毫伏表指示的電流值就是被測的背景里，此時，毫伏表指示的電流值就是被測物體亮度溫度對應(yīng)的讀數(shù)。物體亮度溫度對應(yīng)的讀數(shù)。燈線太暗燈線太亮隱絲（正確）物像背景燈絲 注意事項：注意事項： 非黑體輻

4、射的影響，可能具有較大誤差；非黑體輻射的影響，可能具有較大誤差； 中間介質(zhì)中間介質(zhì)，各鏡頭之間的灰塵、煙霧、水蒸氣，各鏡頭之間的灰塵、煙霧、水蒸氣和二氧化碳等對熱輻射均可能有散射效應(yīng)或吸和二氧化碳等對熱輻射均可能有散射效應(yīng)或吸收作用而造成測量誤差。收作用而造成測量誤差。12m合適合適 被測對象被測對象，不宜測量反射光很強的物體；不能，不宜測量反射光很強的物體；不能測量不發(fā)光的透明火焰；不能測量冷光溫度測量不發(fā)光的透明火焰；不能測量冷光溫度燈絲隱滅式光學(xué)高溫計 與等級有關(guān) 系統(tǒng)誤差、讀數(shù)誤差、分度誤差系統(tǒng)誤差、讀數(shù)誤差、分度誤差 亮度平衡誤差、毫伏表指示誤差亮度平衡誤差、毫伏表指示誤差 折合為經(jīng)

5、驗公式：5.1.2 工業(yè)用光學(xué)高溫計誤差估計工業(yè)用光學(xué)高溫計誤差估計TTTCT22燈絲隱滅式憑人的眼睛判斷，有主觀誤差主觀誤差，并不能連續(xù)記錄數(shù)據(jù)； 用光電器件作為敏感元件光電器件作為敏感元件感受輻射源的亮度變化，將其轉(zhuǎn)換成與亮度成比例的電信號，經(jīng)電子放大器放大，最后輸出被測溫度值，并將其自動記錄自動記錄下來。所以稱為光光電高溫計電高溫計。5.2 光電自動平衡法測溫光電自動平衡法測溫 1.物鏡；2.光欄；3.遮光板；4.光電器件；5.前置放大器；6.主放大器；7.電子電位差計；8.反饋燈；9.反射鏡；10. 透鏡；11.觀察孔；12.被測物體5.2 光電自動平衡法測溫光電自動平衡法測溫1234

6、56789101112觀測孔板是否滿反饋燈亮反饋燈亮度與被測度與被測亮度相等亮度相等時，光電時，光電流為流為0 0，記錄刻度記錄刻度為溫度為溫度 根據(jù)根據(jù)絕對黑體全輻射絕對黑體全輻射定律而設(shè)計的高溫計定律而設(shè)計的高溫計稱為全輻射高溫計；稱為全輻射高溫計；5.3 全輻射式光學(xué)高溫計全輻射式光學(xué)高溫計熱電堆熱接收器123456物鏡光欄灰色濾光片目鏡二次儀表Tp4/1pTT 全輻射的輻射率隨物體成分、表面狀態(tài)、溫度和輻射條件有著較大范圍的變化 高溫計和被測物體之間的介質(zhì)影響，距離不可太遠 使用時環(huán)境溫度不可太高，以免增加測量誤差，補償不可能完全5.3 全輻射式光學(xué)高溫計全輻射式光學(xué)高溫計 誤差來源及

7、分析 分度誤差：工業(yè)用的輻射高溫計分度誤差約16C 介質(zhì)吸收產(chǎn)生的誤差：中間介質(zhì)具有不同的吸收率，高溫計和被測物體距離小于1m 被測物體輻射率引起的誤差：測量物體輻射率的測定誤差 使用環(huán)境條件所帶來的誤差，如更換零件 多用于中小型爐窯的溫度監(jiān)視，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，使用方便，時間常數(shù)為1020s5.3 全輻射式光學(xué)高溫計全輻射式光學(xué)高溫計 紅外測溫儀測量高溫段，應(yīng)用的不是不是可見光的全輻射，而是紅外輻射紅外輻射 工作原理與光電高溫計的工作原理有類同，都為光學(xué)反饋式結(jié)構(gòu)。有透射式、反射式兩種。6 紅外與激光技術(shù)在溫度場測紅外與激光技術(shù)在溫度場測量中的應(yīng)用量中的應(yīng)用LDAKCISTMR 熱像儀 任

8、何物體只要其溫度高于絕對零度高于絕對零度都會因分子的熱運動而發(fā)射紅外線，輻射能量與物體溫度的四次方成正比 非接觸式，不干擾溫度場 紅外掃描物體表面，測量來自物體各部分的紅外輻射，得到紅外輻射通量的圖像，因此得名溫度圖6 紅外與激光技術(shù)在溫度場測紅外與激光技術(shù)在溫度場測量中的應(yīng)用量中的應(yīng)用 系統(tǒng)組成框圖6.1 紅外熱像儀紅外熱像儀目標(biāo)光學(xué)會聚、濾光光-機掃描探測器參考黑體制冷器視頻前置放大視頻處理視頻處理記錄掃描同步 熱像圖直接反映的是被測物體表面上各點的熱分布狀況，即紅外輻射通量分布6.1 紅外熱像儀紅外熱像儀4TE 反映了物體表面溫度分布物體表面溫度分布情況。與目標(biāo)溫度之間呈非線性關(guān)系，還受

9、到目標(biāo)表面比發(fā)射率、大氣衰減及目標(biāo)所處環(huán)境反射輻射等因素影響，所以只能得到定性信息定性信息。 熱像儀測量物體表面溫度的范圍，視具體的熱像儀系統(tǒng)而定，與掃描器種類、測量時選擇的光圈以及選擇的濾光鏡有關(guān)。 定量描述溫度需要： 標(biāo)定曲線 正確選擇測量方法，直接測量還是對比測量6.1 紅外熱像儀紅外熱像儀)(TfI 全息干涉技術(shù)，是近幾年發(fā)展起來的非接觸式測量，在熱工參數(shù)場（流場、溫度場、濃度場等）測量中有著重要的應(yīng)用前景 應(yīng)用物理光學(xué)原理，利用光波的干涉現(xiàn)象光波的干涉現(xiàn)象，在底片上同時記錄被測物體反射光波或透過光波的振幅和位相，經(jīng)顯影和定影處理后成為全息底片 根據(jù)光的衍射原理光的衍射原理，用拍攝時的

10、相干光去照射底片，就會再現(xiàn)物體的空間例題圖像6.2 全息干涉技術(shù)全息干涉技術(shù) 拍攝全息過程6.2 全息干涉技術(shù)全息干涉技術(shù)擴束鏡準(zhǔn)直鏡被測物體激光光源分光鏡反射光鏡擴束鏡準(zhǔn)直鏡全息底片反射鏡物物光光參考光參考光推薦大作業(yè)題目推薦大作業(yè)題目2 2 查閱高速攝影、流場成像的測量方面的資查閱高速攝影、流場成像的測量方面的資料，如料，如PIV(Particle Image of Velocity) 多多用于測量顆粒流動（固體顆粒、蒸汽氣泡用于測量顆粒流動（固體顆粒、蒸汽氣泡都可以視為顆粒）過程中流速場分布，能都可以視為顆粒）過程中流速場分布，能否可以進而判斷顆粒溫度場？否可以進而判斷顆粒溫度場？第四章

11、第四章 完完End of Chapter Four第四章課后問題第四章課后問題 熱電偶測溫原理、特點及其回路性質(zhì)熱電偶測溫原理、特點及其回路性質(zhì) 常用熱電偶的材料、特點和結(jié)構(gòu)常用熱電偶的材料、特點和結(jié)構(gòu) 熱電偶參比端的冷端處理熱電偶參比端的冷端處理 熱熱電勢測量方法及其測量原理電勢測量方法及其測量原理 熱電偶校驗與分度的原因及基本方法熱電偶校驗與分度的原因及基本方法 熱電阻測溫原理及特點熱電阻測溫原理及特點 常用的熱電阻元件常用的熱電阻元件 熱電阻測溫元件的結(jié)構(gòu)熱電阻測溫元件的結(jié)構(gòu) 熱電熱電阻值測量的方法阻值測量的方法 玻璃玻璃管液體溫度計、雙金屬溫度計、壓力式溫管液體溫度計、雙金屬溫度計、壓

12、力式溫度計的原理及特點度計的原理及特點 減小測溫誤差、提高測量精度的方法減小測溫誤差、提高測量精度的方法 降低輻射誤差的主要途徑及具體實施方法降低輻射誤差的主要途徑及具體實施方法 動態(tài)測溫法的基本原理動態(tài)測溫法的基本原理 壁面溫度測量中熱電偶與被測表面的接觸方式壁面溫度測量中熱電偶與被測表面的接觸方式及其誤差分析及其誤差分析 壁面溫度測量優(yōu)先考慮的問題壁面溫度測量優(yōu)先考慮的問題 非接觸式測溫的優(yōu)點非接觸式測溫的優(yōu)點 熱輻射的理論基礎(chǔ)熱輻射的理論基礎(chǔ) 亮度溫度及單色輻射式光學(xué)測溫原理亮度溫度及單色輻射式光學(xué)測溫原理 燈絲隱滅式光學(xué)高溫計的測溫原理及其注意事燈絲隱滅式光學(xué)高溫計的測溫原理及其注意事

13、項項 比色測溫法與比色溫度比色測溫法與比色溫度 熱像儀、全息攝影術(shù)的基本原理熱像儀、全息攝影術(shù)的基本原理第五章第五章 壓力測量壓力測量Measurement of the Pressure壓力測量的意義壓力測量的意義 壓力壓力是重要的熱工參數(shù)之一，為了熱力系統(tǒng)與設(shè)是重要的熱工參數(shù)之一，為了熱力系統(tǒng)與設(shè)備的備的安全安全和經(jīng)濟運行，必須對壓力加以監(jiān)測和控和經(jīng)濟運行，必須對壓力加以監(jiān)測和控制。制。 特別是壓力容器的出廠和運行，必須知道其特定特別是壓力容器的出廠和運行，必須知道其特定區(qū)域的壓力分布區(qū)域的壓力分布 一些熱工過程有其特定地壓力操作要求，如流化一些熱工過程有其特定地壓力操作要求，如流化床和一

14、些加熱爐，需要微負(fù)壓運行床和一些加熱爐，需要微負(fù)壓運行 表示方法：絕對壓力、相對壓力、負(fù)壓力、真空、表示方法：絕對壓力、相對壓力、負(fù)壓力、真空、壓差等壓差等 Pa、KPa、atm、bar 依據(jù)測壓原理將測壓方法分類：依據(jù)測壓原理將測壓方法分類： 利用重力與被測壓力平衡：利用重力與被測壓力平衡：液柱式壓力計液柱式壓力計和活塞式壓力計等和活塞式壓力計等單位面積上所承受單位面積上所承受的垂直方向上的力的大??；的垂直方向上的力的大小； 利用彈性力與被測壓力平衡：彈性式壓力利用彈性力與被測壓力平衡：彈性式壓力計，彈性元件感受壓力后變形多少反應(yīng)被計，彈性元件感受壓力后變形多少反應(yīng)被測壓力的大??；測壓力的大

15、?。?利用物質(zhì)其他與壓力有關(guān)的物理性質(zhì)：受利用物質(zhì)其他與壓力有關(guān)的物理性質(zhì)：受壓后，它的某些物理性質(zhì)會發(fā)生變化壓后，它的某些物理性質(zhì)會發(fā)生變化 壓力傳感器壓電式傳感器發(fā)展迅速壓力傳感器壓電式傳感器發(fā)展迅速壓力測量方法分類壓力測量方法分類 利用液柱對液柱底面產(chǎn)生的靜壓力與被測壓力相平衡的原理，通過液柱高度來反映被測壓力的大小 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，有相當(dāng)高的準(zhǔn)確度，在本專業(yè)中應(yīng)用很廣泛 缺點：量程受液柱高度的限制，體積大，玻璃管容易損壞及讀數(shù)不方便液體壓力計種類： U型管壓力計、 杯型壓力計、斜管式微壓計等。5.1 5.1 常規(guī)測壓方法與儀表常規(guī)測壓方法與儀表 1. 液柱式測壓儀表5.1 5

16、.1 常規(guī)測壓方法與儀表常規(guī)測壓方法與儀表P1P2 所用液體叫做封液，常用的水、酒精、水銀等)()(12121gHghpp)(121ghppghpp21212hP2P121H提高工作液密度將增加壓提高工作液密度將增加壓力的測量范圍，但靈敏度力的測量范圍，但靈敏度要降低。要降低。二、單管式壓力計（杯型壓力計） U形管壓力計要讀兩次數(shù)增大了讀數(shù)誤差，也不方便。將一邊的肘管換成大截面容器構(gòu)成單管式壓力計。原理：原理：大容器中封液的減少等大容器中封液的減少等于管中封液的增加于管中封液的增加 h2A2=h1A1（A1，A2,分別為管子截面積和分別為管子截面積和大容器的截面積大容器的截面積)若若肘管內(nèi)徑遠

17、小于杯容器內(nèi)徑，則：肘管內(nèi)徑遠小于杯容器內(nèi)徑，則：P=P1P2 =g(-1) h2 單管壓力計的應(yīng)用： 將數(shù)根肘管連至同一個大截面容器，則成為多管壓力計，電廠用它測爐膛和煙道各處的負(fù)壓。大容器內(nèi)通大氣，各肘管連至煙道各測點，此時各肘管中的液體高度即代表各處負(fù)壓。三、斜管式微壓計三、斜管式微壓計熱力實驗中用斜管式微壓計測微小壓力、負(fù)壓、差壓。 測正壓，被測壓力送入大容器 測負(fù)壓，被測壓力送入肘管 測差壓，將較高壓力送入大容器，較低壓力送入肘管。221221 sinAdhllhlAD2A1A則 p=p1-p2=(h1+h2)(- 1)g且 h2=Lsin; h1=L A2 /A1=L(d2/D2)

18、 由于被測介質(zhì)通常為氣體，所以1可忽略，整理得 pL (sin+ d2/D2) g = kL 其中k為系數(shù)，若一定，則為k常數(shù)，則讀取L數(shù)值表示被測差壓 p。 優(yōu)點： 因為L比h2放大了1/sin倍，所以讀數(shù)得相對誤差小 改變可改變k值，但不得小于150 微壓計測量范圍，靈敏度。？ 斜管式微壓計應(yīng)用范圍：一般1002500pa斜管式微壓計應(yīng)用范圍：一般1002500pa傾斜角度越小，傾斜角度越小，l越長，測量靈敏度就越高；但越長，測量靈敏度就越高；但不可太小，否則液柱易沖散，讀數(shù)較困難，誤不可太小，否則液柱易沖散，讀數(shù)較困難，誤差增大。差增大。這種這種傾斜管液柱式壓力計傾斜管液柱式壓力計可以測

19、量到可以測量到0.98Pa的的微壓。為了進一步提高微壓計的精確度，應(yīng)選微壓。為了進一步提高微壓計的精確度，應(yīng)選用密度小的酒精作為工作液體。用密度小的酒精作為工作液體。 5.1 常規(guī)測壓方法與儀表常規(guī)測壓方法與儀表 2. . 液壓式壓力計的液壓式壓力計的測量誤差及其修正測量誤差及其修正 實際使用時，很多因素會影響液柱式壓力計的測實際使用時，很多因素會影響液柱式壓力計的測量精度。對某一具體問題，有些可以忽略，有些量精度。對某一具體問題，有些可以忽略，有些必須修正必須修正 環(huán)境溫度變化的影響：封液密度、標(biāo)尺都會發(fā)生環(huán)境溫度變化的影響：封液密度、標(biāo)尺都會發(fā)生變化，但封液線膨脹系數(shù)大出標(biāo)尺的變化，但封液

20、線膨脹系數(shù)大出標(biāo)尺的1 12 2數(shù)量級，數(shù)量級，從而引起測量誤差。從而引起測量誤差。 如果環(huán)境溫度偏離如果環(huán)境溫度偏離20C，修正：修正：)20(1 20thh封液體膨脹系數(shù)封液體膨脹系數(shù)重力加速度變化的修正重力加速度變化的修正和緯度使用地點的海拔高度，地球公稱半徑H,6356766)/21 ()2cos(00265. 01 mRRHggN 液柱位于玻璃管內(nèi)，因為毛細現(xiàn)象使封液液柱位于玻璃管內(nèi)，因為毛細現(xiàn)象使封液表面形成彎月面，會引起表面形成彎月面，會引起讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差。 毛細現(xiàn)象也會造成液柱的升高或降低，與毛細現(xiàn)象也會造成液柱的升高或降低，與封液的表面張力、管徑、管內(nèi)壁的潔凈度封液的表面張

21、力、管徑、管內(nèi)壁的潔凈度等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。 實際應(yīng)用時通常加大管徑來減少毛細現(xiàn)象：實際應(yīng)用時通常加大管徑來減少毛細現(xiàn)象：酒精酒精d=3mm; ;水、水銀水、水銀d=8mm毛細現(xiàn)象造成的誤差毛細現(xiàn)象造成的誤差 根據(jù)彈性元件受壓后產(chǎn)生變形和壓力大小有確定關(guān)系的原理制成。 適用范圍（0-103Mpa),結(jié)構(gòu)簡單，廣泛應(yīng)用。 包括：金屬膜片式（包括膜片式）、波紋管式和彈簧管式。一、彈性元件的特性三、膜片和膜盒四、波紋管五、彈簧管彈性式壓力計彈性式壓力計彈性式壓力計彈性式壓力計 彈簧管、膜片、波紋管壓力計彈簧管、膜片、波紋管壓力計 彈簧管.小齒.扇形齒輪.拉桿.連桿調(diào)節(jié)螺釘6.放大調(diào)節(jié)螺釘7.接頭

22、.刻度盤.指針.游絲單圈彈簧管壓力計彈簧管是彈簧管壓力計的主要元件各種形式的彈簧管如圖所示 工作原理：彎曲的彈簧管是一根空心的管子，其自由端是封閉的，固定端焊在儀表的外殼上，彈簧管及其橫截面彈簧管及其橫截面扁圓扁圓橢圓橢圓單圈單圈平面螺旋型平面螺旋型空間螺旋形空間螺旋形 單簧管壓力表的精度，普通的是14級；精密的是0.10.5級。測量范圍從真空到(1e+9) 為了保證彈簧管壓力表的指示正確和能長期使用，儀表應(yīng)在正常允許的壓力范圍內(nèi)。對于波動較大的壓力，儀表示值應(yīng)經(jīng)常處于量程范圍的1/2附近；波動小的示值可在量程范圍的2/3左右。 被測壓力值一般不低于量程的1/3。彈性式壓力計彈性式壓力計 膜式

23、壓力計 膜式壓力計的精度一般為2.5級，適于真空或06e+6Pa; 膜盒壓力計的測量范圍為04e+4Pa。彈性式壓力計彈性式壓力計的微壓盒負(fù)壓膜盒壓力計：測量氣體粘性介質(zhì)質(zhì)或非凝固、非結(jié)晶的膜片壓力計：腐蝕性介膜式壓力計1、 膜片和膜盒1） 膜片 膜片是用金屬或者非金屬制成的圓形薄片；按工作面形狀分為：平膜片和波紋膜片。 常用的材料：錫鋅青銅、磷青銅、鈹青銅、高彈性合金、恒彈性合金、碳素銅、不銹鋼等。 膜片的厚度一般在0.050.3mm。 膜片受壓力作用產(chǎn)生位移，可直接帶動傳動機構(gòu)指示，由于膜片的位移較小，靈敏度低，指示精度也不高，一般為2.5級。 注：平膜片測量壓力時位移很小，常用來測量高壓

24、。波紋膜片常用來測量低壓。見教材p104 表5-2膜片膜盒2）膜盒 膜盒分為開口膜盒、閉口膜盒。開口膜盒用于表壓測量。閉口膜盒用于絕對壓力測量。膜盒組 彈簧管結(jié)構(gòu)示意圖彈簧管結(jié)構(gòu)示意圖 波紋管波紋管( (筒筒) )結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 (a)(a)單圈彈簧管；單圈彈簧管；(b)(b)盤旋形彈簧盤旋形彈簧 (a)(a)波紋筒結(jié)構(gòu)示意；波紋筒結(jié)構(gòu)示意； (c)(c)螺旋形彈簧管；螺旋形彈簧管；(d)(d)組合彈簧管組合彈簧管 (b)(b)與彈簧組合使用的波紋筒與彈簧組合使用的波紋筒膜片結(jié)構(gòu)示意膜片結(jié)構(gòu)示意（a）平面膜片；（）平面膜片；（b）波紋膜片；（）波紋膜片；（c）撓性膜片撓性膜片 膜盒結(jié)構(gòu)示

25、意圖膜盒結(jié)構(gòu)示意圖 3、波紋管 由于波紋管的位移相對較大，故一般可在其頂端安裝傳動機構(gòu)，帶動指針直接讀數(shù)。一般壓縮使用。線性好 特點：靈敏度高(特別是在低壓區(qū))，常用于檢測較低的壓力(1.0106Pa)，但波紋管遲滯誤差較大，精度一般只能達到1.5級一個周圍為波紋狀一個周圍為波紋狀的薄壁金屬筒體的薄壁金屬筒體 彈性壓力計的誤差及改善途徑：彈性壓力計的誤差及改善途徑： 回程誤差、遲滯誤差回程誤差、遲滯誤差 活動部件之間有間隙，引起間隙誤差活動部件之間有間隙，引起間隙誤差 活動部件之間產(chǎn)生摩擦誤差活動部件之間產(chǎn)生摩擦誤差 環(huán)境溫度改變會引起（金屬材料彈性模量環(huán)境溫度改變會引起（金屬材料彈性模量變化

26、）溫度誤差變化）溫度誤差彈性式壓力計彈性式壓力計達到0.1%的精度極為困難 提高精度的只要途徑： 采用無遲滯誤差或遲滯誤差極小的“全彈性全彈性”材料和溫度誤差很小的“恒彈性恒彈性”材料制造彈性元件，如合金Ni42CrTi,Ni36CrTiA恒彈性，熔凝石英是較理想的全彈性材料和恒彈性材料； 采用新的轉(zhuǎn)換技術(shù)，減少或取消中間傳動機構(gòu)，以減少間隙誤差和摩擦誤差，如電阻應(yīng)變轉(zhuǎn)換技術(shù)； 限制彈性元件的位移量，采用無干摩擦的彈性支承或磁懸浮制成等 合適的制造工藝，使材料的優(yōu)良性能得到充分發(fā)揮彈性式壓力計彈性式壓力計其他形式測壓儀表其他形式測壓儀表 壓阻式壓力傳感器 利用金屬受壓時電阻值會發(fā)生變化的現(xiàn)象

27、用于測量10000kgf/cm2壓力接頭引線插塊電阻線圈引線絕緣材料壓蓋壓阻式壓力計壓阻式壓力計 金屬絲具有很高的電阻壓力系數(shù)，很低的電阻溫度系數(shù) 阻壓關(guān)系近似線性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 錳銅合金、金鉻合金)/1095. 0/105 . 2) 1(126260kgfcmkgfcmKRRKPP（金鉻合金：錳銅合金：電阻壓力系數(shù)，200)()(RRRRPpp 利用鐵磁材料在壓力作用下會改變其磁導(dǎo)率的物理現(xiàn)象而制成的壓磁式壓力計壓磁式壓力計)(2)(2)2(2222PfLPfLRfLRZ 激勵電源頻率f510kHz 用于頻率1000Hz的脈動壓力測量 利用晶體的壓電效應(yīng)：某些晶體在受到機械利用晶體的壓電效應(yīng)

28、：某些晶體在受到機械外力作用時，在其垂直于變形方向的表面的外力作用時，在其垂直于變形方向的表面的電荷會產(chǎn)生分離，使晶體一個表面帶正電荷，電荷會產(chǎn)生分離，使晶體一個表面帶正電荷，另一表面帶負(fù)電荷。當(dāng)作用于其上的外力消另一表面帶負(fù)電荷。當(dāng)作用于其上的外力消失時，形變隨之消失，其表面的電荷也隨之失時，形變隨之消失，其表面的電荷也隨之消失。消失。壓電式壓力計壓電式壓力計P 在高真空下，當(dāng)氣體分子運動的平均自由行程與氣體導(dǎo)熱層厚度達到同樣數(shù)量級時，氣體的導(dǎo)熱率導(dǎo)熱率與氣體密度有關(guān)，即與氣體的絕對壓力有關(guān)熱導(dǎo)式真空計熱導(dǎo)式真空計引線tt0鉑絲氣體引線 可以測量 5(1e-3)1mmHg P=P(k(T)5

29、.2 壓力信號的電變送方法壓力信號的電變送方法 電容式電容式壓力變送器CCSSCSC/1/P固定極板感應(yīng)極板彈簧膜片 電感式電感式壓力變送器以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，壓力變送器以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，利用線圈內(nèi)磁通介質(zhì)的導(dǎo)磁率變化，將彈利用線圈內(nèi)磁通介質(zhì)的導(dǎo)磁率變化，將彈性元件的位移量轉(zhuǎn)換成電路中電感量的變性元件的位移量轉(zhuǎn)換成電路中電感量的變化，通過測量線路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓或電化，通過測量線路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓或電流信號。流信號。5.2 壓力信號的電變送方法壓力信號的電變送方法銜鐵uP線圈鐵芯 力平衡式力平衡式壓力變送器是根據(jù)李麗萍的原理壓力變送器是根據(jù)李麗萍的原理工作的：被測壓力或壓差介質(zhì)導(dǎo)入變送器

30、，工作的：被測壓力或壓差介質(zhì)導(dǎo)入變送器，彈性元件感受壓力或壓差后產(chǎn)生的集中力彈性元件感受壓力或壓差后產(chǎn)生的集中力與輸出電流經(jīng)由反饋裝置產(chǎn)生的反饋力在與輸出電流經(jīng)由反饋裝置產(chǎn)生的反饋力在杠桿系統(tǒng)內(nèi)形成力矩平衡，這時輸出電流杠桿系統(tǒng)內(nèi)形成力矩平衡，這時輸出電流值反映了被測壓力或壓差的大小。值反映了被測壓力或壓差的大小。5.2 壓力信號的電變送方法壓力信號的電變送方法壓力表的選擇和安裝壓力表的選擇和安裝 壓力測量裝置系統(tǒng)：被測對象、取壓口、壓力測量裝置系統(tǒng)：被測對象、取壓口、信號管路與附件、壓力儀表信號管路與附件、壓力儀表 被測介質(zhì)的性質(zhì)如何：氣體？液體？流速被測介質(zhì)的性質(zhì)如何：氣體？液體？流速大？

31、靜壓？動壓？大？靜壓？動壓？ 被測對象的環(huán)境條件，如無振動？腐蝕性？被測對象的環(huán)境條件，如無振動？腐蝕性？濕度？等濕度？等 被測壓力的大小與波動情況？被測壓力的大小與波動情況？ 對測量結(jié)果要求的精確度？對測量結(jié)果要求的精確度？ 信號顯示及處理方式，遠傳？轉(zhuǎn)換？信號顯示及處理方式，遠傳？轉(zhuǎn)換？5.3氣流的壓力測量氣流的壓力測量 測量氣流的壓力，主要是測量氣流的靜壓測量氣流的壓力，主要是測量氣流的靜壓和動壓。和動壓。 最常用的儀器是以空氣動力測壓法為基礎(chǔ)最常用的儀器是以空氣動力測壓法為基礎(chǔ)的總壓管和靜壓管。的總壓管和靜壓管。 由于工藝誤差和馬赫數(shù)影響，每支總壓管由于工藝誤差和馬赫數(shù)影響，每支總壓管

32、和靜壓管在使用前必須經(jīng)過風(fēng)洞校核。和靜壓管在使用前必須經(jīng)過風(fēng)洞校核。 本節(jié)只講述亞音速氣流的總壓、靜壓測量本節(jié)只講述亞音速氣流的總壓、靜壓測量 1?？倝簻y量與總壓管 總壓滯止壓力 總壓管 管口壁面光潔，感受孔軸線與來流對準(zhǔn)感受孔軸線與來流對準(zhǔn) 相對于氣流方向有一定偏流角偏流角，仍能正確反映氣流總壓 測量誤差達到速度頭的1%時的偏流角作為總壓管的不敏感偏流角p p越大，對測量越有利5.3氣流的壓力測量氣流的壓力測量1.1.總壓測量與總壓管總壓測量與總壓管 總壓管對氣流方向的敏感情況：不同管口和結(jié)構(gòu)偏流角不同，大 好！0.3d0.6d0.6d0.6d0.5d615152150總壓管1.1.總壓管的

33、選用總壓管的選用 受馬赫數(shù)影響：偏流角不大時，影響不大；偏流角增大時，馬赫數(shù)大的測量誤差大 根據(jù)氣流的速度范圍、流道的條件和對氣流方向的不敏感型，決定總壓管的結(jié)構(gòu)型式 在保證結(jié)構(gòu)剛度的前提下，總壓管應(yīng)具有較小的尺寸，以減少對流場的干擾0.5dL型圓柱型導(dǎo)流管型多點測量型2.2.靜壓測量與靜壓管靜壓測量與靜壓管 靜壓是氣流氣體本身的熱力學(xué)壓力本身的熱力學(xué)壓力，當(dāng)感受器在氣流中與氣流以相同的速度運動時，感受到的是靜壓。 壁面靜壓孔壁面靜壓孔是測量靜壓最方便的方法。 感壓孔的位置應(yīng)選在流體流線是直線的地方，這里整個截面上的靜壓基本相等。 開孔處有足夠的直管段，管道內(nèi)壁要光滑平整，否則會引起1%3%誤差 靜壓孔直徑一般以0.51mm為宜。過大或過小都不好，孔徑過大，其附近的流線變形越嚴(yán)重，誤差越大，孔徑太小，會增加加工困難，易被堵塞，增加滯后時間； 靜壓孔軸線應(yīng)和管道內(nèi)壁面垂直，壁面光滑； 若靜壓孔深度為l，直徑為d，應(yīng)取l/d=3; 連接靜壓孔與導(dǎo)壓管的接頭要固定在流道壁上，只要流道壁厚度允許，螺紋連接方法比焊接好，可避免熱應(yīng)力使壁面變形干擾流場2.靜壓測量與靜壓管靜壓測量與靜壓管 靜壓管的結(jié)構(gòu)可以與總壓管相似，只