輪機測試技術各章小結(2014-5-1)

1、第一章第一章 小結小結u測試借助專門的技術手段，通過試驗和測量，以得知被測量的量值和性質(zhì)。u測試系統(tǒng)的三個基本組成部分：傳感器、中間變換器和顯示記錄儀器。u傳感器是借助于檢測元件接收一種形式的信息，并按一定的規(guī)律將所獲取的信息轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。u按被測物理量來分類，傳感器可分為位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、溫度傳感器等。tfsavu測試裝置的靜態(tài)特性是指被測信號不隨時間變化或變化極為綬慢時，輸出與輸入之間的關系。常用靜態(tài)特性曲線來表示。該曲線的斜率稱為靜態(tài)靈敏度。該曲線接近直線的程度用線性度來描述 。2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 2、儀表精度

2、等級、儀表精度等級精度指示值接近于被測量的實際值的準確程度。以引用誤差(允許誤差)的大小表示。 一般儀表以精度等級來表示引用誤差(允許誤差)的界限。%100KAAbaj下限刻度上限指示值的最大絕對誤差引用誤差通常，工程用儀表為0.54級； 實驗室用儀表為0.20.5級； 范型儀表在0.2級以上。2022-3-11輪 機 工 程 測 試 技 術 4第二章第二章 小結小結u液體壓力式溫度計密閉系統(tǒng)內(nèi)充滿液體工質(zhì)，利用液體體積隨溫度變化的特性進行測溫。由于液體工質(zhì)的線膨脹系數(shù)與溫度呈線性關系，因此儀表盤刻度均勻。 u壓力式溫度計是由感溫包、毛細管和彈簧管所構成的密閉系統(tǒng)及傳動指示機構所組成。u熱電偶

3、是利用不同導體間的熱電效應現(xiàn)象制成，其熱電勢的大小取決于熱電偶材料和兩接點的溫度 。u中間導體定律表明：可以把測量熱電勢的裝置接入到回路中的任意點，只要全部接點均處于同樣的溫度下，則不會影響凈熱電勢。u在國際實用溫標中，在-259.34630.74C溫度范圍內(nèi)，鉑熱電阻作為復現(xiàn)溫標的基準； 在630.741064.43C溫度范圍內(nèi)，鉑銠10-鉑熱電偶作為復現(xiàn)溫標的基準。 三、測量儀器和方法三、測量儀器和方法 1.直流電橋 可用直流電橋測量熱電阻的電阻值，從而確定熱電阻所感受的溫度。為了減小導線電阻隨環(huán)境溫度變化而變化對測量的影響，希望導線電阻相對熱電阻值要盡量小。另外，還可以通過線路進行補償。

4、常用補償方法有： 三端連接； 四端連接。 電橋測量可分為零平衡電橋與偏差電橋（零平衡電橋僅適用于測量靜態(tài)或變化緩慢的溫度）。?2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 82.電子式自動平衡交流電橋 電子式自動平衡交流電橋是零平衡電橋，只是電橋平衡是由測量裝置自動調(diào)節(jié)。當Rt 隨溫度變化時，電橋失去平衡，輸出端A和B 便有響應電壓信號輸送給放大器。經(jīng)放大后，驅(qū)動可逆伺服電機轉(zhuǎn)動。通過傳動機構，一方面帶動滑線電阻RW 的觸頭移動，使電橋恢復平衡；另一方面?zhèn)鲃訖C構驅(qū)動指針和記錄筆移動，指示出被測溫度，并在由同步電機驅(qū)動的記錄紙上繪出溫度變化曲線。?2022年3月11日星期五輪 機 工

5、 程 測 試 技 術 9 例：用鎳鉻鎳硅熱電偶測量某柴油機的排氣溫度，已知冷端溫度為30，測得的熱電勢為14.672mV，試求被測的排氣溫度。解：查表2-5，得E(30，0)=1.203(mV)， 由中間溫度定律，有)(875.15203. 1672.14)0 ,30()30,()0 ,(mVEtEtE查表2-5，得E(380，0)=15.552(mV)， E(390，0)=15.974(mV)按線性插值法，得380390)0 ,380()0 ,390(380)0 ,380()0 ,(EEtEtE)(7 .387380)380390(552.15974.15552.15875.15 380)3

6、80390()0 ,380()0 ,390()0 ,380()0 ,(CEEEtEt因此，被測的排氣溫度為2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 10 3.補償電橋法冷端溫度補償器 在生產(chǎn)運行中，冷端溫度很難保持不變，用查分度表來計算很麻煩。此時可采用冷端溫度補償器進行自動補償。使用補償電橋時，只須把顯示儀表機械零點調(diào)到20oC溫度上，則無論冷端溫度如何變化，指示值均為實際被測值。2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 11第三章第三章 小結小結u彈簧管式壓力表的核心元件是一根橢圓截面的空心金屬管，當具有壓力的介質(zhì)通入時，彈簧管的自由端產(chǎn)生位移，經(jīng)機械放大機

7、構的傳動，轉(zhuǎn)換為指針的角位移，從而可借助刻度指示出壓力的大小。u霍爾式彈簧管遠傳壓力表是利用霍爾效應將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后利用電氣儀表對電壓信號進行測量。u測量液體壓力差的膜片式壓力傳感器由兩部分組成：一部分是通過彈性膜片將兩旁腔室中的壓力轉(zhuǎn)換為膜片位移；第二部分是通過由線圈和鐵心組成的差動變壓器將膜片傳遞來的位移轉(zhuǎn)換為電信號輸出。u差動變壓器是將位移變換為互感系數(shù)變化的變換器。差動變壓器輸出的交流電壓的幅值大小反映了鐵心位移量的大小，也就是反映了壓差信號的大小。u u電阻應變測量是廣泛用于結構強度實驗應力分析的主要測量方法，同時也是力、扭矩、壓力、位移和加速度等參數(shù)測量的重要方

8、法之一。 u半導體應變片的優(yōu)點：靈敏系數(shù)大，機械滯后小，頻率響應快，頻帶寬。u粘固在試件上的應變片，除了感受機械應變而使電阻變化外,當環(huán)境溫度變化時,也要引起的電阻的變化，這一現(xiàn)象稱為溫度效應。因此，使用應變片測量時均應采用溫度補償措施（常采用橋路補償法畫出電路圖并說明補償原理）。u能將電阻、電感、電容量的變化轉(zhuǎn)換電壓或電流輸出的測量電路稱為電橋。u半橋雙臂電橋具有溫度補償作用，且比半橋單臂電橋工作時輸出增加一倍。(全橋、半橋雙臂和半橋單臂電橋的表達式)壓力差傳感器壓力差傳感器 測量液體壓力差的膜片式壓力傳感器由兩部分組成：一部分是通過彈性膜片1將兩旁腔室中的壓力轉(zhuǎn)換為膜片位移；第二部分是通過

9、由線圈3和4及鐵心11組成的差動變壓器將膜片傳遞來的位移轉(zhuǎn)換為電信號輸出。2022-3-11輪 機 工 程 測 試 技 術 154）電阻應變的電橋測量原理）電阻應變的電橋測量原理應變片電橋電路被測非電量電阻R電流或電壓ERRRRRRRRERRRRRRUUUBD43213241212434直流電橋的開路輸出電壓為 設R1為應變片，工作時電阻值變?yōu)镽1+R1，則電橋的開路電壓為：R2R1R3R4ABCDEUERRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRU431211432414312132411)(2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 16 若電橋已調(diào)平衡,即R1R4R2R3=0

10、，并考慮到實際測量時R1R1+R2，分母中R1可忽略不計，則上式可化為1114321443214KRRRRRERRRRRRERU式中，K1、1應變片靈敏系數(shù)及產(chǎn)生的應變。 通常取R1=R2=R3=R4=R，稱為全等臂電橋。當其中一個橋臂工作（半橋單臂電橋）時：111414EKRREUACR2R1R3R4BDEU2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 17 式(2-23) 、(2-24)是電橋常用的基本關系式。它表明電橋的輸出與所測應變呈線性關系。可采用增加電橋電源的電壓或減小橋臂電阻R的方法提高電橋靈敏度。另外可選擇靈敏系數(shù)K較大的應變片以提高電橋靈敏度。當電橋四臂皆為應變片

11、（全橋），且四個橋臂應變片完全相同，則4321432144KRERRRRREUCR2R1R3R4BDEU2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 18 如果只有1、2兩個橋臂工作（半橋雙臂電橋），且1=2 ，則0421KEU 這就是前面溫度補償措施里提到的橋路補償原理。 如果只有1、2兩個橋臂工作（半橋雙臂電橋），且2=-1，則11124KEKEUCR2R1R3R4BDEU 上兩式表明：半橋雙臂電橋有溫度補償作用，且比半橋單臂電橋工作時輸出增加一倍。2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 19 電橋的加法特性： 相鄰橋臂異號、相對橋臂同號電阻變化時，電橋能將各

12、橋臂引起的電壓自動相加后輸出。 電橋的減法特性： 相鄰橋臂同號、相對橋臂異號電阻變化時，電橋能將各橋臂引起的電壓自動相減后輸出。 下式表明了以上特性。4321432144KRERRRRREUCR2R1R3R4BDEU重要結論重要結論：相鄰橋臂相同變化或相對橋臂相反變化，靈敏度降低； 相鄰橋臂相反變化或相對橋臂相同變化，靈敏度增加。2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 20第四章第四章 小結小結u使用量瓶測量燃油消耗量,當用手按秒表測量時，測量容積應選擇得使測量時間在1分鐘左右較好 。采用帶穩(wěn)壓腔的玻璃量瓶來進行測量，可提高測量精度。u量瓶式測量裝置只能作抽樣測量，不能連續(xù)測

13、量燃油消耗量。往復活塞式油耗儀可以在任意長的時間內(nèi)連續(xù)測量燃油消耗量。u往復活塞式油耗儀對汽油機，它裝在汽化器前面；對柴油機，它裝在噴油泵前面。u燃油消耗量的秤量法，每次測量時所取下的砝碼質(zhì)量（即燃油消耗質(zhì)量），應使測量時間為一分鐘左右較好。u流量越大，玻璃轉(zhuǎn)子流量計（需要垂直安裝）的轉(zhuǎn)子停留的位置越高。根據(jù)這一高度，可由錐管刻度直接讀出流量值（如不是水，應修正）。u渦輪流量計前、后直管段長度要求分別大于管道直徑的15倍和5倍，且要求水平安裝，前面應裝過濾器。2022年3月11日星期五輪 機 工 程 測 試 技 術 232022-3-1124/67n負遷移負遷移形成原因：加隔離罐或采形成原因：

14、加隔離罐或采用法蘭式測壓差。用法蘭式測壓差。1210ghgHPP正壓室：正壓室：220ghPP負壓室：負壓室：BgHhhggHPPP11221)(差壓：差壓：當當H=0時，差壓的輸出并不為零，而是時，差壓的輸出并不為零，而是-B。為使。為使H=0時，時，差變的輸出為差變的輸出為4mA，就要消除，就要消除-B的影響。稱之為量程遷移。的影響。稱之為量程遷移。由于要遷移的由于要遷移的差壓差壓為負值，所以稱為負遷移。為負值，所以稱為負遷移。2022-3-1125/67量程遷移實例量程遷移實例 例如：已知例如：已知31/1200mkg32/950mkgmh0 . 11mh0 . 52m0 . 30mL

15、液位高度變化形成的差壓值為：液位高度變化形成的差壓值為： 所以可選擇差壓變送器量程為所以可選擇差壓變送器量程為40kPaPagH3528038 . 912001PaghhB372408 . 9950) 15()(212 所以負遷移量為所以負遷移量為37.240kPa，即將差壓變送器的零點調(diào)，即將差壓變送器的零點調(diào)為為-37.240kPa。遷移后差。遷移后差壓壓的測量范圍為的測量范圍為-37.242.76kPa。2022-3-1126/67n正遷移正遷移011pgHghP正壓室：正壓室：負壓室：負壓室：0pP 壓差：壓差：gHghPPP11當當H=0時，差壓輸出并不為時，差壓輸出并不為零，其值為

16、零，其值為ghC1其遷移量為正值，所以稱為正遷移。其遷移量為正值，所以稱為正遷移。綜上所述：綜上所述：正負遷移的實質(zhì)是改變變送器的零點，同時改正負遷移的實質(zhì)是改變變送器的零點，同時改變量程的上下限，而量程范圍不變。變量程的上下限，而量程范圍不變。2022-3-1127/67第六章第六章 小結小結u手持離心式轉(zhuǎn)速表的工作原理是利用旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力與旋轉(zhuǎn)角速度成比例的原理來測量被測軸的轉(zhuǎn)速。為了擴大量程，轉(zhuǎn)速表內(nèi)設有變速箱，可根據(jù)需要選擇量程范圍 。 u磁性轉(zhuǎn)速表優(yōu)點：結構簡單，尺寸小，刻度均勻，測速范圍大，對振動不敏感 。適用于車、船等振動較大情況使用。u發(fā)電機式轉(zhuǎn)速表由測速發(fā)電機、連接電纜和轉(zhuǎn)速指示器組成。其特點是傳遞的信號為電信號，可進行瞬時轉(zhuǎn)速的測量，便于遠距離測量和自動控制，可靠性高，測量范圍大，最大量程可達10000 r/min，誤差在1.5%2%左右。u光照越強，光敏電阻的阻值越小，光電管的陽極電流越大，光電池的開路電壓越高 ，光電池的短路電流越 大。 u發(fā)動機的有效功率是從扭矩和轉(zhuǎn)速的直接測量結果，經(jīng)計算間接得到的。 u實際上內(nèi)燃機所發(fā)出的