压力传感器主要用于测量固体、气体和流体等的压力。同样,传感器所用弹性元件有膜式、筒式、组合式等多种形式。
1.膜式压力传感器
它的弹性元件为四周固定的等截面圆形薄板,又称平膜板或膜片。其一表面承受被测分布压力,另一侧面贴有应变计。应变计接成桥路输出,如图5-45所示。
应变计在膜片上的粘贴位置根据膜片受压后的应变分布状况来确定,通常将应变计分别贴于膜片的中心(切向)和边缘(径向)。因为这两处应变最大符号相反,接成全桥线路后传感器输出最大。应变计可采用专制的圆形应变花。
图5-45 膜式压力传感器
膜片上粘贴应变计处的径向应变εr和切向应变εt与被测力p之间的关系为
式中 x——应变计中心与膜片中心的距离;
h——膜片厚度;
r——膜片半径;
E——膜片材料的弹性模量;
μ——膜片材料的泊松比。
为保证膜式压力传感器的线性度小于3%,在一定压力作用下,要求
(www.daowen.com)
2.筒式压力传感器
它的弹性元件为薄壁圆筒,筒的底部较厚。这种弹性元件的特点是,圆筒受到被测压力后外表面各处的应变是相同的。因此应变计的粘贴位置对所测应变不影响。如图5-46所示,工作应变计R1、R3沿圆周方向贴在筒壁,温度补偿应变计R2、R4贴在筒底外壁上,并接成全桥线路,这种传感器适用于测量较大压力。
对于薄壁圆筒(壁厚与臂的中面曲率半径之比<1/20),筒壁上工作应变计处的切向应变εt与被压力p的关系,可用下式求得
图5-46 筒式压力传感器
a)结构示意图 b)筒式弹性元件
1—插座 2—基体 3—补偿应变片 4—工作应变片 5—应变筒
对于厚壁圆筒(壁厚与中面曲率半径之比>1/20),则有
式中 p——压力;
D、d——分别为圆筒内外直径;
E——圆筒材料的弹性模量;
μ——圆筒材料的泊松比。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。