理论教育 如何选择压力传感器?

如何选择压力传感器?

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:压力传感器主要用于测量固体、气体和流体等的压力。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。

如何选择压力传感器?

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。

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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

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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

978-7-111-46732-8-Chapter05-97.jpg(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R1R3沿圆周方向贴在筒壁,温度补偿应变计R2R4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

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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

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对于厚壁圆筒(壁厚与中面曲率半径之比>1/20),则有

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式中 p——压力;

Dd——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。

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