彈簧管壓力表檢定.ppt

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1、壓力計量檢定員考核培訓班講義（彈簧管壓力表檢定部分）第一節(jié)彈性元件及特性前面已介紹了幾種常用的測壓儀器中，如活塞壓力計，液體壓力計?，F(xiàn)在向大家介紹另一種壓力儀表—彈簧式壓力表。彈簧式壓力儀表的制造原理是：根據胡克定律，利用彈性元件在彈性范圍內的變形與所受外界壓力成正比的原理制成的測壓儀器。下面介紹一下彈性元件的有關特性和力學性能。一、彈性元件在工業(yè)自動化裝置中，通常把利用材料的彈性特性完成各種功能的元件稱為彈性元件。彈性元件所能完成的功能有如下幾個方面：1.對被測物理量進行變換如把一些難以直接測量的壓力、流量、溫度等物理量轉換成便于測量的長度

2、、角度、或把流量、溫度、電流、電壓方便的轉換成力、壓力和力矩來測量。2.介質隔離如在強腐蝕性或粘滯介質中使用的儀表，為防止這些介質進入測量元件的內部，可采用彈性元件進行隔離。（膜片）3.溫度補償有些儀表要求對工作環(huán)境變化造成的誤差進行補償，彈性元件能在一定范圍內完成這一功能。如熱敏雙金屬用溫度變化產生變形，可改變傳動機構的某個參數(shù)，從而補償儀表的溫度變化。4.貯能計時儀表和鐘表中的發(fā)條就是彈性元件，發(fā)條就是典型的彈性元件。很明顯，彈性元件是一種十分重要的功能元件，其質量的優(yōu)劣直接影響儀表的精度和可靠性。我國情況：1.建立彈性元件的專門機構，從

3、事理論和生產技術的研究。2.做到標準化、系列化和通用化。3.規(guī)格品種齊全，質量不斷提高。二、種類用于工業(yè)儀表中的彈性元件，按結構特征可分成：①片簧②張絲③吊絲⑤盤簧⑥螺旋彈簧⑦熱敏雙金屬⑧壓力彈簧管⑨膜片、膜盒⑩波紋管⑾振動弦，振動筒而壓力測量儀表中常用的是彈簧管（單圈、多圈）、膜片、膜盒和波紋管等。三、基本特性彈性元件雖然種類繁多，設計結構也各不相同，但它們卻有共同的基本特性，主要包括以下一些特性：1.彈性特性—作用于彈性元件上的載荷與彈性元件產生的位移之間的關系稱為彈性元件的彈性特性。載荷可能是壓力、力或力矩。位移可能是線位移或角位移。比

4、如膜盒（片）、波紋管的彈性特性是指壓力與線位移的關系。而單圈彈簧管（多圈）彈性特性是指壓力、力矩與線位移或角位移的關系。彈性特性可用數(shù)學式表示：W=?(t.P)Φ=?(t.P.M)式中W—彈性元件的線位移。t—作用在彈性元件上的集中力。P—作用在彈性元件上的壓力。M—作用在彈性元件上的力矩。Φ—彈性元件的角位移。彈性特性也可以用曲線圖表示W(Φ)線（角）位移彈性特性曲線圖123集中力t（P，M）彈性特性可以是線性的如（圖中1）彈性特性可以是非線性的如（圖中2、3）其中：2為遞減特性3為遞增特性用于測量的彈性元件，不論其特性屬于那一種，都要求能

5、準確地實現(xiàn)其彈性特性，并希望在使用過程中保持彈性特性不變，否則將影響儀表的精度和穩(wěn)定性。2.靈敏度—彈性元件在單位載荷（壓力、力或力矩）作用下，所產生的位移量叫做彈性元件的靈敏度，一般用“S”來表示。當彈性特性為線性時，其靈敏度為：Sp=當彈性元件為非線性時，其靈敏度為Sp=3剛度－使彈性元件產生單位位移（轉角）所需要的作用壓力（或力矩、力）叫做彈性元件的剛度。一般用K來表示線性kp=或kM=kp=非線性kp=或kM=kp=?—弧度M—力矩4彈性后效—當載荷停止變動或完全卸載后，彈性元件不能立刻完成相應的位移，而是需要經過一段時間才逐漸完成的

6、現(xiàn)象稱彈性后效。由圖所示，當作用到彈性元件S上的壓力由零增加到S1，然后在壓力P1保持不變的情況下，位移繼續(xù)增大到S2。反之，當壓力降到零時，位移從S2減小到S3,然后才逐漸降到零。因此彈性后效PS1S2S30P1表現(xiàn)為彈性元件承受壓力后，位移發(fā)生了時間的遲后性。5彈性滯后—彈性元件在加載與卸載過程中，彈性特性曲線不相重合的現(xiàn)象稱為彈性滯后。從圖中可以看出，在同一壓力P1下S加載與卸載時的位移不一至分別為S1和S2。用加載和卸載時位移的最大差值和彈性元件的最Smax大位移的百分比值表示彈性S2滯后的大小S1實際上，彈性后效和彈性滯后是P1Pm

7、axP同時發(fā)生的，表現(xiàn)為兩者的疊加，一般不單獨考慮。彈性后效和彈性滯后疊加后統(tǒng)稱為遲滯誤差。可見由于彈性元件彈性后效和彈性滯后的存在，是使儀表指示誤差的根本原因，因此制造儀表時，應合理選擇彈性元件，力求減小彈性后效和彈性滯后。6溫度影響—是彈性元件的工作溫度發(fā)生變化時，其幾何尺寸與材料的彈性模量也會發(fā)生變化，從而產生溫度誤差。彈性模量隨溫度的變化關系可近似表示為：Et=Eo（1+reΔt）式中Et—當溫度為t時，材料的彈性模量。Eo—當溫度為to（20°c）時，材料的彈性模量。re—彈性模量的溫度系數(shù)。Δt—溫度變化量（Δt=t–to）通常在

8、材料的選擇方面，要用彈性模量re為負數(shù)的材料，所以當周圍環(huán)境溫度下降時彈性模量增加，位移減小，反之則大。常用材料的彈性模量溫度系數(shù)表材料規(guī)格re磷青銅QSn6.5—