测量技术第三章压力检测

上海电力学院检测技术实验实验八 压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。

二、实验仪器压力传感器、气室、气压表、分压器、差动放大器、电压放大器、直流电压表 三、实验原理扩散硅压力传感器的工作原理如图8-1，在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i ，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时，在垂直于电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在与电流方向垂直的两侧得到输出电压Uo 。

i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ （8-1） 式中d 为元件两端距离。

实验接线图如图8-2所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V 电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1<P2时，输出为负（P1与P2为传感器的两个气压输入端所产生的压强）。

图8-1 扩散硅压力传感器原理图图8-2 扩散硅压力传感器接线图四、实验内容与步骤1． 按图8-2接好“差动放大器”与“电压放大器”，“电压放大器”输出端接数显直流电压表，选择20V 档，打开直流开关电源。

2． 调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到适当位置并保持不动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使直流电压表20V 档显示为零。

3． 取下短路导线，并按图8-2连接“压力传感器”与“分压器”。

4．气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，将“压力传感器”的输出接到差动放大器的输入端，调节Rw1使直流电压表20V档显示为零。

6．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。

实验九扩散硅压阻式压力传感器差压测量一、实验目的了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。

二、基本原理压阻式压力传感器的硅膜片受到两个压力P1和P2作用时，由于它们对膜片产生的应力正好相反，因此作用在膜片上是△P=P1-P2，从而可以进行差压测量。

自动检测技术第三章复习题（附答案）第三章压力及力检测一、选择题1、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C）蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的（D）在电子打火机和煤气灶点火装置中，利用的是压电材料的（C）A.应变效应B.电涡流效应C.压电效应D.逆压电效应2、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（C）。

A.人的体重B.车刀的压紧力C.车刀在切削时感受到的切削力的变化量D.自来水管中的水的压力3、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择（ C ）测量转换电路。

A．单臂半桥 B．双臂半桥 C．四臂全桥4、以下几种传感器当中（ C ）属于自发电型传感器。

A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式5、属于四端元件的是( C )。

A、应变片B、压电晶片C、霍尔元件D、热敏电阻6、半导体薄片置于磁场中，当有电流流过是，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称为（C）。

A、压电效应B、压磁效应C、霍尔效应D、电涡流效应二、填空题1、由于而引起导电材料变化的现象，叫应变效应。

（变形电阻）2、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。

3、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的 2 倍。

4、在电介质的极化方向上施加交变电场或电压，它会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。

5、压电式传感器的工作原理是以晶体的压电效应为理论依据。

6、电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应。

7、霍尔电势与半导体薄片的厚度成反比。

8、在压电晶片的机械轴上施加力，其电荷产生在X面9、霍尔元件采用恒流源激励是克服温漂10、电阻应变片的温度补偿方法通常有和两大类。

（线路补偿法应变片自补偿法）11、按工作原理的不同，电容式传感器可分为、、和三种类型。

第一种常用于测量，第二种常用于测量，第三种常用于测量。

《检测技术》习题集第二章 测试系统2-1 对于二阶装置，为何要取阻尼比7060..-=ξ?2-2 解释下列概念：频率特性、频响函数和工作频带。

2-3 一个优良的测量装置或系统，当测取一个理想的三角波时，也只能作到工程意义上的不失真测量，为什么？2-4 某动压力测量时，所采用的压电式压力传感器的灵敏度为Mpa 0nc 90/.，将它与增益为)/(.nC 005V 0的电荷放大器相连，然后将其输出送入到一台笔式记录仪，记录仪的灵敏度为V 20mm /，试计算系统的总灵敏度。

又当压力变化5MPa 3.时，记录笔在记录纸上的偏移量多少？2-5 用某一阶装置测量频率为100Hz 的正弦信号，要求幅值误差限制在%5以内，问其时间常数应取多少？如果用具有该时间常数的同一装置测量频率为50Hz 的正弦信号，试问此时的幅值误差和相角差分别为多少？2-6 设用一个时间常数为1s 0.=τ的一阶装置测量输入为2sin40t 0sin4t t x .)(+=的信号，试求其输出)(t y 的表达式。

设静态灵敏度1K =。

2-7 某1s 0.=τ的一阶装置，当允许幅值误差在%10以内时，试确定输入信号的频率范围。

2-8 两环节的传递函数分别为)./(.55s 351+和)./(2n n 22n s 41s 41ωωω++，试求串联后所组成装置的灵敏度。

(提示：先将传递函数化成标准形式。

)2-9 设一力传感器为二阶分系统。

已知其固有频率为800Hz ，阻尼比为140.=ξ，当测频率为400Hz 变化的力参量时，其振幅比)(ωA 和相位差)(ωφ各为多少?若使该装置的阻尼比70.=ξ，则)(ωA 和)(ωφ又为多少?2-10 对某二阶装置输入一单位阶跃信号后，测得其响应中数值为1.5的第一个超调量峰值。

同时测得其振荡周期为28s 6.。

若该装置的静态灵敏度3K =，试求该装置的动态特性参数及其频率响应函数。

第三章 信号及其描述3-1 试分析图3-17中各种信号属于哪类信号?3-2 将图3-18所示的周期信号展开成三角形式和指数形式的傅里叶级数。

第三章电感传感器思考题与习题答案1. 单项选择题1）欲测量极微小的位移，应选择___A____自感传感器。

希望线性好、灵敏度也高、量程为1mm左右、分辨力为1μm左右，应选择___C___自感传感器为宜。

A. 变隙式B. 变面积式C. 螺线管式2）希望线性范围为±1mm，线性范围是线圈骨架长度的十分之一，应选择线圈骨架长度为___B___左右的螺线管式自感传感器或差动变压器。

A. 2mmB. 20mmC. 800mmD. 1mm3）螺线管式自感传感器采用差动结构是为了____B___。

A. 加长螺线管线圈的长度从而增加线性范围B. 提高灵敏度，减小温漂C. 降低成本D. 增加线圈对衔铁的吸引力4）自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了____C___。

A. 提高灵敏度B. 将输出的交流信号转换成直流信号C. 使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度5）某车间用轴向式电感测微器来测量直径范围为Φ10mm±1mm轴的直径误差，应选择线性范围为___B___的电感传感器为宜（当轴的直径为Φ10mm±0.0mm时，预先调整电感测微器的安装高度，使衔铁正好处于测微器的中间位置）。

A. 10mmB. 3mmC. 1mmD. 12mm6）希望远距离传送信号，应选用具有____D___输出的标准变送器。

A. 0~2VB.1~5VC.0~10mAD.4~20mA3. 差动变压器式压力传感器见下图a，其压力与膜盒挠度的关系、差动变压器衔铁的位移与输出电压的关系下图b所示。

求：1）当输出电压为50mV时，膜盒的位移是__E___ mm，压力p是__F___kPa。

2）在图a、b上分别标出线性区，综合判断整个压力传感器的压力测量范围是___C___（线性误差小于2.5%，从特性曲线上感觉不出）。

G.-5A. 0~50B.-60~+60C.-55~+55D.-70~+70E.5F.50差动变压器式压力变送器特性曲线4．有一台两线制压力变送器，量程范围为0~1MPa，对应的输出电流为4~20mA。

《安全检测技术》课程笔记第一章：安全检测技术概述1.1 安全检测技术背景及意义安全检测技术是预防事故、保障生产和生活安全的重要手段。

随着科技的进步和工业的发展，安全检测技术在各个领域得到了广泛应用。

通过对危险源的实时监测、预警和控制，可以有效地降低事故发生的风险，保障人民生命财产安全。

1.2 安全检测技术的基本概念安全检测技术是指利用各种传感器、检测仪器和设备，对生产过程中的各种参数、环境及灾害进行实时监测、预警和控制的技术。

安全检测技术主要包括传感器技术、信号处理技术、数据通信技术、计算机技术和控制技术等。

1.3 安全检测技术的分类根据检测对象和目的的不同，安全检测技术可以分为以下几类：1.3.1 生产过程参数检测：对生产过程中的温度、压力、流量、液位等工艺参数进行监测，以确保生产过程的正常运行。

1.3.2 环境及灾害检测：对环境中的有毒有害气体、粉尘、噪声、辐射等污染物和自然灾害进行监测，以预防环境污染和灾害事故。

1.3.3 事故隐患检测：对生产过程中的设备、设施、场所等可能存在的事故隐患进行检测，以提前发现并消除隐患。

1.3.4 防爆检测：对易燃易爆场所的气体、蒸气、粉尘等危险物质进行检测，以预防火灾和爆炸事故。

1.4 安全检测技术的发展趋势随着科技的不断进步，安全检测技术也在不断发展和创新。

未来安全检测技术的发展趋势主要包括：1.4.1 网络化和智能化：利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现安全检测信息的远程传输、智能分析和预警预测。

1.4.2 集成化和多功能化：将多种检测功能集成于一体，实现一体化检测，提高检测效率和准确性。

1.4.3 微型化和便携化：研发微型化、便携化的检测仪器和设备，方便现场检测和快速响应。

1.4.4 长寿命和低能耗：提高检测设备的稳定性和可靠性，延长使用寿命，降低能耗。

1.5 安全检测技术在我国的现状及挑战我国安全检测技术经过多年的发展，已取得了一定的成果。

然而，在技术水平和应用范围等方面，仍面临一些挑战：1.5.1 技术水平相对落后：与发达国家相比，我国安全检测技术在某些领域还存在一定的差距。

第三章测量技术基础一、判断题1．我国法定计量单位中，长度单位是米（m），与国际单位不一致。

（×）2．量规只能用来判断零件是否合格，不能得出具体尺寸。

( √)3．计量器具的示值范围即测量范围。

（×）4．间接测量就是相对测量。

（×）5．使用的量块越多，组合的尺寸越精确。

（×）6．测量所得的值即为零件的真值。

（×）7．通常所说的测量误差，一般是指相对误差。

( ×)8．多数随机误差是服从正态分布规律的。

( √)9．精密度越高，正确度就一定高。

( ×)10．选择计量器具时，应保证其不确定度不大于其允许值u1。

( √)二、多项选择题1．用立式光学比较仪测量轴的直径，属于（AD ）。

A．直接测量 B．间接测量 C．绝对测量 D．相对测量2.用万能测长仪测量孔的内径，属于（B ）。

A．直接测量 B．间接测量 C．绝对测量 D．相对测量3.由于测量器具零位不准而出现的误差属于（ B ）。

A．随机误差 B．系统误差 C．粗大误差4.关于量块，正确的论述有（ AB ）。

A．量块按“等”使用，比按“级”使用精度高B．量块具有研合性C．量块的形状大多为圆柱体D．量块只能作用标准器具进行长度量值传递5.由于测量误差的存在而对被测几何量不能肯定的程度称为（ C ）。

A．灵敏度 B．精确度 C．不确定度 D．精密度6.用电眼法测量内孔的直径属于（ BC ）。

A．直接测量 B．单项测量 C．非接触式测量 D．主动测量7.下列因素中引起系统误差的有（ BCD ）。

A．测量人员的视差 B．光学比较仪的示值误差C．测量过程中温度的波动 D．千分尺测微螺杆的螺距误差8.应该按仪器的（ D ）来选择计量器具。

A．示值范围 B．分度值 C．灵敏度 D．不确定度9.产生测量误差的主要有（ ABCD ）。

A．计量器具的误差 B．测量方法误差C．安装定位误差 D．环境条件所引起的误差10．为了提高测量精度，应选用（ CD ）。

第三章压力测量3.1 概述压力是工业生产过程中的重要参数之一，为了保证生产正常运行，必须对压力进行监测和控制。

比如在化学反应中，压力既影响物料平衡，又影响化学反应速度，所以必须严格遵守工艺操作规程，这就需要测量或控制其压力，以保证工艺过程的正常进行。

其次压力测量或控制也是安全生产所必须的，通过压力监视可以及时防止生产设备因过压而引起破坏或爆炸。

在热电厂中，炉膛负压反映了送风量与引风量的平衡关系，炉膛压力的大小还与炉内稳定燃烧密切相关，直接影响机组的安全经济运行。

3.1.1 压力单位工程技术上，压力对应于物理概念中的压强，即指均匀而垂直作用于单位面积上的力，用符号p 表示。

在国际单位制中，压力的单位为帕斯卡（Pascal ），简称帕，用符号a p 表示，其物理意义是1牛顿力垂直均匀地作用于1平方米面积上所产生的压力称为1帕，即2111mN p a 。

目前在工程技术上仍使用的压力单位还有：工程大气压、物理大气压、巴、毫米汞柱和毫米水柱等。

我国已规定国际单位帕斯卡为压力的法定计量单位。

3.1.2 压力的表示方法在测量中，压力有三种表示方式，即绝对压力、表压力、真空度或负压，此外，还有压力差（差压）。

绝对压力是指被测介质作用在物体单位面积上的全部压力，是物体所受的实际压力。

表压力是指绝对压力与大气压力的差值。

当差值为正时，称为表压力，简称压力；当表压力为负时，称为负压或真空，该负压的绝对值称为真空度。

差压是指两个压力的差值。

习惯上把较高一侧的压力称为正压力，较低一侧的压力称为负压力。

但应注意的是正压力不一定高于大气压力，负压力也并不一定低于大气压力。

各种工艺设备和测量仪表通常是处于大气之中，也承受着大气压力，只能测出绝对压力与大气压力之差，所以工程上经常采用表压和真空度来表示压力的大小。

所以，一般的压力测量仪表所指示的压力也是表压或真空度。

因此，以后所提压力，在无特殊说明外，均指表压力。

3.1.3 压力测量的主要方法和分类目前，压力测量的方法很多，按照信号转换原理的不同，一般可分为四类。

第三章压力检测仪表压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。

许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果;压力的监控也是安全生产的保证。

压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。

压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。

1．压力概念和单位压力概念：在工程上，“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用P表示，对应于物理学中的压强。

单位：国际标准单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa,加上词头又有千帕、兆帕等，我国规定帕斯卡为压力的法定单位.目前，工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。

在工程上，压力有几种不同的表示方法，并且有相应的测量仪表.(1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。

用来测量绝对压力的仪表，称为绝对压力表。

(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力,称为大气压力。

它随地理纬度、海拔高度及气象条件而变化，其值用气压计测定。

(3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中，则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差，称为表压力.一般地说，常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。

(4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力）,其绝对值称为真空度，用来测量真空度的仪表称为真空表。

(5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。

生产过程中有时直接以差压作为工艺参数,差压测量还可作为流量和物位测量的间接手段。

压力检测的主要方法及分类：根据不同工作原理，主要的压力检测方法及分类有如下几种。

(1）重力平衡方法液柱式压力计基于液体静力学原理。

被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，将被测压力转换为液柱高度来测量,其典型仪表是U形管压力计。

这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉，但—般为就地测量，信号不能远传；可以测量压力、负压和压差;适合于低压测量,测量上限不超过0.1～0。

2 Mpa；精确度通常为0.02％～±0.15%。