Tổng hợp bài giảng môn Kĩ thuật đo| Bài giảng môn Kĩ thuật đo| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tổng hợp bài giảng môn Kỹ thuật đo| Bài giảng môn Kỹ thuật đo| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Tài liệu gồm 426 trang giúp bạn ôn tập và đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới. Mời bạn đọc đón xem.

Bài2:Cmbiếnđoápsut
1
Định nghĩavàđơnvịđpsut
Đị h
hĩ
Á
t
đ
đị h
hĩ
bi
l
d
Đị
n
h
ng
hĩ
a:
Á
psu
t
đ
ược
đị
n
h
ng
hĩ
a
bi
l
c
c
d
ng
n
mt đơnv dintích,thông thường đượccoilàtrênb
m
t
p
hn
g
.
p g
P
=
Áp sut; A
=
Din tích;
101 32
kP
t t
đối
Ápsut
cahệđo
Chun
P
Áp
sut;
A
Din
tích;
F=Lc
101
.
32
kP
a
t
uy
t
đối
1atm tuyt đối
14.696 lb/in.
2
Áp sut
Tham kho
định
x
Ápsut
14.696
lb/in.
tuyt đối(writtenaspsia)
1.013bartuyt đối
Áp sut
tiêu chun
định
x
Ápsut
cahệ
tuytđối
(vi1bar=100kPa)
Ápsut
thamkho
tuyt đối
Đo
Áp
sut
được
hiu
so
sánh
vi
2
tuyt
đối
Ápsut
chânkhông
Đo
Áp
sut
được
hiu
so
sánh
vi
áp sut định chun
Đơnvịápsutđoápsut
Ápsutởchiusâubtk:
Mtthoáng
equivalentheadofuidatdepthh
*atonestandardatmosphere
Bềmtdin
(p
0
=0absolute)
760mmHgtuyt đối =760torr tuyt đối
= 1
atm
tuyt
đối
= 10 350 8 mm H
O
tíchA,chiusâuh
γ
: khi lượng riêng
=
1
atm
tuyt
đối
=
10
.
350
,
8
mm
H
2
O
tuyt đối =29.92inHgtuyt đối
=407,513inH
2
Otuyt đối
γ
:
khi
lượng
riêng
cachtlng
l /
2
l /
2
l /
2
Á
khí
k
h
Chun
s
dng
thu
ngân
(Hg)
khi
lượng
riêng
0 0135951 kg/cm
3
0
0
C
Pasca
l
=Newton
/
m
2
1mbar=10
2
N/m
2
=10
2
Pa
Pasca
l
=Newton
/
m
2
1mbar=10
2
N/m
2
=10
2
Pa
Pasca
l
=Newton
/
m
2
1bar=10
5
N/m
2
=10
5
Pa
Á
psu
t
khí
quy
n
k
t
h
u
t:1at
=0,980665bar=1kp/cm
2
Chun
s
dng
thu
ngân
(Hg)
khi
lượng
riêng
0
.
0135951
kg/cm
0
C
nước, khilượng riêng 0.000998207kg/cm
3
ở20
0
C.
3
BNG CHUYN ĐỔI ĐƠNV ÁP SUT
BNG
CHUYN
ĐỔI
ĐƠN
V
ÁP
SUT
4
CMBINÁPSUT
Mt thiết b th chuyn đổi áp sut đo sang tín hiu cơ hoc đin.
Mt
thiết
b
th
chuyn
đổi
áp
sut
đo
sang
tín
hiu
cơ
hoc
đin.
Cũngnhngđầuđotổhpcảcmbiếnbộchuynđổi
Đầutiêncmbiếnthườngphntửbiếnd ngsẽbịbiếndnghoclchh ướngdướic
đ
n
g
caá
p
sutđotươn
g
đốisoviá
p
sutthamchiếu.
g p g p
Thứhai,cmbiếnchuynđilượngsailchcaphntửđànhithànhtínhiusnsàng
đolườngđược.
Sai s:
.
Sai
s:
Cmbiếnápsut:
Độphângii,trôiđim0,
i t ế h i ốđ
sa
i
s
t
uy
ế
n
n
h
,sa
i
s
độ
nhy,saisốhệthng,
nhiu,trôidonhitđộ
à
ng
xi
phông
/
bình
xếp
Bd
d
C
môitrườngthayđ
i.
Bộtruyn:
Saisốdotigiađầura
som
à
ng
ng
xi
phông
/
bình
xếp
ng
B
our
d
on
d
ng
C
cabộtruynbộchỉ
thị
5
somàng kép nghìnhconnhng
Các phnt biếndng dùng làm cmbiếpsut
Cmbiếpsutloicơ hc
so
màng
Bình dãn n
so
ng
so
màng
so
ng
6
ngBourdon(lòsoống)
Mtốngkimloiuncongtiếtdinhìnhelipthểbịbiếndngcơhcd ướic
độngcaápsut:Mtđầuốngđượcgiữcốđịnhápsutđođượcđưavàotừđầu
y.
Chênh lch áp sut
[
trong:ngoài
]
làm
cho
ng
Cui
hành
trình
ng
burdon
[
trong:ngoài
]
làm
cho
ng
b biếndng đầut do
ca ng b lch đi
Cui
hành
trình
Khp
ni
ni
Bn
g
Em thy
dng
c
M cho áp
t
à
g
s
dng
c
y ởđâu?
7
su
t
v
à
o
Áp sut
vào
somàng
Mtđĩatrònđànhimngđượccố
định cht theo chu vi
định
cht
theo
chu
vi
.
Hotđộng:Chênhlchápsuttácđộng
vàođỉnhđếnđáycamànglàmcho
màngbịbiếndng
somàng
somàng kép
Tnsố(rad/s)camàngtròn
Độlchlnnht
8
Phmvi hot động:
so màng:
0,25 ÷ 25 bar
so bình dãn n
:
16 mbar ÷ 600 mbar
so
ng:
1,6 ÷ 1600 bar
9
ĐO ÁP SUT VI TÍN HIU ĐIN
Biếnthế vi sai Đin dung
10
PHNTỬĐOBINDNG
Tensor
Màng sc co dãn kim loi
Tensor
‐
Màng
sc
co
dãn
kim
loi
M
ch đi
nmàn
g
s
c
g
codãnvànguyênlý
y dn đinb kéo/nén:
chiudài,mtct,đintr sut
thay
đổi
=>
đin
tr
thay
đổi
11
thay
đổi
=>
đin
tr
thay
đổi
Tính
s
thay
đổi
tương
đối
ca
đin
tr
R
Tensor
Tính
s
thay
đổi
tương
đối
ca
đin
tr
R
qua tính sai s
•Tha
y
tính viA
,
tính
q
ua đườn
g
kính D
y
,
q
g
Chi
h
th
đổi
hi
dài
t
đối
K
=
Chi
ac
h
o
th
ay
đổi
c
hi
u
dài
t
ương
đối
(độ dãn n)
K
•Vế trái: T l gias thay đổitương đối
ca
đin
tr
độ
dãn
n
>
Độ
nhy
K
ca
Tensor
ca
đin
tr
độ
dãn
n
=
>
Độ
nhy
K
ca
Tensor
•Vế phi: H s Poisson μ:
t
l
i
à
K=
12
t
l
g
i
as co ngang v
à
thay đổichiu dài
K=
thay đổi ít
Tensor
H
s
Poison
μ
= 02
÷
05
thay
đổi
ít
H
s
Poison
μ
=
0
,
2
÷
0
,
5
K tr s lnnht=2
K = 1+ 2
μ
1 +
205= 2
S thay đổi tương đối ln nht ca đin tr
~
K
=
1+
2
μ
1
+
2
.
0
,
5
=
2
S
thay
đổi
tương
đối
ln
nht
ca
đin
tr
gp2lnđộdãnn ởε:
= Kε =2ε
6
3
ε
trịs
10
6
÷10
3
Đin tr ban đầu R
0
, sai s
Viếtli:
13
SỬDNGCPHNTỬĐOBINDNGCHUN
ế ế ế ế
Dántrcti
ế
plêncácph
nt
bi
ế
ndng/diaphragmsaochobi
ế
nd ngcđộngtrcti
ế
plên
diaphragm
Đintrởtỷlệtuyếntínhvikhongbiếndngrng(liênhệtrctiếpviápsutthayđổi)
Đintr
biến
dng
Th tích chết
diaphram
biến
dng
chun
diaphram
Tín hiu
đinchun
hoá
y
Đipkíchđầuvào
Tín hiu đin đầura
y
dn
MCH CU ĐỂ ĐO ÁP SUT
MCH
CU
ĐỂ
ĐO
ÁP
SUT
KiUMÀNG(diaphram)
14
P
ref
SƠĐỒĐO
CÁC LOI
CÁC
LOI
TENSOR
TRONG
TRONG
CÔNG
NGHIP
NGHIP
15
CÁC LOI TENSOR TRONG CÔNG NGHIP
16
ĐẶCTÍNHKỸTHUT
Tensor
17
Tensor
ĐẶCTÍNHKỸTHUT
????????
????????
18
MÀNG SC CO DÃN LOI MÀNG MNG
Đặc tính:C
u đintr độ nhycao,ít ph thuc vào nhit độ
Biacatot
Dngcụđo
Khívào
19
toMMbngphúnx
MÀNG SC CO DÃN LOI MÀNG MNG
20
| 1/426

Preview text:

Bài 2: Cảm biến đo áp suất 1
Định nghĩa và đơn vị đo áp suất • Định nghĩa: Áp suất
ấ được định nghĩa bởi ở lực tác dụng lên
một đơn vị diện tích, thông thường được coi là trên bề mặt ặ phẳng. P = Áp su ất; ấ A = Di ệ Di n tích; Áp suất của hệ đo F = Lực Chuẩn • 101.32 kP a t ệ uy t ệ đối Áp suất Áp suất • 1 atm tuyệt đối Tham khảo • định xứ x 14.696 lb/in.2 lb/in. Áp suất Áp suất
tuyệt đối (written as psia) tiêu chuẩn của hệ tuyệt đối • 1.013 bar tuyệt đối (với 1 bar = 100 kPa) Áp suất tham khảo tuyệ tuy t ệ đố i Đo Áp suất ấ được hiể hi u so sánh vớ v i áp suất định chuẩn Áp suất 2 chân không
Đơn vị áp suất và đo áp suất
Áp suất ở chiều sâu bất kỳ: Mặt thoáng
equivalent head of fluid at depth h Bề mặt có diện
* at one standard atmosphere tích A, chiều sâu h (p0 = 0 absolute)
760 mm Hg tuyệt đối = 760 torr tuyệt đối γ: kh ố kh i l ượ l ng ượ riêng = 1 atm at tuyệ tuy t ệ đối đố = 10.350,8 mm H O 2 của chất lỏng
tuyệt đối = 29.92 in Hg tuyệt đối
= 407,513 in H2O tuyệt đối Pas Pa c l a = = Newt Ne / 2 l / on m m2 Pasc l a = Newt / 2 on/m Áp s ấ u t khí quy n kỹ k h t u t: 1 at 1mbar 1 = mbar =102 102N/m2 N/m = 2 =102 10 Pa 2 Pa
1 bar = 105 N/m2 = 105 Pa
= 0,980665 bar = 1kp/cm2 Chuẩn sử s dụng thuỷ ngân ng (Hg) có khối ố lượng ượ riêng 0.0135951 kg/c / m3 m ở 00 0 C và
nước, có khối lượng riêng 0.000998207 kg/cm3 ở 200C. 3 BẢNG CHUY ỂN ĐỔI ĐƠ N VỊ ÁP SU ẤT 4 CẢM BIẾN ÁP SUẤT • Một ộ thiết ế bị có thể chuyể chuy n ể đổi áp suất ấ đo sang tín hiệu ệ cơ c hoặc điện. ệ
• Cũng có những đầu đo tổ hợp cả cảm biến và bộ chuyển đổi
• Đầu tiên cảm biến thường là phần tử biến dạng sẽ bị biến dạng hoặc lệch hướng dưới tác độn ộ g
g của áp suất đo tương đ
g ối so với áp suất tham chiếu.
• Thứ hai, cảm biến chuyển đổi lượng sai lệch của phần tử đàn hồi thành tín hiệu sẵn sàng đo lường được. Sai s ố:
Cảm biến áp suất: .
Độ phân giải, trôi điểm 0, sai ố s t ế uy n tí nh, sai ố s đ ộ độ
nhạy, sai số hệ thống,
nhiễu, trôi do nhiệt độ ống B d
our on dạng C ống xi phông /bình / xế x p Lò so à m ng môi trường thay đổi. • Bộ truyền:
Sai số do tải giữa đầu ra
của bộ truyền và bộ chỉ thị Lò so màng kép ống hình con nhộng 5
Các phần tử biến dạng dùng làm cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất loại cơ học Bình dãn nở Lò so ống Lò so màng 6
Ống Bourdon (lò so ống)
Một ống kim loại uốn cong có tiết diện hình elip có thể bị biến dạng cơ học dưới tác
động của áp suất: Một đầu ống được giữ cố định và áp suất đo được đưa vào từ đầu này. ống burdon Chênh lệch áp suất Cuố Cu i hành trình [tr [ ong:ng tr oài ong:ng ] làm cho ống ố
bị biến dạng và đầu tự do của ống bị lệch đi Khớp nố n i Bảng số Em thấy Mở cho áp ấ su t ấ à v o dụng cụ Áp suất này ở đâu? vào 7 Lò so màng
Một đĩa tròn đàn hồi mỏng được cố định ch ặ ch t ặ theo chu vi .
Hoạt động: Chênh lệch áp suất tác động
vào đỉnh đến đáy của màng và làm cho màng bị biến dạng Lò so màng Lò so màng kép
Tần số (rad/s) của màng tròn Độ lệch lớn nhất 8 Phạm vi hoạt động: Lò so ống: Lò so màng: Lò so bình dãn ở n : 1,6 ÷ 1600 bar 0,25 ÷ 25 bar 16 mbar ÷ 600 mbar 9
ĐO ÁP SUẤT VỚI TÍN HIỆU ĐIỆN Biến thế vi sai Điện dung 10
PHẦN TỬ ĐO BIẾN DẠNG – Ten Te s n or ‐ Màng s ọc co dãn kim lo lo i Mạch điện màng sọc co dãn và nguyên lý
Dây dẫn điện bị kéo/nén:
chiều dài, mặt cắt, điện trở suất thay tha đổi => điệ i n trở tr thay tha đổi 11 Tensor
Tính sự thay đổi tương đối của điện trở R qua tính sai số
• Thay vì tính với A, tính qua đường kính D Chi h th đổi hiề K=
• Chia cho thay đổi chiề K u dài tương đối (độ dãn nở)
• Vế trái: Tỷ lệ giữa sự thay đổi tương đối
của điện trở và độ dãn nở => Độ nhạy K của Tensor T
• Vế phải: Hệ số Poisson μ: tỷ
t lệ giữa sự co ngang và K= à thay đổi chiều dài 12 Tensor thay tha đổ i ít Hệ số s Poi Po so s n o μ = 0 2 , ÷ 0 5 ,
K có trị số lớn nhất = 2 K = 1+ 2μ 2 ≅ 1 + 2 0 . 5 , = 2 • Sự thay tha đổi tương đối lớ l n ớ nhất ấ củ c a điệ i n trở tr ~
gấp 2 lần độ dãn nở ε: = Kε =2ε ố 6 3
• ε có trị số 10‐6 ÷ 10‐
• Điện trở ban đầu R0, sai số • Viết lại: 13
SỬ DỤNG CÁC PHẦN TỬ ĐO BIẾN DẠNG CHUẨN
•Dán trực tiếp lên các phần ử
t biến dạng/diaphragm sao cho biến dạng tác động trực tiếp lên diaphragm
• Điện trở tỷ lệ tuyến tính với khảong biến dạng rộng (liên hệ trực tiếp với áp suất thay đổi) Thể tích chết Điện trở biến dạng diaphram biến dạng diaphr chuẩn Tín hiệu điện chuẩn hoá Dây dẫn Điện áp kích đầu vào Tín hiệu điện đầu ra MẠ M CH Ạ CẦ C U Ầ ĐỂ ĐO ÁP SUẤ SU T Ấ KiỂU MÀNG (diaphram) P ref 14 SƠ ĐỒ ĐO CÁC L OẠ LO I TENSOR TRONG CÔNG NGHIỆP Ệ 15
CÁC LOẠI TENSOR TRONG CÔNG NGHIỆP 16 Tensor ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT 17 Tensor ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT ???????? 18
MÀNG SỌC CO DÃN LOẠI MÀNG MỎNG Đặc tính: ầ
C u điện trở có độ nhạy cao, ít phụ thuộc vào nhiệt độ Bia catot Dụng cụ đo Khí vào
tạo MM bằng phún xạ 19
MÀNG SỌC CO DÃN LOẠI MÀNG MỎNG 20