轮机测试技术各章小结(2014-5-1)

1、第一章第一章 小结小结u测试借助专门的技术手段，通过试验和测量，以得知被测量的量值和性质。u测试系统的三个基本组成部分：传感器、中间变换器和显示记录仪器。u传感器是借助于检测元件接收一种形式的信息，并按一定的规律将所获取的信息转换成另一种信息的装置。u按被测物理量来分类，传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器、温度传感器等。tfsavu测试装置的静态特性是指被测信号不随时间变化或变化极为绶慢时，输出与输入之间的关系。常用静态特性曲线来表示。该曲线的斜率称为静态灵敏度。该曲线接近直线的程度用线性度来描述 。2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 2、仪表精度

2、等级、仪表精度等级精度指示值接近于被测量的实际值的准确程度。以引用误差(允许误差)的大小表示。 一般仪表以精度等级来表示引用误差(允许误差)的界限。%100KAAbaj下限刻度上限指示值的最大绝对误差引用误差通常，工程用仪表为0.54级； 实验室用仪表为0.20.5级； 范型仪表在0.2级以上。2022-3-11轮 机 工 程 测 试 技 术 4第二章第二章 小结小结u液体压力式温度计密闭系统内充满液体工质，利用液体体积随温度变化的特性进行测温。由于液体工质的线膨胀系数与温度呈线性关系，因此仪表盘刻度均匀。 u压力式温度计是由感温包、毛细管和弹簧管所构成的密闭系统及传动指示机构所组成。u热电偶

3、是利用不同导体间的热电效应现象制成，其热电势的大小取决于热电偶材料和两接点的温度 。u中间导体定律表明：可以把测量热电势的装置接入到回路中的任意点，只要全部接点均处于同样的温度下，则不会影响净热电势。u在国际实用温标中，在-259.34630.74C温度范围内，铂热电阻作为复现温标的基准； 在630.741064.43C温度范围内，铂铑10-铂热电偶作为复现温标的基准。 三、测量仪器和方法三、测量仪器和方法 1.直流电桥 可用直流电桥测量热电阻的电阻值，从而确定热电阻所感受的温度。为了减小导线电阻随环境温度变化而变化对测量的影响，希望导线电阻相对热电阻值要尽量小。另外，还可以通过线路进行补偿。

4、常用补偿方法有： 三端连接； 四端连接。 电桥测量可分为零平衡电桥与偏差电桥（零平衡电桥仅适用于测量静态或变化缓慢的温度）。?2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 82.电子式自动平衡交流电桥 电子式自动平衡交流电桥是零平衡电桥，只是电桥平衡是由测量装置自动调节。当Rt 随温度变化时，电桥失去平衡，输出端A和B 便有响应电压信号输送给放大器。经放大后，驱动可逆伺服电机转动。通过传动机构，一方面带动滑线电阻RW 的触头移动，使电桥恢复平衡；另一方面传动机构驱动指针和记录笔移动，指示出被测温度，并在由同步电机驱动的记录纸上绘出温度变化曲线。?2022年3月11日星期五轮 机 工

5、 程 测 试 技 术 9 例：用镍铬镍硅热电偶测量某柴油机的排气温度，已知冷端温度为30，测得的热电势为14.672mV，试求被测的排气温度。解：查表2-5，得E(30，0)=1.203(mV)， 由中间温度定律，有)(875.15203. 1672.14)0 ,30()30,()0 ,(mVEtEtE查表2-5，得E(380，0)=15.552(mV)， E(390，0)=15.974(mV)按线性插值法，得380390)0 ,380()0 ,390(380)0 ,380()0 ,(EEtEtE)(7 .387380)380390(552.15974.15552.15875.15 380)3

6、80390()0 ,380()0 ,390()0 ,380()0 ,(CEEEtEt因此，被测的排气温度为2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 10 3.补偿电桥法冷端温度补偿器 在生产运行中，冷端温度很难保持不变，用查分度表来计算很麻烦。此时可采用冷端温度补偿器进行自动补偿。使用补偿电桥时，只须把显示仪表机械零点调到20oC温度上，则无论冷端温度如何变化，指示值均为实际被测值。2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 11第三章第三章 小结小结u弹簧管式压力表的核心元件是一根椭圆截面的空心金属管，当具有压力的介质通入时，弹簧管的自由端产生位移，经机械放大机

7、构的传动，转换为指针的角位移，从而可借助刻度指示出压力的大小。u霍尔式弹簧管远传压力表是利用霍尔效应将弹性元件的位移转换为电压信号，然后利用电气仪表对电压信号进行测量。u测量液体压力差的膜片式压力传感器由两部分组成：一部分是通过弹性膜片将两旁腔室中的压力转换为膜片位移；第二部分是通过由线圈和铁心组成的差动变压器将膜片传递来的位移转换为电信号输出。u差动变压器是将位移变换为互感系数变化的变换器。差动变压器输出的交流电压的幅值大小反映了铁心位移量的大小，也就是反映了压差信号的大小。u u电阻应变测量是广泛用于结构强度实验应力分析的主要测量方法，同时也是力、扭矩、压力、位移和加速度等参数测量的重要方

8、法之一。 u半导体应变片的优点：灵敏系数大，机械滞后小，频率响应快，频带宽。u粘固在试件上的应变片，除了感受机械应变而使电阻变化外,当环境温度变化时,也要引起的电阻的变化，这一现象称为温度效应。因此，使用应变片测量时均应采用温度补偿措施（常采用桥路补偿法画出电路图并说明补偿原理）。u能将电阻、电感、电容量的变化转换电压或电流输出的测量电路称为电桥。u半桥双臂电桥具有温度补偿作用，且比半桥单臂电桥工作时输出增加一倍。(全桥、半桥双臂和半桥单臂电桥的表达式)压力差传感器压力差传感器 测量液体压力差的膜片式压力传感器由两部分组成：一部分是通过弹性膜片1将两旁腔室中的压力转换为膜片位移；第二部分是通过

9、由线圈3和4及铁心11组成的差动变压器将膜片传递来的位移转换为电信号输出。2022-3-11轮 机 工 程 测 试 技 术 154）电阻应变的电桥测量原理）电阻应变的电桥测量原理应变片电桥电路被测非电量电阻R电流或电压ERRRRRRRRERRRRRRUUUBD43213241212434直流电桥的开路输出电压为 设R1为应变片，工作时电阻值变为R1+R1，则电桥的开路电压为：R2R1R3R4ABCDEUERRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRU431211432414312132411)(2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 16 若电桥已调平衡,即R1R4R2R3=0

10、，并考虑到实际测量时R1R1+R2，分母中R1可忽略不计，则上式可化为1114321443214KRRRRRERRRRRRERU式中，K1、1应变片灵敏系数及产生的应变。 通常取R1=R2=R3=R4=R，称为全等臂电桥。当其中一个桥臂工作（半桥单臂电桥）时：111414EKRREUACR2R1R3R4BDEU2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 17 式(2-23) 、(2-24)是电桥常用的基本关系式。它表明电桥的输出与所测应变呈线性关系。可采用增加电桥电源的电压或减小桥臂电阻R的方法提高电桥灵敏度。另外可选择灵敏系数K较大的应变片以提高电桥灵敏度。当电桥四臂皆为应变片

11、（全桥），且四个桥臂应变片完全相同，则4321432144KRERRRRREUCR2R1R3R4BDEU2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 18 如果只有1、2两个桥臂工作（半桥双臂电桥），且1=2 ，则0421KEU 这就是前面温度补偿措施里提到的桥路补偿原理。 如果只有1、2两个桥臂工作（半桥双臂电桥），且2=-1，则11124KEKEUCR2R1R3R4BDEU 上两式表明：半桥双臂电桥有温度补偿作用，且比半桥单臂电桥工作时输出增加一倍。2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 19 电桥的加法特性： 相邻桥臂异号、相对桥臂同号电阻变化时，电桥能将各

12、桥臂引起的电压自动相加后输出。 电桥的减法特性： 相邻桥臂同号、相对桥臂异号电阻变化时，电桥能将各桥臂引起的电压自动相减后输出。 下式表明了以上特性。4321432144KRERRRRREUCR2R1R3R4BDEU重要结论重要结论：相邻桥臂相同变化或相对桥臂相反变化，灵敏度降低； 相邻桥臂相反变化或相对桥臂相同变化，灵敏度增加。2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 20第四章第四章 小结小结u使用量瓶测量燃油消耗量,当用手按秒表测量时，测量容积应选择得使测量时间在1分钟左右较好 。采用带稳压腔的玻璃量瓶来进行测量，可提高测量精度。u量瓶式测量装置只能作抽样测量，不能连续测

13、量燃油消耗量。往复活塞式油耗仪可以在任意长的时间内连续测量燃油消耗量。u往复活塞式油耗仪对汽油机，它装在汽化器前面；对柴油机，它装在喷油泵前面。u燃油消耗量的秤量法，每次测量时所取下的砝码质量（即燃油消耗质量），应使测量时间为一分钟左右较好。u流量越大，玻璃转子流量计（需要垂直安装）的转子停留的位置越高。根据这一高度，可由锥管刻度直接读出流量值（如不是水，应修正）。u涡轮流量计前、后直管段长度要求分别大于管道直径的15倍和5倍，且要求水平安装，前面应装过滤器。2022年3月11日星期五轮 机 工 程 测 试 技 术 232022-3-1124/67n负迁移负迁移形成原因：加隔离罐或采形成原因：

14、加隔离罐或采用法兰式测压差。用法兰式测压差。1210ghgHPP正压室：正压室：220ghPP负压室：负压室：BgHhhggHPPP11221)(差压：差压：当当H=0时，差压的输出并不为零，而是时，差压的输出并不为零，而是-B。为使。为使H=0时，时，差变的输出为差变的输出为4mA，就要消除，就要消除-B的影响。称之为量程迁移。的影响。称之为量程迁移。由于要迁移的由于要迁移的差压差压为负值，所以称为负迁移。为负值，所以称为负迁移。2022-3-1125/67量程迁移实例量程迁移实例 例如：已知例如：已知31/1200mkg32/950mkgmh0 . 11mh0 . 52m0 . 30mL

15、液位高度变化形成的差压值为：液位高度变化形成的差压值为： 所以可选择差压变送器量程为所以可选择差压变送器量程为40kPaPagH3528038 . 912001PaghhB372408 . 9950) 15()(212 所以负迁移量为所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调，即将差压变送器的零点调为为-37.240kPa。迁移后差。迁移后差压压的测量范围为的测量范围为-37.242.76kPa。2022-3-1126/67n正迁移正迁移011pgHghP正压室：正压室：负压室：负压室：0pP 压差：压差：gHghPPP11当当H=0时，差压输出并不为时，差压输出并不为零，其值为

16、零，其值为ghC1其迁移量为正值，所以称为正迁移。其迁移量为正值，所以称为正迁移。综上所述：综上所述：正负迁移的实质是改变变送器的零点，同时改正负迁移的实质是改变变送器的零点，同时改变量程的上下限，而量程范围不变。变量程的上下限，而量程范围不变。2022-3-1127/67第六章第六章 小结小结u手持离心式转速表的工作原理是利用旋转质量的离心力与旋转角速度成比例的原理来测量被测轴的转速。为了扩大量程，转速表内设有变速箱，可根据需要选择量程范围 。 u磁性转速表优点：结构简单，尺寸小，刻度均匀，测速范围大，对振动不敏感 。适用于车、船等振动较大情况使用。u发电机式转速表由测速发电机、连接电缆和转速指示器组成。其特点是传递的信号为电信号，可进行瞬时转速的测量，便于远距离测量和自动控制，可靠性高，测量范围大，最大量程可达10000 r/min，误差在1.5%2%左右。u光照越强，光敏电阻的阻值越小，光电管的阳极电流越大，光电池的开路电压越高 ，光电池的短路电流越 大。 u发动机的有效功率是从扭矩和转速的直接测量结果，经计算间接得到的。 u实际上内燃机所发出的