力平衡式压力计的基木组成部分
仪器网 · 2012-07-14 23:38 · 14137 次点击
从力平衡式压力计的基本原理可以看出,它一般有下列基本部分组成:
(一)敏感元件
力平衡式压力计的灵敏元件的作用是感受压力,并把压力转换为位移或力,因此灵敏元件绝大多数是采用弹簧管、膜片、膜盒、波纹管等弹性元件。在图5-1中的力平衡式压力计的敏感元件为一膜片。
(二)偏差指示器
偏差指示器是把位移或力与平衡状态时的位移或力进行比较,并指示出偏差值的装置。因此它通常是一只位移传感器或力传感器。
根据偏差指示器在整个仪表中的地位,它应当在微小位移时有较高的灵敏度、良好的线性特性、小的测量力。偏差指示器的形式很多,可根据不同的测量范围、灵敏度等进行选择,常见的有电感式、电容式、光电式等传感器。图5-1和5-3所示的力平衡式压力计中的偏差指示器均为电感式传感器。
(三)放大器
因为偏差指示器的输出信号都比较小,要去控制力(或力矩)发生器或者可逆电动机,都必须将信号放大,所以一般都有放大器。在力平衡式压力计中可以采用各种形式的放大器:电子管放大器、磁放大器、品体管放大器等。以前用得较多的是电子管放大器,目前采用的大多为晶体管放大器,磁放大器虽然在实验中有较大的可靠性,但由于制造工艺上的困准以及外形较大,没有得到广泛的应用。
(四)可逆电动机
在无静差的力平衡式压力计中,产生反馈力(或力矩)的主要是可逆电动机,它的转动和转动方向由放大器的输出信号来控制,根据可逆电动机在力平衡式压力计中的作用地位,对它提出了下列要求:电动机必须能向任一方向旋转,而转速应处于连续控制下,动作必须灵敏,也就是说加速和转动时要迅速,如动作迟缓,就会导致执行输入信号的误差,因而电机的转动惯量要小,考虑到运行的稳定度,它的转矩曲线应该是近似不变的负值斜率。
(五)力和力矩发生器
在有静差的力平衡式压力计中,产生反馈力主要采用磁电式的力发生器或力矩发生器。
力或力矩发生器的荃本原理是利用电、磁、力间的关系,因此它的基本元件是磁铁、导磁体和线圈。当位于磁场内的线圈有电流通过时,电流与磁场中的磁力线作用就产生一个力或力矩,其大小与流过线圈的电流大小成正比,而电流大小与偏差指示器的偏差值成正比,因而力或力矩发生器产生的反馈力或反馈力矩也与偏差指示器的偏差值有关。
图5-5为常见的力发生器,其主要元件为不动的永久磁铁2和可动的线圈1。放在环形气隙内的线圈1固接在弹性支承3上,弹性支承采用两片开梢的膜片,这种膜片在轴向具有较小的刚度和良好的同心度。
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当线圈中有电流通过时,电流与磁场相互作用,就使线圈产生了轴向移动力。
(六):示数机构
示数机构用来指示出待测压力值。如直读时,可以用指针和度盘或者用电流表显示。为使信号能供电子计算机运算或控制,也可采用带动编码盘的机构。
(七)其他装置
除了上述几个基本的组成部分以外,还有一些传递运动的机械机构(如连杆、杠杆……等),供给能源的电源,保证系统稳定的校正装置,以及一些调整机构(如调零、调量程等机构)。
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