压力表元件相关知识问答 弹性敏感元件

发布时间:2023-02-28


1什么是弹性敏感元件?


利用材料的弹性变形把测量仪表直接感受的被测压力 转换成位移等物理量的元件,称为弹性敏感元件。

弹性敏感元件在弹性式压力表中占有极其重要的地位, 它是压力仪表中*主要部件,它决定着仪表的测量范围、 灵敏度、度和稳定性。

2弹性敏感元件的特性有哪些?

弹性元件虽然种类繁多,结构设计上各不相同,但它 们都有着共同的特性,其特性主要包括:

⑴弹性特性;⑵刚度;⑶灵敏度;⑷弹性后效;⑸弹性滞后;⑹温度影响。

3什么是弹性元件的弹性特性?

弹性元件在压力的作用下,其几何形状与尺寸会发生变化。在弹性限度的范围内,其变化与压力成正比。当压力取消后,元件能恢复到初始的形状和尺寸,这种现象叫弹性变形。

弹性元件的形状和尺寸变化,能使其自由端产生位移 (线位移或角位移),而作用于弹性元件上压力与产生的位移之间的关系则称为弹性特性。

压力与位移之间的关系,有线性的也有非线性的,绝大多数压力仪表用的弹性元件都是利用其线性关系。

4什么是弹性元件的刚度和灵敏度?

(1)刚度

使弹性元件产生单位位移所需要的作用压力叫做弹性元件的刚度,一般用“K”表示。当弹性元件的弹性特性为线性时,其刚度为:

Kp =P / W (3-1)

式中:Kp一一刚度,MPa/mm;

P一一作用在弹性元件上的压力,MPa

W一一弹性元件产生的位移,mm

⑵灵敏度

弹性元件在单位压力作用下,所产生的位移量,叫做弹性元件的灵敏度,一般用“S”表示。当弹性元件的弹性特性为线性时,其灵敏度为:

Sp =W / P mm/MPa (3-2)

从式(3-1)和(3-2)中可以看岀,弹性元件刚度和灵敏度两者之间互为倒数,二者是同一特性的两种不同的表示方法。

从式(3-1)中可以看出要使不同的弹性元件产生相同的位移:所需作用力大的,其刚度就大;所需作用力小,其刚度就小。如要使Y100型压力表1MPa和2.5MPa的弹簧管产生相同的位移量,1MPa的弹簧管就比2.5MPa的弹簧管刚度小。

从式(3-2)中可以看出:若以相同的压力作用在不同的弹性元件上,产生位移大的,其灵敏度就高;产生位移小的,其灵敏度就低。如同是Y100型压力表,1MPa的弹簧管就比2.5MPa弹簧管灵敏度高。

5什么是弹性元件的温度影响?

弹性元件周围的环境温度发生变化时,会引起材料的弹性模量互的改变,而弹性模量E随温度改变的关系可用下式表示:

Et = E0 ( 1+βt ∆t ) (3-3)

式中:Et——当温度为t°C时,材料的弹性模量;

E0——在标准温度t0时(一般为20℃),材料的弹性模量;

βt—— 弹性模量的温度系数;

∆t—— 温度变化量,(∆t=t-t0)。

一般情况下,弹性元件常用材料的弹性模量温度系数βt为负数,所以当周围温度下降时,弹性模量Et增加,位移量减小;反之当周围温度上升时,弾性模量Et减小,位移量增大。

以上这种由温度变化引起弹性模量改变,进而造成性元件位移量的增(减),由此引起的误差叫温度误差

几种常用材料的弹性模量温度系数见下表。

6压力表常用弹性敏感元件有哪几种?

压力表*常用弹性敏感元件有以下几种:

①单圈弹簧管,又称C形管或波登管,这是压力表用的*广泛的弹性元件;

②螺旋弹簧管,又称多圈弹簧管;

③膜片;

④膜盒;

⑤波纹管。


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