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數(shù)字壓力計(jì)PEN-33系列的工作原理分析

  • 發(fā)布日期:2024-06-25      瀏覽次數(shù):176
    • 數(shù)字壓力計(jì)PEN-33系列的工作原理分析

      經(jīng)濟(jì)型數(shù)字壓力表PEN-33是一款采用應(yīng)變片轉(zhuǎn)換方式、兼容所有測量模式的壓力表。

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      測量原理

      經(jīng)濟(jì)型壓力表PEN-33型是一款采用應(yīng)變片換算方式、兼容所有測量模式的壓力表。
      下表顯示了各種測量模式。
      PEN33 模式
      壓力是兩個(gè)孤立點(diǎn)之間的壓力差,表壓和復(fù)合壓力基于大氣壓,絕對壓力基于真空。
      在壓力傳感器中,壓力接收元件(膜片)響應(yīng)于壓力而發(fā)生位移,并且該位移被檢測為形成在膜片上的四個(gè)應(yīng)變片的電阻變化。
      操作圖如下所示。
      應(yīng)變計(jì)
      當(dāng)壓力施加到隔膜上時(shí),在中心產(chǎn)生張力,在固定周邊產(chǎn)生壓縮。
      當(dāng)應(yīng)變計(jì)被拉伸時(shí),電阻值因張力而增大,當(dāng)應(yīng)變計(jì)被壓縮時(shí),電阻值減小,通過電橋連接獲得輸出。
      PEN-33型壓力傳感器是一種應(yīng)變計(jì)擴(kuò)散型傳感器,其中硅基板的正面為受壓面,背面采用半導(dǎo)體技術(shù)形成壓力計(jì)。
      它價(jià)格便宜,具有良好的精度和溫度特性,并且具有出色的響應(yīng)能力。
      硅膜片具有與玻璃板相似的特性,因此具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。在壓力模式下,不銹鋼膜片接收壓力,然后通過硅油向膜片施加力。
      壓力電信號輸出為微弱電壓,該信號被放大至10V并顯示在一體式數(shù)字顯示器上。
      壓力表最重要的方面之一是保持長期精度。
      下圖顯示了PEN-33模型經(jīng)過100萬次壓力施加測試后的變化特性。
      結(jié)果
      允許約 ±0.3% 的變化,但這可以通過使用主壓力表進(jìn)行定期壓力校準(zhǔn)來減少。
      測研采用JCSS追蹤重量式壓力表,出貨的產(chǎn)品從低壓到400MPa的超高壓都經(jīng)過校準(zhǔn)和校準(zhǔn)。

      PEN-33-x有內(nèi)置壓力傳感器型(傳感器內(nèi)置于壓力表本體中)和外置傳感器型。
      如果您重視傳感器的安裝和頻率響應(yīng),則使用外部類型將為您提供良好的特性,如果您重視精度特性,我們建議使用內(nèi)置傳感器類型。
      由于響應(yīng)性根據(jù)連接的壓力導(dǎo)管的長度和體積而變化很大,因此我們將通過了解要使用的導(dǎo)管的內(nèi)徑和長度來提供粗略計(jì)算的近似特性。 

      測量示例

      考試名稱

      使用PEN-33-C測量HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣流量壓力的示例
      (與慶應(yīng)義塾大學(xué)飯?zhí)飳?shí)驗(yàn)室共同研究)

      測量概覽

      缸內(nèi)壓力、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣流量和排氣壓力等壓力測量對于基于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)等新概念的燃燒研究非常重要。
      特別是,有必要檢測在高速的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)發(fā)生的這些現(xiàn)象。
      利用這些信息,我們可以了解發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生的異常燃燒、失火等情況,并進(jìn)行燃燒研究。
      使用傳統(tǒng)的壓力測量,不可能測量一個(gè)周期內(nèi)發(fā)生的不穩(wěn)定現(xiàn)象,但 Sokken 通過對管道響應(yīng)和壓力測量傳感器的研究,使這一點(diǎn)成為可能。
      特別地,進(jìn)氣流量的瞬時(shí)測量被認(rèn)為是重要的關(guān)于循環(huán)內(nèi)發(fā)生的燃燒的信息。

      說明圖

      傳感器布局

      二手設(shè)備

      氣缸壓力:AVL GM12D傳感器、Tsukasaken SCH-101電荷放大器
      進(jìn)排氣壓力:Tsukasaken PEN-33壓力表(壓力傳感器外部)
      進(jìn)氣流量:Tsukasaken LFE層流流量計(jì)、Tsukasaken P7D差壓傳感器、DPC-1差壓放大器

      測量結(jié)果

      結(jié)果

      結(jié)果討論

      使用 HCCI 發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際測量示例如下所示。
      曲柄轉(zhuǎn)角表示為720度,測量進(jìn)氣壓力、空氣流量和氣缸壓力。
      進(jìn)氣壓力由直接安裝在進(jìn)氣門入口處的擴(kuò)散式應(yīng)變儀傳感器測量,進(jìn)氣流量由直接安裝在進(jìn)氣口的層流流量計(jì)測量,以消除響應(yīng)延遲。
      層流流量計(jì)的差壓采用頻率響應(yīng)、平坦的差壓傳感器,頻率高達(dá)約 500Hz。



    聯(lián)系方式
    • 電話

    • 傳真

    在線交流