气动仪表基本知识.ppt

第三章船用自动化仪表§3-1气动仪表基本知识一、气动仪表的基本元件包括:弹性元件、节流元件、气室、:★弹性敏感元件——将所受的压力或轴向推力转变成位移信号。包括波纹管、金属膜片和膜盒、弹簧管、橡胶膜片等★弹性支承元件——用于增加弹性敏感元件的刚度,确定弹性敏感元件的初始位置及仪表调零等。包括柱簧、片簧等常用弹性元件(1)刚度和灵敏度刚度E——弹性元件产生单位位移变形所需的轴向力,表示弹性元件的软硬程度。E=N/S灵敏度δ——单位外力作用下,弹性元件所产生的位移变形,即:δ=1/E弹性元件的刚度E↓→灵敏度δ↑在气动仪表工作范围内,弹簧管、波纹管、金属膜片或膜盒的位移与推力近似为线性关系,即E=常数,而橡胶膜片在小的工作范围时,E≈0。(2)弹性灵敏元件的有效面积FeN=P·FeFe——有效面积一般Fe≠几何面积πD2/4,通常Fe>几何面积在弹性元件的弹性范围内,通常Fe=常数,实际应用中对弹性元件的处理:①在安装波纹时,采用预压缩方法②金属膜片制成波纹状;③采用多圈弹簧管。④橡胶膜片制成波纹状,中间加硬芯——增大刚度橡胶膜片多用于有无气压信号的瞬间动作可增大线性使用范围2、节流元件节流元件——用以阻碍气体流动,产生压力降或改变空气流量表示节流元件特性的参数:气阻R——气体在节流元件两端产生的压降与气体流量间的关系。表示节流元件对气体流动阻碍能力的大小。若节流孔中为层流流动,则:R=ΔP/G或ΔP=G·R节流元件的种类——恒节流孔和变节流孔(1)恒节流孔——恒气阻或固定气阻毛细管式——d=∽——长4mm,、、。(2)变节流孔——流通面积(气阻R)可调整。圆锥—圆锥型常见形式圆柱—圆锥型圆球—圆锥型用途:用变节流孔组成变节流阀用于调整比例带,(气容)作用:在气路中能贮存或放出气体对压力变化起惯性作用。种类:定容气容——气室容积是固定的。弹性气容——气室容积随压力而变。气容C:气体容室内每升高单位压力所需增加的空气量,表示气容贮存空气能力大小。C=dm/dP气容C的大小取决于气容的体积V,V↑→升高单位压力所需的空气量↑→贮存空气能力↑→气容C↑对于定容气室:C=常数;对于弹性气室:V可变,C≠常数。ppmm气体容室储蓄特性