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发布日期:[2018-08-22]    作者:凤凰平台凤凰平台注册


压力传感的基本物理
静态压力压力,P,定义为每单位面积的力F,A:


P = F/A (1)

压力测量通常是与流体或气体,eitherliquids。一个充满液体的容器(见图1)有压力(由于液体的重量)在液体中的一个点:


P =deltaf/deltaA = hw (2)

哪里:


H = distance from the surface to the point
W = weight of the liquid (most liquids are nearly incompressible)


figure 图1在一个密闭的液体任一点的压力是由液体的重量和距离从点到面。

单位体积重量,V,是由:


w = mg/V (3)

哪里:


M = mass
G = gravitational acceleration

注意,这种关系可以用来测量压力确定罐内的液面高度columnof。

rho= m/V (4)

因此,液体的密度决定压力,P,施加给定的高度。水星是13.6 3比水的密度大,所以会产生pressure13.6 3,水为一列相同的高度。应当指出的是,压力来自于一个液柱高度除了作用于液体表面的大气压力。的液柱高度是:

h = P/rhoG (5)

阿基米德的原则,“身体的全部或部分在液体的支持力等于被取代的液体的重量。”有一块材料浸没在液体容器(见图2)面积和长度L,对顶面向下的压力:

PD= hrhoG (6)


figure 图2阿基米德原理指出一个物体浸没在液体aconfined将提振了它所排出的液体的重量。

并对底面上的压力:

PU= (h + L)rhoG (7)

给人一种合成压力:

PUPD= LrhoG (8)

和力相等的块被取代的液体的重量乘以体积。

figure 图3传送到一个密闭的液体压力正常的液体的表面,可以通过违反其中的容器壁的观察。

液体具有几乎无剪切应力,从而导致一些有趣的结果。压力传送到容器的表面正常的里面,一个事实可以用水和观察流孔在容器出口孔最容易证明(见图3)。这在大坝的建设是重要的,因为他们必须抵抗水的力量。这种压力叫静压

Pascal定律指出在像在液体中的其他每一点增加一个liquidresults任何一点压力的增加。这是用于液压系统如千斤顶、汽车刹车是流体相当于杠杆的原理,使largeforces被小pistonfor小运动大活塞交易大运动容易产生(参见图4)。


figure 图4Pascal定律指出在任何液体在液其他每一点原因相应增加点压力的增加。

流体中的压力在流体的流动方向exertedparallel压力称为冲击压力,PI。这是由于流体的动能:


PI=rhovo²/2 (9)

哪里:


rho = fluid density
vo = fluid velocity

伯努利定理指出,水平流下relationholds:


PS= PoPI (10)

哪里:


PS =停滞(或全部)的压力
Po =静态压力

这种关系确定各种应用的流速是有用的。重新给出了方程:


equation (11)


figure 图5皮托管组件可以用来测量流体速度的。
流体流速可采用皮托管测量装配如图5所示。面对流量的措施总压力和流量测量静态压力的tubenormal管。使用这种方法,在HVACapplications和在飞机上测量流速。

气体。气体和液体在两方面:他们是verycompressible,他们完全填补任何封闭的容器,他们是

figure 图6气体的可压缩性说明了非线性气压作为高度的函数。
放置。海拔高度显示在图6非线性空气压力变化对气体的可压缩性影响的实例。

动态的影响。静态压力稳定、均衡的条件下测定的,但大多数现实生活中的应用,解决电机动压力变化。例如,测量血压通常会给两稳态值收缩压及舒张压。有太多的附加信息,在血压信号的形状但是,这是用在重症监护的情况下显示器的原因。

测量压力变化,传感器的频率响应必须考虑。作为一个粗略的近似,传感器频率响应应在5-10×压力信号的最高频率分量。频率响应是指传感器计算无失真或衰减频率最高。有时响应时间是不是。一阶系统,它们的关系如下:


FB= 1/2pitau (12)

哪里:


FB = frequency where the response is reduced by 50%
tau = time constant where the output rises to 63% of its final value following a step input change

另一个问题是远程测量压力,利用液体传递体。必须清除所有的空气因为它的compressibilitywill腐败的波形。

压力测量的类型
绝对压力是衡量相对完美的真空。一个例子是大气压力。测量的单位为磅/平方英寸(绝对压力)。

压差在测量两点之间的压力差。这是在磅/平方英寸微分单元常用的测量(PSID)。


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