簡介
振簡式壓力表的感壓元件是一個薄壁金屬圓簡,圓柱筒本身具有一定的固有頻率,當壁筒受壓張緊後,其剛度發生變化,固有頻率相應改變。在一定的壓力作用下,變化後的振筒頻率可以近似表示為:
式中,fp為受壓後的振筒頻率;f0為因有頻率;α為結構係數;p為被測壓力。
振筒式壓力表的工作原理和構造
振筒式壓力表的感應部分為一固定在基座上的薄壁圓簡,壁厚約0.08 mm,其開口的一端固定在底座上,封閉的另一端向上作為自由端,振動簡的材料不僅需要具有穩定的彈性,還應有良好的導磁性,常使用鎳基恆彈性合金製作。
在振簡底座中心裝有一個固定骨架,激振線圈及其鐵芯橫穿固定在骨架上,在激振線圈的推動下使振臂產生一定頻率的振動,骨架上另有一組拾振線圈,用以耦合振簡的振動,測量其輸出波形的頻率或周期,可以準確地確定振臂振動的頻率,為防止兩組線圈之間的直接耦合,兩組線圈相隔一定距離,並保持相互垂直。
振臂之外是一層保護筒,保護簡與振簡之間的空腔被抽成真空作為零壓力的基點,並對外界保持電磁場禁止,振簡內腔則與大氣壓力相通。
振筒的測壓誤差
(1)溫度誤差,雖然振臂的恆彈性材料的彈性溫度係數很小,但大氣密度受溫度的影響是無法避免的,筒內氣體隨簡體振動,其質量將附加到簡體上,從而使固有振動頻率隨之變化,在-55~125℃內頻率約變化2%,因而振筒的實測線路中,氣壓對振動質量轉換線路的部分包括了溫度影響的修正。
(2)污染物的影響、大氣污染物對筒壁的黏附,引起影響振育質量以及相應固有頻率的變化,對進氣口實施空氣過濾是一種有效的防護措施。
(3)老化影響,振臂沒有活動的部件,材料承受的應力遠低於彈性應變的極限應力.所以無需考慮永久變形和彈性疲勞,因而老化所引起的漂移很小。
注意事項
振動的尺寸參數一般與測量的壓力範圍、重要的靈敏度有關。由於測量高壓時從強度考慮,簡壁厚應選得大些,這又將使振筒簡諧頻率相應提高,需要較大的激勵功率,輸出振幅變小,使靈敏度下降。為此,振筒式壓力計常用在測量較低的壓力,如在1~2 × 10 hpa左右。振簡厚度常選在50~60um,面振動位移一般在1-2um。
製造振臂的材料應選用彈性較好的且不受溫度影響的恆彈性合金,如Ni42Ct Ti或CrN143Ti等合金。