Cảm biến công nghiệp : Cảm biến đo áp suất chất lưu part 2

Trong đó: F - tiết diện ngoài của chuông. dH - độ di chuyển của chuông. dy - độ dịch chuyển của mức chất lỏng trong chuông. dx - độ dịch chuyển của mức chất lỏng ngoài chuông. ∆f - diện tích tiết diện thành chuông. Φ - diện tích tiết diện trong của bình lớn. dh - chênh lệch mức chất lỏng ở ngoài và trong chuông. f - diện tích tiết diện trong của chuông. Giải các phương trình trên ta có: dH = f d(p1 − p 2 ) ∆f .g(ρ m − ρ )...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cảm biến công nghiệp : Cảm biến đo áp suất chất lưu part 2 Khi ¸p suÊt trong buång (A) vµ (B) b»ng nhau th× n¾p chu«ng (1) ë vÞ trÝ c©nb»ng (h×nh8.4a), khi cã biÕn thiªn ®é chªnh ¸p d(p1-p2) >0 th× chu«ng ®−îc n©ng lªn(h×nh 8.4b). Khi ®¹t c©n b»ng ta cã: d(p1 − p 2 ).F = (dH + dy )∆f .g(ρ m − ρ ) (8.8)Víi: dh = dx + dy d(p1 − p 2 ) = dh(ρ m − ρ )g fdy = ∆f .dH + (Φ − F )dxTrong ®ã: F - tiÕt diÖn ngoµi cña chu«ng. dH - ®é di chuyÓn cña chu«ng. dy - ®é dÞch chuyÓn cña møc chÊt láng trong chu«ng. dx - ®é dÞch chuyÓn cña møc chÊt láng ngoµi chu«ng. ∆f - diÖn tÝch tiÕt diÖn thµnh chu«ng. Φ - diÖn tÝch tiÕt diÖn trong cña b×nh lín. dh - chªnh lÖch møc chÊt láng ë ngoµi vµ trong chu«ng. f - diÖn tÝch tiÕt diÖn trong cña chu«ng. Gi¶i c¸c ph−¬ng tr×nh trªn ta cã: d(p1 − p 2 ) f dH = ∆f .g(ρ m − ρ ) LÊy tÝch ph©n giíi h¹n tõ 0 ®Õn (p1 - p2) nhËn ®−îc ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh tÜnhcña ¸p kÕ vi sai kiÓu chu«ng: (p1 − p 2 ) f H= (8.9) ∆f .g(ρ m − ρ) ¸p kÕ vi sai cã ®é chÝnh x¸c cao cã thÓ ®o ®−îc ¸p suÊt thÊp vµ ¸p suÊt ch©nkh«ng.8.3. C¶m biÕn ¸p suÊt dùa trªn phÐp ®o biÕn d¹ng Nguyªn lý chung cña c¶m biÕn ¸p suÊt lo¹i nµy dùa trªn c¬ së sù biÕn d¹ng®µn håi cña phÇn tö nh¹y c¶m víi t¸c dông cña ¸p suÊt. C¸c phÇn tö biÕn d¹ngth−êng dïng lµ èng trô, lß xo èng, xi ph«ng vµ mµng máng. - 130 -8.3.1. PhÇn tö biÕn d¹nga) èng trô S¬ ®å cÊu t¹o cña phÇn tö biÕn d¹ng h×nh èng trô tr×nh bµy trªn h×nh 8.5. èngcã d¹ng h×nh trô, thµnh máng, mét ®Çu bÞt kÝn, ®−îc chÕ t¹o b»ng kim lo¹i. e ε1 J2 J3 J4 J1 r ε2 a) b) H×nh 8.5 PhÇn tö biÕn d¹ng kiÓu èng h×nh trô a) S¬ ®å cÊu t¹o b) VÞ trÝ g¾n c¶m biÕn §èi víi èng dµi (L>>r), khi ¸p suÊt chÊt l−u t¸c ®éng lªn thµnh èng lµm choèng biÕn d¹ng, biÕn d¹ng ngang (ε1) vµ biÕn d¹ng däc (ε2) cña èng x¸c ®Þnh bëi biÓuthøc: ⎛ ν⎞ p r ε1 = ⎜ 1 − ⎟ = k1p ⎝ 2⎠Y e ⎛1 ⎞p r ε1 = ⎜ − ν ⎟ = k2p ⎝2 ⎠Y eTrong ®ã: p - ¸p suÊt. Y - m« ®un Young. ν - hÖ sè poisson. r - b¸n kÝnh trong cña èng. e - chiÒu dµy thµnh èng. §Ó chuyÓn tÝn hiÖu c¬ (biÕn d¹ng) thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ng−êi ta dïng bé chuyÓn®æi ®iÖn (thÝ dô c¶m biÕn lùc).b) Lß xo èng CÊu t¹o cña c¸c lß xo èng dïng trong c¶m biÕn ¸p suÊt tr×nh bµy trªn h×nh 8.6. Lß xo lµ mét èng kim lo¹i uèn cong, mét ®Çu gi÷ cè ®Þnh cßn mét ®Çu ®Ó tùdo. Khi ®−a chÊt l−u vµo trong èng, ¸p suÊt t¸c dông lªn thµnh èng lµm cho èng bÞbiÕn d¹ng vµ ®Çu tù do dÞch chuyÓn. - 131 - Trªn h×nh (8.6a) lµ s¬ ®å lß xo èng mét vßng, tiÕt diÖn ngang cña èng h×nh tr¸ixoan. D−íi t¸c dông cña ¸p suÊt d− trong èng, lß xo sÏ gi·n ra, cßn d−íi t¸c dôngcña ¸p suÊt thÊp nã sÏ co l¹i. N1 N A γ 2b Nr R A 2a p p b) a) c) H×nh 8.6 Lß xo èng §èi víi c¸c lß xo èng thµnh máng biÕn thiªn gãc ë t©m (γ) d−íi t¸c dông cña¸p suÊt (p) x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc: ⎛ b2 ⎞α 1 − ν2 R2 ⎜1 − ⎟ ∆γ = pγ (8.10) . ⎜ a2 ⎟ β + x2 Y bh ⎝ ⎠Trong ®ã: ν - hÖ sè poisson. Y - m« ®un Young. R - b¸n kÝnh cong. h - bÒ dµy thµnh èng. a, b - c¸c b¸n trôc cña tiÕt diÖn «van. α, β - c¸c hÖ sè phô thuéc vµo h×nh d¸ng tiÕt diÖn ngang cña èng. x = Rh/a2 - tham sè chÝnh cña èng.Lùc thµnh phÇn theo h−íng tiÕp tuyÕn víi trôc èng (èng thµnh máng h/b = 0,6 - 0,7)ë ®Çu tù do x¸c ®Þnh theo theo biÓu thøc: ⎛ b 2 ⎞ 48s γ − sin γ N t = pab⎜1 − 2 ⎟ ⎜ a ⎟ ε + x 2 . 3γ − 4 sin γ + sin γ. cos γ = k 1 p (8.11) ⎝ ⎠Lùc h−íng kÝnh: ⎛ b 2 ⎞ 48s γ − cos γ N r = pab⎜1 − 2 ⎟ ⎜ a ⎟ ε + x γ − sin γ. cos γ = k 2 p (8.12) . 2 ⎝ ⎠Trong ®ã s vµ ε c¸c hÖ sè phô thuéc vµo tØ sè b/a. - 132 -Gi¸ trÞ cña k1, k2 lµ h»ng sè ®èi víi mçi lß xo èng nªn ta cã thÓ viÕt ®−îc biÓu thøcx¸c ®Þnh lùc tæng hîp: N = k 1 + k 2 .p = ...