压力计的发展史及类型介绍

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：从压力计的发展史看，最初使用的是，通过螺旋弹簧或薄铁片膜的变形测量气体压力的机械式压力计，此后使用了以电信号测量压力变化的电气式压力计，目前仍然使用当中。此外，还有压力平衡式压力计。电气式压力计容易受到高温燃烧气体的温度影响，所以供给冷却液进行冷却，以此避免温度的影响。图3-35 电气式压力传感器2.压力平衡式压力计压力平衡式压力计有范堡罗式压力计，如图3-36显示。

压力计是测量并记录发动机气缸内的压力p和容积V（或时间t、曲轴角度θ），并以指示线图（或压力线图）进行显示的装置。指示平均有效压力或指示功率为通过指示线图推算的值。指示功率与净（轴功）输出功率之比可以表示摩擦动力或机械效率。更为重要的是，利用指示线图可以发现气缸内燃烧状态和爆燃状态，也可以推算出发动机的最佳运行条件。

往复式内燃机中，燃烧最高压力可以达到10MPa左右，转速也很高，尤其是每个循环气体温度最高到2800K发生很大的变化。因此，对于气缸内压力的测量，无延迟无变化地进行正确的测量是非常困难的。

从压力计的发展史看，最初使用的是，通过螺旋弹簧或薄铁片膜的变形测量气体压力的机械式压力计，此后使用了以电信号测量压力变化的电气式压力计，目前仍然使用当中。此外，还有压力平衡式压力计。

1.电气式压力计

电气式压力计是把气体压力的变化通过图3-35所示的方法进行检测的装置。图3-35a所示为检测随间隙s的变化而改变的线圈电感的变化量，图3-35b所示为用张力计检测水压膜上的压力变化，图3-35c所示为作用在水压膜上的力（压力）压缩电致伸缩元件（水晶需要量多）所产生的压电电压，这些方法是把压力的变化量转换为电压信号进行检测的。电气式压力计容易受到高温燃烧气体的温度影响，所以供给冷却液进行冷却，以此避免温度的影响。图3-35d为对温度的影响进行补偿而不使用冷却液的压电式压力传感器。目前，多采用图d的类型。

图3-35 电气式压力传感器

2.压力平衡式压力计

压力平衡式压力计有范堡罗式压力计，如图3-36显示。此压力计的优点是，不受电气式压力传感器缺陷（温度）的影响，可以利用在发动机的热特性分析等。

这种形式的工作原理为，平衡阀的一侧作用着气缸压力，另一侧作用着空气压力（储气罐）P_r，使阀的两侧力量平衡。在平衡的瞬间，通过转换器在与曲轴同步旋转的记录鼓S上以点的方式进行记录。另外，当压力平衡阀失去平衡时，一方面平衡阀会移动，在初级电路上产生微量的电流，并通过感应线圈转换为高电压，另一方面空气压力p_r发生变化，使活塞P上下移动，并使电压发生变化，把此两者合并的值（平衡失去值）记录在记录鼓S上。

此方法在高速条件下也能获得准确的值，尤其是能获得230mm×360mm大小的压力线图，但不适合于如爆燃等振动现象的测试方面。

图3-36 范堡罗式压力计

压力计的发展史及类型介绍

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