传感器原理及工程应用(第三版)第章传感器在工程检测

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1、图 1 5 -3 6 弹 性 元 件 示 意 图 12 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -3 7 弹 性 元 件 测 压 原 理 图 A xcp c弹 簧 的 刚 度 系 数 ； A活 塞 的 有 效 面 积 22 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -3 7 为 利 用 弹 性 形 变 测 压 原 理 图 。 活 塞 缸 的 活 塞 底 部 加 有 柱 状 螺 旋 弹 簧 ， 弹簧 一 端 固 定 ， 当 通 入 被 测 压 力 p时 ， 弹 簧 被 压 缩 并 产 生 一 弹 性 力 与 被 测 压 力 平 衡 ， 在弹 性 形 变 的 限 度 内 ， 弹 簧 被 压 缩 后

2、产 生 的 弹 性 位 移 量 x与 被 测 压 力 p的 关 系 符 合 胡 克定 律 ， 表 示 为 Axcp （ 1 5 -3 2 ） 式 中 : c弹 簧 的 刚 度 系 数 ； A活 塞 的 有 效 面 积 。 32 0 2 1 /5 /2 8 当 c、 A为 定 值 时 ， 测 量 压 力 就 变 为 测 量 弹 性 元 件 的 位 移 量 x。 金 属 弹 性 元 件 都 具 有 不 完 全 弹 性 ， 即 在 所 加 作 用 力 去 除 后 ， 弹 性 元 件 会 表 现 残余 变 形 、 弹 性 后 效 和 弹 性 滞 后 等 现 象 ， 这 将 会 造 成 测 量 误 差

3、。 弹 性 元 件 特 性 与 选 用的 材 料 和 负 载 的 最 大 值 有 关 。 若 要 减 小 这 方 面 的 误 差 ， 则 应 注 意 选 用 合 适 的 材 料 ，加 工 成 形 后 进 行 适 当 的 热 处 理 ， 使 用 时 应 选 择 合 适 的 测 量 范 围 等 。 42 0 2 1 /5 /2 8 2 . 弹 簧 管 压 力 表 弹 簧 管 压 力 表 在 弹 性 式 压 力 表 中 更 是 历 史 悠 久 ， 应 用 广 泛 。 弹 簧 管 压 力 表 中 压 力敏 感 元 件 是 弹 簧 管 。 弹 簧 管 的 横 截 面 呈 非 圆 形 （ 椭 圆 形 或

4、扁 形 ） ， 弯 成 圆 弧 形 的 空 心管 子 ， 如 图 1 5 -3 8 所 示 。 管 子 的 一 端 为 封 闭 ， 作 为 位 移 输 出 端 ， 另 一 端 为 开 口 ， 为 被测 压 力 输 入 端 。 52 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -3 8 单 圈 弹 簧 管 结 构 当 开 口 端 通 入 被 测 压 力 后 ， 非 圆 横 截面 在 压 力 p作 用 下 将 趋 向 圆 形 ， 并 使弹 簧 管 有 伸 直 的 趋 势 而 产 生 力 矩 ， 其结 果 使 弹 簧 管 的 自 由 端 由 B移 至 B而产 生 位 移 ， 弹 簧 管 的 中 心 角

5、减 小 ，如 图 1 5 -3 8 中 虚 线 所 示 。 中 心 角 的 相对 变 化 量 /与 被 测 压 力 p有 如 下 的函 数 关 系 ： 22222 11 kabbhREp （ 1 5 -2 6 ） 管 壁 厚 度 62 0 2 1 /5 /2 8 式 中 : 弹 簧 管 中 心 角 的 初 始 角 ； 受 压 后 中 心 角 的 改 变 量 ； R弹 簧 管 弯 曲 圆 弧 的 外 半 径 ； h管 壁 厚 度 ； a, b弹 簧 管 椭 圆 形 截 面 的 长 、 短 半 轴 ； k几 何 常 数 （ k=Rh/a2 ） ； 、 与 比 值 a/b有 关 的 参 数 ； 弹

6、簧 管 材 料 的 泊 松 系 数 ； E弹 性 模 数 。 72 0 2 1 /5 /2 8 可 知 ， 如 果 a=b， 则 =0 ， 这 说 明 具 有 均 匀 壁 厚 的 圆 形 弹 簧 管 不 能 用 作 测 压 敏 感 元 件 。对 于 单 圈 弹 簧 管 ， 中 心 角 变 化 量 比 较 小 ， 要 提 高 ， 可 采 用 多 圈 弹 簧 管 。 弹 簧 管 压 力 表 结 构 如 图 1 5 -3 9 所 示 。 22222 11 kabbhREp 由 式 82 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -3 9 弹 簧 管 压 力 表 被 测 压 力 由 接 头 9 通 入

7、， 迫 使 弹 簧 管 1 的 自 由 端产 生 位 移 ， 通 过 拉 杆 2使 扇 形 齿 轮 3 作 逆 时 针偏 转 ， 于 是 指 针 5 通 过同 轴 的 中 心 齿 轮 4 的 带动 而 作 顺 时 针 偏 转 ，在 面 板 6 的 刻 度 标 尺 上显 示 出 被 测 压 力 的 数值 。 游 丝 7 是 用 来 克 服扇 形 齿 轮 和 中 心 齿 轮 所产 生 的 仪 表 变 差 。 改 变调 节 螺 钉 8 的 位 置 （ 即改 变 机 械 传 动 的 放 大 倍 数 ） ， 可以 实 现 压 力 表量 程 的 调 整 。 92 0 2 1 /5 /2 8 3 . 压 阻

8、 式 压 力 传 感 器 压 阻 式 压 力 传 感 器 的 压 力 敏 感 元 件 是 压 阻 元 件 ， 它 是 基 于 压 阻 效 应 工 作 的 。 所 谓压 阻 元 件 实 际 上 就 是 指 在 半 导 体 材 料 的 基 片 上 用 集 成 电 路 工 艺 制 成 的 扩 散 电 阻 ， 当 它受 外 力 作 用 时 ， 其 阻 值 由 于 电 阻 率 的 变 化 而 改 变 。 扩 散 电 阻 正 常 工 作 时 需 依 附 于 弹 性元 件 ， 常 用 的 是 单 晶 硅 膜 片 。 图 1 5 -4 0 是 压 阻 式 压 力 传 感 器 的 结 构 示 意 图 。 压 阻

9、 芯 片 采 用 周 边 固 定 的 硅 杯 结 构 ，封 装 在 外 壳 内 。 。 1 02 0 2 1 /5 /2 8 9 、 人 的 价 值 ， 在 招 收 诱 惑 的 一 瞬 间 被 决 定 。 2 1 .8 .1 0 2 1 .8 .1 0 Tuesday, August 1 0 , 2 0 2 1 1 0 、 低 头 要 有 勇 气 ， 抬 头 要 有 低 气 。 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 8 /1 0 /2 0 2 1 8 :2 8 :5 8 PM 1 1 、 人 总 是 珍 惜 为 得 到 。 2 1 .8 .1 0 2 0 :

10、2 8 :5 8 2 0 :2 8 Aug-2 1 1 0 -Aug-2 1 1 2 、 人 乱 于 心 ， 不 宽 余 请 。 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 Tuesday, August 1 0 , 2 0 2 1 1 3 、 生 气 是 拿 别 人 做 错 的 事 来 惩 罚 自 己 。 2 1 .8 .1 0 2 1 .8 .1 0 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 :5 8 August 1 0 , 2 0 2 1 1 4 、 抱 最 大 的 希 望 ， 作 最 大 的 努 力 。 2 0 2 1 年 8 月 1 0 日 星 期

11、 二 下 午 8 时 2 8 分 5 8 秒 2 0 :2 8 :5 8 2 1 .8 .1 0 1 5 、 一 个 人 炫 耀 什 么 ， 说 明 他 内 心 缺 少 什 么 。 。 2 0 2 1 年 8 月 下 午 8 时 2 8 分 2 1 .8 .1 0 2 0 :2 8 August 1 0 , 2 0 2 1 1 6 、 业 余 生 活 要 有 意 义 ， 不 要 越 轨 。 2 0 2 1 年 8 月 1 0 日 星 期 二 2 0 时 2 8 分 5 8 秒 2 0 :2 8 :5 8 1 0 August 2 0 2 1 1 7 、 一 个 人 即 使 已 登 上 顶 峰

12、， 也 仍 要 自 强 不 息 。 下 午 8 时 2 8 分 5 8 秒 下 午 8 时 2 8 分 2 0 :2 8 :5 8 2 1 .8 .1 0 1 12 0 2 1 /5 /2 8 9 、 人 的 价 值 ， 在 招 收 诱 惑 的 一 瞬 间 被 决 定 。 2 1 .8 .1 0 2 1 .8 .1 0 Tuesday, August 1 0 , 2 0 2 1 1 0 、 低 头 要 有 勇 气 ， 抬 头 要 有 低 气 。 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 8 /1 0 /2 0 2 1 8 :2 8 :5 8 PM 1 1 、 人

13、 总 是 珍 惜 为 得 到 。 2 1 .8 .1 0 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 Aug-2 1 1 0 -Aug-2 1 1 2 、 人 乱 于 心 ， 不 宽 余 请 。 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 Tuesday, August 1 0 , 2 0 2 1 1 3 、 生 气 是 拿 别 人 做 错 的 事 来 惩 罚 自 己 。 2 1 .8 .1 0 2 1 .8 .1 0 2 0 :2 8 :5 8 2 0 :2 8 :5 8 August 1 0 , 2 0 2 1 1 4 、 抱 最 大 的 希 望 ， 作 最

14、 大 的 努 力 。 2 0 2 1 年 8 月 1 0 日 星 期 二 下 午 8 时 2 8 分 5 8 秒 2 0 :2 8 :5 8 2 1 .8 .1 0 1 5 、 一 个 人 炫 耀 什 么 ， 说 明 他 内 心 缺 少 什 么 。 。 2 0 2 1 年 8 月 下 午 8 时 2 8 分 2 1 .8 .1 0 2 0 :2 8 August 1 0 , 2 0 2 1 1 6 、 业 余 生 活 要 有 意 义 ， 不 要 越 轨 。 2 0 2 1 年 8 月 1 0 日 星 期 二 2 0 时 2 8 分 5 8 秒 2 0 :2 8 :5 8 1 0 August

15、2 0 2 1 1 7 、 一 个 人 即 使 已 登 上 顶 峰 ， 也 仍 要 自 强 不 息 。 下 午 8 时 2 8 分 5 8 秒 下 午 8 时 2 8 分 2 0 :2 8 :5 8 2 1 .8 .1 0 1 22 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -4 0 压 阻 式 压 力 传 感 器 的 结 构 示 意 图 (a) 内 部 结 构 ； (b) 硅 膜 片 示 意 图 在 一 块 圆 形 的 单 晶 硅 膜 片 上 ， 布 置 四 个 扩 散 电 阻 ， 两 片 位 于 受 压 应 力 区 ， 另 外 两 片 位 于 受 拉 应 力 区 ，它 们 组 成 一 个 全

16、 桥 测 量 电 路 。 硅 膜 片 用 一 个 圆 形 硅 杯 固 定 ， 两 边 有 两 个 压 力 腔 ， 一 个 和 被 测 压 力 相连 接 的 高 压 腔 ， 另 一 个 是 低 压 腔 ， 接 参 考 压 力 ， 通 常 和 大 气 相 通 。 当 存 在 压 差 时 ， 膜 片 产 生 变 形 ，使 两 对 电 阻 的 阻 值 发 生 变 化 ， 电 桥 失 去 平 衡 ， 其 输 出 电 压 反 映 膜 片 两 边 承 受 的 压 差 大 小低 压 腔 ，接 参 考 压 力高 压 腔 ， 连被 测 压 力 1 32 0 2 1 /5 /2 8 压 阻 式 压 力 传 感 器

17、的 主 要 优 点 是 体 积 小 ， 结 构 比 较 简 单 ， 动 态 响 应 也 好 ， 灵 敏度 高 ， 能 测 出 十 几 帕 斯 卡 的 微 压 ， 它 是 一 种 比 较 理 想 ， 目 前 发 展 较 为 迅 速 和 应 用 较为 广 泛 的 一 种 压 力 传 感 器 。 这 种 传 感 器 测 量 准 确 度 受 到 非 线 性 和 温 度 的 影 响 ， 从 而 影 响 压 阻 系 数 的 大 小 。现 在 出 现 的 智 能 压 阻 压 力 传 感 器 利 用 微 处 理 器 对 非 线 性 和 温 度 进 行 补 偿 ， 它 利 用 大规 模 集 成 电 路 技 术

18、， 将 传 感 器 与 微 处 理 器 集 成 在 同 一 块 硅 片 上 ， 兼 有 信 号 检 测 、 处理 、 记 忆 等 功 能 ， 从 而 大 大 提 高 了 传 感 器 的 稳 定 性 和 测 量 准 确 度 。 1 42 0 2 1 /5 /2 8 4 . 压 力 传 感 器 的 选 用 与 安 装 （ 1 ） 压 力 传 感 器 的 选 用 在 工 业 生 产 中 ， 对 压 力 传 感 器 进 行 选 型 ， 确 定 检 测 点 与安 装 等 是 非 常 重 要 的 ， 传 感 器 选 用 的 基 本 原 则 是 依 据 实 际 工 艺 生 产 过 程 对 压 力 测 量 所

19、要 求 的 工 艺 指 标 、 测 压 范 围 、 允 许 误 差 、 介 质 特 性 及 生 产 安 全 等 因 素 ， 要 经 济 合 理 ，使 用 方 便 。 对 弹 性 式 压 力 传 感 器 要 保 证 弹 性 元 件 在 弹 性 变 形 的 安 全 范 围 内 可 靠 的 工 作 ， 在 选择 传 感 器 量 程 时 必 须 留 有 足 够 的 余 地 。 一 般 在 被 测 压 力 较 稳 定 的 情 况 下 ， 最 大 压 力值 应 不 超 过 满 量 程 的 3 /4 ； 在 被 测 压 力 波 动 较 大 的 情 况 下 ， 最 大 压 力 值 应 不 超 过 满 量程 的

20、 2 /3 。 为 了 保 证 测 量 精 度 ， 被 测 压 力 最 小 值 应 不 低 于 全 量 程 的 1 /3 。 1 52 0 2 1 /5 /2 8 如 要 测 量 高 压 蒸 气 的 压 力 ， 已 知 蒸 气 压 力 为 （ 2 4 ） 1 0 5 Pa， 生 产 中 允 许 最 大 测量 误 差 为 1 0 4 Pa， 且 要 求 就 地 显 示 。 如 何 选 择 压 力 表 呢 ？ 根 据 已 知 条 件 及 弹 性 式 压 力传 感 器 的 性 质 决 定 选 Y-1 0 0 型 单 圈 弹 簧 管 压 力 表 ， 其 测 量 范 围 为 (0 6 ) 1 0 5 P

21、a（ 当 压 力从 2 1 0 5 Pa变 化 到 4 1 0 5 Pa时 ， 正 好 处 于 量 程 的 1 /3 2 /3 ） 。 要 求 最 大 测 量 误 差 小 于1 0 4 Pa， 即 要 求 传 感 器 的 相 对 误 差 %7.110)06( 10 54max PaPa所 以 应 选 精 度 为 1 .5 级 的 表 。 1 62 0 2 1 /5 /2 8 （ 2 ） 压 力 传 感 器 的 安 装 传 感 器 测 量 结 果 的 准 确 性 ， 不 仅 与 传 感 器 本 身 的 精 度等 级 有 关 ， 而 且 还 与 传 感 器 的 安 装 、 使 用 是 否 正 确

22、有 关 。 压 力 检 测 点 应 选 在 能 准 确 及 时 地 反 映 被 测 压 力 的 真 实 情 况 处 。 因 此 ， 取 压 点 不能 处 于 流 束 紊 乱 的 地 方 ， 即 要 选 在 管 道 的 直 线 部 分 ， 离 局 部 阻 力 较 远 的 地 方 。 测 量 高 温 蒸 气 压 力 时 ， 应 装 回 形 冷 凝 液 管 或 冷 凝 器 ， 以 防 止 高 温 蒸 气 与 测 压 元件 直 接 接 触 。 如 图 1 5 -4 1 （ a） 所 示 。 1 72 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -4 1 测 量 高 温 、 腐 蚀 介 质 压 力 表 安

23、装 示 意 图 (a) 测 量 蒸 气 ； (b) 测 量 有 腐 蚀 性 介 质 1 82 0 2 1 /5 /2 8 测 量 腐 蚀 、 高 粘 度 、 有 结 晶 等 介 质 时 ， 应 加 装 充 有 中 性 介 质 的 隔 离 罐 ， 如 图 1 5 -4 1 （ b） 所 示 。 隔 离 罐 内 的 隔 离 液 应 选 择 沸 点 高 、 凝 固 点 低 、 化 学 与 物 理 性 能 稳 定的 液 体 ， 如 甘 油 、 乙 醇 等 。 1 92 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -4 2 压 力 表 位 于 生 产 设 备 下 安 装 示 意 图 3 12 p 1压力表；

24、2切断阀；3生产设备 压 力 传 感 器 安 装 高 度 应 与 取 压 点 相 同 或 相 近 。 对 于 图 1 5 -4 2 所 示 情 况 ， 压 力 表 的 指示 值 要 比 管 道 内 的 实 际 压 力 高 ， 应 对 取 压 管 道 的 液 柱 附 加 的 压 力 误 差 进 行 修 正 。 2 02 0 2 1 /5 /2 8 1 5 .3 流 量 测 量 流 量 概 述 流 量 是 工 业 生 产 中 一 个 重 要 参 数 。 工 业 生 产 过 程 中 ， 很 多 原 料 、 半 成 品 、 成 品 都是 以 流 体 状 态 出 现 的 。 流 体 的 流 量 就 成

25、为 决 定 产 品 成 分 和 质 量 的 关 键 ， 也 是 生 产 成 本核 算 和 合 理 使 用 能 源 的 重 要 依 据 。 因 此 流 量 的 测 量 和 控 制 是 生 产 过 程 自 动 化 的 重 要 环节 。 单 位 时 间 内 流 过 管 道 某 一 截 面 的 流 体 数 量 ， 称 为 瞬 时 流 量 。 瞬 时 流 量 有 体 积 流 量和 质 量 流 量 之 分 。 而 在 某 一 段 时 间 间 隔 内 流 过 管 道 某 一 截 面 的 流 体 量 的 总 和 ， 即 瞬 时流 量 在 某 一 段 时 间 内 的 累 积 值 ， 称 为 总 量 或 累 积

26、流 量 。 2 12 0 2 1 /5 /2 8 （ 1 ） 体 积 流 量 qv 单 位 时 间 内 通 过 某 截 面 的 流 体 的 体 积 ， 单 位 为 m3 /s。 根 据 定 义 ，体 积 流 量 可 用 下 式 表 示 ： Av dAvq （ 1 5 -3 4 ） 式 中 ， v为 截 面 A中 某 一 面 积 元 dA上 的 流 速 。 如 果 流 体 在 该 截 面 上 的 流 速 处 处 相 等 ， 则 体 积 流 量 可 写 成qv=vA （ 1 5 -3 5 ） 2 22 0 2 1 /5 /2 8 （ 2 ） 质 量 流 量 qm 单 位 时 间 内 通 过 某 截

27、 面 的 流 体 的 质 量 ， 单 位 为 kg/s。 根 据 定 义 ，质 量 流 量 可 用 下 式 表 示 ： Am dAvq （ 1 5 -3 6 ） 由 式 （ 1 5 -3 5 ） 可 写 成 qm=qv=vA （ 1 5 -3 7 ） 2 32 0 2 1 /5 /2 8 流 体 的 密 度 受 流 体 的 工 作 状 态 （ 如 温 度 、 压 力 ） 影 响 。 对 于 液 体 ， 压 力 变 化 对密 度 的 影 响 非 常 小 ， 一 般 可 以 忽 略 不 计 。 温 度 对 密 度 的 影 响 要 大 一 些 ， 一 般 温 度 每变 化 1 0 时 ， 液 体 密

28、 度 的 变 化 约 在 1 %以 内 ， 所 以 当 温 度 变 化 不 是 很 大 ， 测 量 准 确 度要 求 不 是 很 高 的 情 况 下 ， 往 往 也 可 以 忽 略 不 计 。 对 于 气 体 ， 密 度 受 温 度 、 压 力 变 化影 响 较 大 ， 如 在 常 温 常 压 附 近 ， 温 度 每 变 化 1 0 ， 密 度 变 化 约 为 3 %； 压 力 每 变 化1 0 kPa， 密 度 约 变 化 3 %。 因 此 在 测 量 气 体 流 量 时 ， 必 须 同 时 测 量 流 体 的 温 度 和 压 力 。为 了 便 于 比 较 ， 常 将 在 工 作 状 态 下

29、 测 得 的 体 积 流 量 换 算 成 标 准 状 态 下 （ 温 度 为 2 0 ，压 力 为 1 0 1 3 2 5 Pa） 的 体 积 流 量 ， 用 符 号 qVN表 示 ， 单 位 符 号 为 Nm3 /s。 2 42 0 2 1 /5 /2 8 生 产 过 程 中 各 种 流 体 的 性 质 各 不 相 同 ， 流 体 的 工 作 状 态 及 流 体 的 粘 度 、 腐 蚀 性 、导 电 性 也 不 同 ， 很 难 用 一 种 原 理 或 方 法 测 量 不 同 流 体 的 流 量 。 尤 其 工 业 生 产 过 程 ，其 情 况 复 杂 ， 某 些 场 合 的 流 体 是 高

30、温 、 高 压 ， 有 时 是 气 液 两 相 或 液 固 两 相 的 混 合 流体 。 所 以 目 前 流 量 测 量 的 方 法 很 多 ， 测 量 原 理 和 流 量 传 感 器 （ 或 称 流 量 计 ） 也 各 不相 同 ， 从 测 量 方 法 上 一 般 可 分 为 以 下 三 大 类 。 2 52 0 2 1 /5 /2 8 速 度 式 : 速 度 式 流 量 传 感 器 大 多 是 通 过 测 量 流 体 在 管 路 内 已 知 截 面 流 过 的 流 速大 小 来 实 现 流 量 测 量 的 。 它 是 利 用 管 道 中 流 量 敏 感 元 件 （ 如 孔 板 、 转 子

31、、 涡 轮 、 靶 子 、非 线 性 物 体 等 ） 把 流 体 的 流 速 变 换 成 压 差 、 位 移 、 转 速 、 冲 力 、 频 率 等 对 应 的 信 号来 间 接 测 量 流 量 的 。 差 压 式 、 转 子 、 涡 轮 、 电 磁 、 旋 涡 和 超 声 波 等 流 量 传 感 器 都 属 于此 类 。 容 积 式 : 容 积 式 流 量 传 感 器 是 根 据 已 知 容 积 的 容 室 在 单 位 时 间 内 所 排 出 流 体 的次 数 来 测 量 流 体 的 瞬 时 流 量 和 总 量 的 。 常 用 的 有 椭 圆 齿 轮 、 旋 转 活 塞 式 和 刮 板 等

32、流量 传 感 器 。 2 62 0 2 1 /5 /2 8 质 量 式 ： 质 量 流 量 传 感 器 有 两 种 ， 一 种 是 根 据 质 量 流 量 与 体 积 流 量 的 关 系 ，测 出 体 积 流 量 再 乘 被 测 流 体 的 密 度 的 间 接 质 量 流 量 传 感 器 ， 如 工 程 上 常 用 的 采 取 温度 、 压 力 自 动 补 偿 的 补 偿 式 质 量 流 量 传 感 器 。 另 一 种 是 直 接 测 量 流 体 质 量 流 量 的 直接 式 质 量 流 量 传 感 器 ， 如 热 式 、 惯 性 力 式 、 动 量 矩 式 等 质 量 流 量 传 感 器 。

33、 直 接 法 测量 具 有 不 受 流 体 的 压 力 、 温 度 、 粘 度 等 变 化 影 响 的 优 点 ， 是 一 种 正 在 发 展 中 的 质 量流 量 传 感 器 。 2 72 0 2 1 /5 /2 8 差 压 式 流 量 传 感 器 差 压 式 流 量 传 感 器 又 称 节 流 式 流 量 传 感 器 ， 它 是 利 用 管 路 内 的 节 流 装 置 ， 将 管道 中 流 体 的 瞬 时 流 量 转 换 成 节 流 装 置 前 后 的 压 力 差 的 原 理 来 实 现 的 。 差 压 式 流 量 传感 器 流 量 测 量 系 统 主 要 由 节 流 装 置 和 差 压

34、计 （ 或 差 压 变 送 器 ） 组 成 ， 如 图 1 5 -4 3 所示 。 节 流 装 置 的 作 用 是 把 被 测 流 体 的 流 量 转 换 成 压 差 信 号 ， 差 压 计 则 对 压 差 信 号 进行 测 量 并 显 示 测 量 值 ， 差 压 变 送 器 能 把 差 压 信 号 转 换 为 与 流 量 对 应 的 标 准 电 信 号 或气 信 号 ， 以 供 显 示 、 记 录 或 控 制 。 差 压 式 流 量 传 感 器 发 展 较 早 ， 技 术 成 熟 而 较 完 善 ， 而 且 结 构 简 单 ， 对 流 体 的 种类 、 温 度 、 压 力 限 制 较 少 ，

35、 因 而 应 用 广 泛 。 2 82 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -4 3 差 压 式 流 量 传 感 器 流 量 测 量 系 统 p2P1 p=p1 -p2 2 92 0 2 1 /5 /2 8 1 . 节 流 装 置 节 流 装 置 是 差 压 式 流 量 传 感 器 的 流 量 敏 感 检 测 元 件 ， 是 安 装 在 流 体 流 动 的 管 道 中的 阻 力 元 件 。 常 用 的 节 流 元 件 有 孔 板 、 喷 嘴 、 文 丘 里 管 。 它 们 的 结 构 形 式 、 相 对 尺寸 、 技 术 要 求 、 管 道 条 件 和 安 装 要 求 等 均 已 标 准

36、化 ， 故 又 称 标 准 节 流 元 件 ， 如 图 1 5 -4 4 所 示 。 其 中 孔 板 最 简 单 又 最 为 典 型 ， 加 工 制 造 方 便 ， 在 工 业 生 产 过 程 中 常 被 采 用 。 标 准 节 流 装 置 按 照 规 定 的 技 术 要 求 和 试 验 数 据 来 设 计 、 加 工 、 安 装 ， 无 需 检 测 和标 定 ， 可 以 直 接 投 产 使 用 ， 并 可 保 证 流 量 测 量 的 精 度 。 3 02 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -4 4 标 准 节 流 元 件 (a) 孔 板 ； (b) 喷 嘴 ； (c) 文 丘 里 管

37、3 12 0 2 1 /5 /2 8 2 . 测 量 原 理 与 流 量 方 程 式 （ 1 ） 测 量 原 理 在 管 道 中 流 动 的 流 体 具 有 动 压 能 和 静 压 能 ， 在 一 定 条 件 下 这 两 种 形式 的 能 量 可 以 相 互 转 换 ， 但 参 加 转 换 的 能 量 总 和 不 变 。 用 节 流 元 件 测 量 流 量 时 ， 流 体流 过 节 流 装 置 前 后 产 生 压 力 差 p(p=p1 -p2 )， 且 流 过 的 流 量 越 大 ， 节 流 装 置 前 后 的 压 差也 越 大 ， 流 量 与 压 差 之 间 存 在 一 定 关 系 ， 这

38、就 是 差 压 式 流 量 传 感 器 测 量 原 理 。 3 22 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 4 5 节 流 件 前 后 流 速 和 压 力 分 布 情 况 流 束 流 过 孔 板 前已 经 开 始 收 缩 ，流 体 随 着 流 束 的缩 小 ， 流 速 增 大 ，而 流 体 压 力 减 小 I-II段 处达 到 最 小 流 束 截 面 ，这 时 流 体 的 平 均 流速 达 到 最 大 值 ， 流体 压 力 随 着 流 束 的缩 小 及 流 速 的 增 加而 降 低 ， 直 到 达 到 最 小 值 III而 后 流 束 逐 渐 扩 大 ， 在管 道 处 又 充 满 整个 管

39、道 ， 流 体 的 速 度 也恢 复 到 孔 板 前 的 流 速 ，流 体 的 压 力 又 随 流 束 的扩 张 而 升 高 ， 最 后 恢 复到 一 个 稍 低 于 原 管 中 的压 力 虚 线 表 示 管 道 轴 线 上 流 体 静 压 沿 轴 线 方 向 的 分 布 曲 线实 线 表 示 管 壁 上 的 静 压 沿 轴 线 方 向 的 变 化 曲 线 3 32 0 2 1 /5 /2 8 造 成 流 体 压 力 损 失 的 原 因 是 由 于 孔 板 前 后 涡 流 的 形 成 以 及 流 体 的 沿 程 摩 擦 ，使 得 流 体 的 一 部 分 机 械 能 不 可 逆 地 变 成 了

40、热 能 ， 散 失 在 流 体 内 。 如 采 用 喷 嘴 或文 丘 里 管 等 节 流 件 可 大 大 减 小 流 体 的 压 力 损 失 。 3 42 0 2 1 /5 /2 8 （ 2） 流 量 方 程 式 节 流 装 置 的 流 量 公 式 是 在 假 定 所 研 究 的 流 体 是 定 常 流 动 的 理 想流 体 的 条 件 下 ， 根 据 伯 努 利 方 程 和 连 续 性 方 程 推 导 出 来 的 ， 而 对 不 符 合 假 设 条 件 的影 响 因 素 ， 则 需 进 行 修 正 。 图 1 5 4 5 中 ， 当 连 续 流 动 的 流 体 流 经 截 面 时 ， 管 中

41、 心 的 流 速 为 v1 0 ， 静 压为 p1 0 ， 密 度 为 1 ;流 体 流 经 截 面 时 ,管 中 心 的 流 速 为 v2 0 ,静 压 为 p2 0 ， 密 度 为 2 。 对 于 不 可 压 缩 理 想 流 体 ， 流 体 流 过 节 流 件 时 ， 流 体 不 对 外 作 功 ， 和 外 界 没 有 热交 换 ， 而 且 节 流 件 前 后 的 流 体 密 度 相 等 ， 即 1 = 2 = 。 根 据 伯 努 利 方 程 ， 在 两 截 面 、 处 ， 管 中 心 流 体 的 能 量 方 程 为 22 2202021010 vpvp （ 1 5 -3 8 ） 3 52

42、 0 2 1 /5 /2 8 考 虑 流 速 分 布 的 不 均 匀 ， 及 实 际 流 体 有 粘 性 ， 在 流 动 时 会 产 生 摩 擦 力 ， 其 损 失 的能 量 为 。 在 两 截 面 、 处 的 能 量 方 程 可 写 成 222 v 22222220212110 222 vvCpvCp 式 中 ： C 1 、 C2截 面 、 处 流 速 分 布 不 均 匀 的 修 正 系 数 ， C1 =v1 0 /v1 , C2 =v2 0 /v2 ； v1 、 v2 截 面 、 的 平 均 流 速 。 （ 1 5 -3 9 ） 3 62 0 2 1 /5 /2 8 由 于 流 体 流 动

43、 的 连 续 性 ， 则 A1 v1 =A2 v2 这 样 我 们 可 得 )(21 2010222 1222 ppmCCv 式 中 ： m开 口 截 面 比 ， m=A0 /A1 , A1 为 - 截 面 的 流 通 面 积 ； 收 缩 系 数 ， =A2 /A0 ， A2 为 - 截 面 流 束 的 流 通 面 积 。 (1 5 -4 0 )(1 5 -4 1 ) 3 72 0 2 1 /5 /2 8 另 外 实 际 取 压 是 在 管 壁 取 的 ， 所 测 得 的 压 力 是 管 壁 处 的 静 压 力 ， 设 实 际 取 得 的压 力 为 p1 和 p2 ， 需 引 入 一 个 取

44、压 系 数 ， 并 取 21 2010 pp pp 根 据 流 量 的 定 义 ， 我 们 可 以 得 到 体 积 流 量 与 压 差 p=p1 -p2 之 间 的 流 量 方 程 式 为体 积 流 量 pAAvq v 2022 （ 1 5 -4 3 ） （ 1 5 -4 2 ） 3 82 0 2 1 /5 /2 8 质 量 流 量 pAAvqm 2022 （ 1 5 -4 4 ） 式 中 ， 为 流 量 系 数 ， 222122 mCC 3 92 0 2 1 /5 /2 8 对 于 可 压 缩 流 体 ， 例 如 各 种 气 体 及 蒸 气 通 过 节 流 元 件 时 ， 由 于 压 力 变

45、 化 必 然 会引 起 密 度 的 改 变 ， 即 1 2 ， 这 时 在 公 式 中 应 引 入 流 束 膨 胀 系 数 ， 可 压 缩 性 流 体 流束 膨 胀 系 数 小 于 1 ， 如 果 是 不 可 压 缩 性 流 体 ， 则 =1 。 并 规 定 流 体 密 度 用 节 流 件 前 的流 体 密 度 1 ， 则 可 压 缩 性 流 体 的 流 量 方 程 式 变 为 pAq pAq mv 10 10 22 （ 1 5 -4 5 ） （ 1 5 -4 6 ） 上 述 流 量 方 程 式 中 ， 流 量 压 差 关 系 虽 然 比 较 简 单 ， 但 流 量 系 数 却 是 一 个 影

46、 响因 素 复 杂 、 变 化 范 围 较 大 的 重 要 参 数 ， 也 是 节 流 式 流 量 计 能 否 准 确 测 量 流 量 的 关 键 所在 。 流 量 系 数 与 节 流 装 置 的 结 构 形 式 、 取 压 方 式 、 节 流 装 置 开 孔 直 径 、 流 体 流 动 状态 （ 雷 诺 数 ） 及 管 道 条 件 等 因 素 有 关 。 对 于 标 准 节 流 装 置 ， 查 阅 有 关 手 册 便 可 计 算 出流 量 系 数 值 。 4 02 0 2 1 /5 /2 8 3 .差 压 式 流 量 检 测 系 统 差 压 流 量 检 测 系 统 由 节 流 装 置 、 差

47、 压 引 压 导 管 及 差 压 计 或 差 压 变 送 器 等 组 成 。 图 所 示为 一 个 差 压 式 流 量 检 测 系 统 的 结 构 示 意 图 。 4 12 0 2 1 /5 /2 8 节 流 装 置 流 量 值 变 换 成 差 压 信 号 p 压 力 信 号 管 路差 压 变 送 器4 2 0 mA的 标 准 电 流 信 号 解 决 非 线 性在 流 量 检 测 系 统中 增 加 一 个 非 线性 补 偿 环 节 4 22 0 2 1 /5 /2 8 电 磁 流 量 传 感 器 电 磁 流 量 传 感 器 是 根 据 法 拉 弟 电 磁 感 应 定 律 来 测 量 导 电 性

48、 液 体 的 体 积 流 量 的 。如 图 1 5 -4 7 所 示 ， 在 磁 场 中 安 置 一 段 不 导 磁 、 不 导 电 的 管 道 ， 管 道 外 面 安 装 一 对 磁极 ， 当 有 一 定 电 导 率 的 流 体 在 管 道 中 流 动 时 就 切 割 磁 力 线 。 与 金 属 导 体 在 磁 场 中 的运 动 一 样 ， 在 导 体 （ 流 动 介 质 ） 的 两 端 也 会 产 生 感 应 电 动 势 ， 由 设 置 在 管 道 上 的 电极 导 出 。 该 感 应 电 势 大 小 与 磁 感 应 强 度 、 管 径 大 小 、 流 体 流 速 大 小 有 关 。 即

49、BDvEx （ 1 5 -4 7 ） 4 32 0 2 1 /5 /2 8 式 中 ： 磁 通 ； B磁 感 应 强 度 （ T） ； D管 道 内 径 ， 相 当 于 垂 直 切 割 磁 力 线 的 导 体 长 度 （ m） ； v导 体 的 运 动 速 度 ， 即 流 体 的 流 速 （ m/s） ； Ex感 应 电 动 势 （ V） 。 4 42 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -4 7 电 磁 流 量 传 感 器 原 理 磁 感 应 强 度 B及 管 道 内 径 D固 定 不 变 ，则 K为 常 数 ， 两 电 极 间 的 感 应 电 动 势 Ex与 流 量 qv成 线 性 关

50、 系 ， 便 可 通 过 测 量感 应 电 动 势 Ex来 间 接 测 量 被 测 流 体 的流 量 qv值 。体 积 流 量 qv与 流 体 流 速 v的 关 系 为 vDq v 241 vvx KqqDBE 4BDvEx DBK 4 4 52 0 2 1 /5 /2 8 u 电 磁 流 量 传 感 器 的 磁 场 有 三 种 励 磁 方 式 ： 直 流 励 磁 、 交 流 正 弦 波 励 磁 和 低 频 方 波励 磁 。u 直 流 励 磁 的 优 点 是 受 交 流 磁 场 干 扰 小 ， 因 而 液 体 中 的 自 感 现 象 可 以 忽 略 不 计 ， 缺点 是 在 电 极 上 产 生

51、 的 直 流 电 势 引 起 管 内 被 测 液 体 的 电 解 ， 产 生 极 化 现 象 ， 破 坏 了 原 来的 测 量 条 件 。u 交 流 正 弦 波 励 磁 一 般 采 用 工 频 （ 5 0 Hz） 交 变 电 流 产 生 的 交 变 磁 场 。 交 流 励 磁 的 优点 是 能 消 除 极 化 现 象 ， 输 出 信 号 是 交 流 信 号 ， 放 大 和 转 换 比 较 容 易 ， 但 也 会 带 来 一 系列 的 干 扰 ， 如 9 0 干 扰 、 同 相 干 扰 等 。u 低 频 方 波 励 磁 交 流 干 扰 影 响 小 ， 又 能 克 服 极 化 现 象 ， 是 一

52、种 比 较 好 的 励 磁 方 式 。 4 62 0 2 1 /5 /2 8 电 磁 流 量 传 感 器 产 生 的 感 应 电 动 势 信 号 是 很 微 小 的 ， 需 通 过 电 磁 流 量 转 换 器 来显 示 流 量 。 常 用 的 电 磁 流 量 转 换 器 能 把 传 感 器 的 输 出 感 应 电 动 势 信 号 放 大 并 转 换 成 标准 电 流 （ 0 1 0 mA 或 4 2 0 mA） 信 号 或 一 定 频 率 的 脉 冲 信 号 ， 配 合 单 元 组 合 仪 表或 计 算 机 对 流 量 进 行 显 示 、 记 录 、 运 算 、 报 警 和 控 制 等 。 电

53、 磁 流 量 传 感 器 只 能 测 量 导 电 介 质 的 流 体 流 量 。 它 适 用 于 测 量 各 种 腐 蚀 性 酸 、碱 、 盐 溶 液 ， 固 体 颗 粒 悬 浮 物 ， 粘 性 介 质 （ 如 泥 浆 、 纸 浆 、 化 学 纤 维 、 矿 浆 ） 等 溶液 ； 也 可 用 于 各 种 有 卫 生 要 求 的 医 药 、 食 品 等 部 门 的 流 量 测 量 （ 如 血 浆 、 牛 奶 、 果 汁 、卤 水 、 酒 类 等 ） ， 还 可 用 于 大 型 管 道 自 来 水 和 污 水 处 理 厂 流 量 测 量 以 及 脉 动 流 量 测 量等 。 4 72 0 2 1

54、/5 /2 8 涡 轮 流 量 传 感 器 涡 轮 流 量 传 感 器 类 似 于 叶 轮 式 水 表 ， 是 一 种 速 度 式 流 量 传 感 器 。 图 1 5 -4 8 为 涡 轮流 量 传 感 器 的 结 构 示 意 图 。 它 是 在 管 道 中 安 装 一 个 可 自 由 转 动 的 叶 轮 ， 流 体 流 过 叶轮 使 叶 轮 旋 转 ， 流 量 越 大 ， 流 速 越 高 ， 则 动 能 越 大 ， 叶 轮 转 速 也 越 高 。 测 量 出 叶 轮的 转 速 或 频 率 ， 就 可 确 定 流 过 管 道 的 流 体 流 量 和 总 量 。 4 82 0 2 1 /5 /2

55、 8 图 1 5 -4 8 涡 轮 流 量 传 感 器 结 构 示 意 图 流 量 涡 轮 旋 转涡 轮 叶 片 周 期 性 地 改 变 磁 电 系统 的 磁 阻 值 ， 使 通 过 线 圈 的 磁通 量 发 生 周 期 性 的 变 化在 线 圈 两 端 产 生 感 应 电 势放 大 和 整 形方 波 脉 冲 计 数 器累 积 总 量 4 92 0 2 1 /5 /2 8 在 涡 轮 叶 片 的 平 均 半 径 rc处 取 断 面 ， 并 将 圆 周 展 开 成 直 线 ， 便 可 画 出 图 1 5 - 4 9 。 设 流 体 速 度 v平 行 于 轴 向 ， 叶 片 的 切 线 速 度 u

56、垂 直 于 v， 若 叶 片 的 倾 斜 角 为 ， 便可 写 出 u= rc=v tan 或 tan2tan cc nrrv （ 1 5 -5 0 ） 式 中 ： n涡 轮 的 转 速 ； 涡 轮 的 角 速 度 。 5 02 0 2 1 /5 /2 8 设 叶 片 缝 隙 间 的 有 效 流 通 面 积 为 A， 则 瞬 时 体 积 流 量 为 AnrvAq cv tan2 （ 1 5 -5 1 ） 如 涡 轮 上 叶 片 总 数 为 z， 则 线 圈 输 出 脉 冲 频 率 f就 是 nzHz， 代 入 式 （ 1 5 -4 3 ） 可 得 ffz Arq cv 1tan2 （ 1 5

57、-5 2 ） 式 中 , 为 仪 表 常 数 ， Arz c 2tan 5 12 0 2 1 /5 /2 8 涡 轮 流 量 传 感 器 具 有 安 装 方 便 、 精 度 高 （ 可 达 0 .1 级 ） 、 反 应 快 、 刻 度 线 性 及量 程 宽 等 特 点 ， 此 外 还 具 有 信 号 易 远 传 、 便 于 数 字 显 示 、 可 直 接 与 计 算 机 配 合 进行 流 量 计 算 和 控 制 等 优 点 。 它 广 泛 应 用 于 石 油 、 化 工 、 电 力 等 工 业 ， 气 象 仪 器 和水 文 仪 器 中 也 常 用 涡 轮 测 风 速 和 水 速 。 5 22

58、0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -4 9 涡 轮 叶 片 及 流 体 的 速 度 分 析 5 32 0 2 1 /5 /2 8 漩 涡 式 流 量 传 感 器 漩 涡 式 流 量 传 感 器 是 利 用 流 体 振 荡 原 理 工 作 的 。 目 前 应 用 的 有 两 种 ： 一 种 是 应 用自 然 振 荡 的 卡 曼 漩 涡 列 原 理 ； 另 一 种 是 应 用 强 迫 振 荡 的 漩 涡 旋 进 原 理 。 应 用 振 荡 原理 的 流 量 传 感 器 ， 前 者 称 为 卡 曼 涡 街 流 量 传 感 器 （ 或 涡 街 流 量 传 感 器 ） ， 后 者 称 为旋 进 漩

59、 涡 流 量 传 感 器 。 涡 街 流 量 传 感 器 应 用 相 对 较 多 ， 这 里 只 介 绍 这 种 流 量 传 感 器 。 5 42 0 2 1 /5 /2 8 在 流 体 的 流 动 方 向 上 放 置 一 个 非 流 线 型 的 物 体 （ 如 圆 柱 体 等 ） ， 物 体 的 下 游 两 侧有 时 会 交 替 出 现 漩 涡 （ 见 图 1 5 -5 0 ） 。 在 物 体 后 面 两 排 平 行 但 不 对 称 的 漩 涡 列 称 为 卡曼 涡 列 （ 也 称 为 涡 街 ） 。 漩 涡 的 频 率 一 般 是 不 稳 定 的 ， 实 验 表 明 ， 只 有 当 两 列

60、 漩 涡的 间 距 h与 同 列 中 相 邻 漩 涡 的 间 距 l满 足 h/l=0 .2 8 1 （ 对 于 圆 柱 体 ） 条 件 时 ， 卡 曼 涡 列 才是 稳 定 的 。 并 且 每 一 列 漩 涡 产 生 的 频 率 f与 流 速 v、 圆 柱 体 直 径 d的 关 系 为 dvSf t 式 中 , St为 斯 特 罗 哈 尔 系 数 ， 是 一 个 无 量 纲 的 系 数 。 （ 1 5 -5 3 ） 5 52 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -5 0 卡 曼 漩 涡 5 62 0 2 1 /5 /2 8 St主 要 与 漩 涡 发 生 体 的 形 状 和 雷 诺 数

61、有 关 。 在 雷 诺 数 为 5 0 0 1 5 0 0 0 0 的 区 域 内 ，基 本 上 是 一 个 常 数 ， 如 图 1 5 -5 1 所 示 。 对 于 圆 柱 体 St=0 .2 0 ， 三 角 柱 体 St=0 .1 6 。 工 业 上测 量 的 流 速 实 际 上 几 乎 不 超 过 这 个 范 围 ， 所 以 可 以 认 为 频 率 f只 受 流 速 v和 漩 涡 发 生体 的 特 征 尺 寸 d的 支 配 ， 而 不 受 流 体 的 温 度 、 压 力 、 密 度 、 粘 度 等 的 影 响 。测 得 漩 涡 的 频 率 流 体 的 流 速 v 流 体 的 体 积 流

62、量 q v 5 72 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -5 1 斯 特 罗 哈 尔 系 数 与 雷 诺 数 的 关 系 5 82 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -5 2 圆 柱 体 漩 涡 检 测 原 理 图 把 铂 热 电 阻 丝 用 电 流 加 热到 比 流 体 温 度 高 出 某 个 温度 ， 流 体 通 过 铂 热 电 阻 丝时 ， 带 走 它 的 热 量 ， 从 而改 变 它 的 电 阻 值 ， 此 电 阻值 的 变 化 与 发 出 漩 涡 的 频率 相 对 应 ， 即 由 此 便 可 检测 出 与 流 速 成 比 例 的 频 率 。 5 92 0 2 1 /5 /

63、2 8 漩 涡 式 流 量 传 感 器 在 管 道 内 没 有 可 动 部 件 ， 使 用 寿 命 长 ， 线 性 测 量 范 围 宽 ， 几乎 不 受 温 度 、 压 力 、 密 度 、 粘 度 等 变 化 的 影 响 ， 压 力 损 失 小 ， 传 感 器 的 输 出 是 与 体积 流 量 成 比 例 的 脉 冲 信 号 ， 这 种 传 感 器 对 气 体 、 液 体 均 适 用 。 6 02 0 2 1 /5 /2 8 图 1 5 -5 3 三 角 柱 体 漩 涡 检 测 原 理 图 三 角 柱 漩 涡 发 生 体 的 漩 涡 频 率 检 测 原 理 图 如 图 所 示 。 埋 在 三

64、角 柱正 面 的 两 只 热 敏 电 阻 与 其 它 两 只 固 定 电 阻 构 成 一 个 电 桥 ， 电 桥 通以 恒 定 电 流 使 热 敏 电 阻 的 温 度 升 高 。 由 于 产 生 漩 涡 处 的 流 速 较 大 ，使 热 敏 电 阻 的 温 度 降 低 ， 阻 值 改 变 ， 电 桥 输 出 信 号 。 随 着 漩 涡 交替 产 生 ， 电 桥 输 出 一 系 列 与 漩 涡 发 生 频 率 相 对 应 的 电 压 脉 冲 。 6 12 0 2 1 /5 /2 8 质 量 流 量 传 感 器 在 工 业 生 产 和 产 品 交 易 中 ， 由 于 物 料 平 衡 ， 热 平 衡

65、 以 及 储 存 、 经 济 核 算 等 人 们 常常 需 要 的 是 质 量 流 量 , 因 此 在 测 量 工 作 中 ， 常 常 将 已 测 出 的 体 积 流 量 乘 以 密 度 换 算 成质 量 流 量 。 而 对 于 相 同 体 积 的 流 体 ， 在 不 同 温 度 、 压 力 下 ， 其 密 度 是 不 同 的 ， 尤 其 对于 气 体 流 体 ， 这 就 给 质 量 流 量 的 测 量 带 来 了 麻 烦 ， 有 时 甚 至 难 以 达 到 测 量 的 要 求 。 这样 便 希 望 直 接 用 质 量 流 量 传 感 器 来 测 量 质 量 流 量 ， 无 需 进 行 换 算

66、 ， 这 将 有 利 于 提 高 流量 测 量 的 准 确 度 。 6 22 0 2 1 /5 /2 8 质 量 流 量 传 感 器 大 致 分 为 两 类 ： p 直 接 式 : 即 传 感 器 直 接 反 映 出 质 量 流 量 。 p 推 导 式 : 即 基 于 质 量 流 量 的 方 程 式 ， 通 过 运 算 得 出 与 质 量 流 量 有 关 的 输 出信 号 。 用 体 积 流 量 传 感 器 和 其 它 传 感 器 及 运 算 器 的 组 合 来 测 量 质 量 流 量 。 6 32 0 2 1 /5 /2 8 1 . 直 接 式 质 量 流 量 传 感 器科 里 奥 利 质 量 流 量 传 感 器 科 里 奥 利 质 量 流 量 传 感 器 是 利 用 流 体 在 直 线 运 动 的 同 时 ， 处 于 一 个 旋 转 系 中 ， 产生 与 质 量 流 量 成 正 比 的 科 里 奥 利 力 而 制 成 的 一 种 直 接 式 质 量 流 量 传 感 器 。 当 质 量 为 m的 质 点 在 对 P轴 作 角 速 度 为 旋 转 的 管 道 内 移 动 时 ， 如 图