WykładNr6

Dokument: pdf (2.0 MB)
  • 13 stron
Opublikowany 2017-09-09 14:08:28

Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Strona 203 12. Pomiar ciśnienia Do pomiaru wartości ciśnienia wykorzystywane są przyrządy pomiarowe zwane ciśniomierzami. Bardzo często nazywa się je także manometrami. Ciśnienie definiuje się jako siłę działającą na powierzchnię, zgodnie z poniższą definicją (12.1) S F p  . Jednostką ciśnienia w układzie SI jest pascal, który jest równy (12.2) 2 m N Pa  . Zestawienie używanych w praktyce jednostek ciśnienia znajduje się tablicach 12.1 i 12.2. Tablica 12.1. Zestawienie podstawowych jednostek ciśnienia Pa 2 cmkG atm bar 1 pascal= Pa1 1 5 10019716,1   6 1086923,9   5 10 1 atmosfera techniczna= 2 1 cmkG 4 1080665,9  1 1 1067841,9   1 1080665,9   1 atmosfera fizyczna= atm1 5 1001325,1  033,1 1 01325,1 bar1 5 10 019716,1 1 1086923,9   1 Tablica 12.2. Zestawienie podstawowych jednostek siły N dyn kG Lb 1 niuton= N1 1 5 10 1 1002,1   1 10248,2   1 dyna= dyn1 5 10 1 6 10020,1   6 10248,2   1 kilogram-siła= kG1 80665,9 5 1080665,9  1 205,2 1 funt-siła= Lb1 448,4 5 10448,4  1 10536,4   1 Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Strona 204 W zależności od rodzaju wybranego poziomu odniesienia można wyróżnić trzy rodzaje mierzonego ciśnienia :  ciśnienie bezwzględne, jest ono mierzone w odniesieniu do próżni doskonałej,  ciśnienie różnicowe, stanowi ono różnicę ciśnień między dwoma wybranymi punktami pomiaru ciśnienia,  ciśnienie względne – nadciśnienie lub podciśnienie – jest ono mierzone w odniesieniu do ciśnienia otoczenia. . Tablica 3. Zakres mierzonych ciśnień Rodzaj ciśnienia Zakres ciśnienia niskie od hPa1 do MPa1,0 ciśnienia średnie od MPa1,0 do MPa100 ciśnienia wysokie MPa100 Wartości ciśnienia nie można zmierzyć metodą bezpośrednią. Dlatego też w praktyce wykorzystuje się pośrednie metody pomiarowe. Najczęściej wykorzystywanymi czujnikami ciśnienia są czujniki :  hydrostatyczne,  sprężyste (rezystancyjne, pojemnościowe, indukcyjne),  piezoelektryczne,  rezonansowe (z elementami wibrującymi, kwarcowe, z falą powierzchniową),  optyczne. W większości stosowanych ciśnieniomierzy wykorzystuje się jedną z dwóch zasad przetworzenia ciśnienia :  zamiana ciśnienia na siłę Fp  ,  zamiana ciśnienia na siłę i później na odkształcenie  Fp . Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Strona 205 W czujnikach ciśnienia z elektrycznym sygnałem wyjściowych można wyróżnić następujące stopnie przetwarzania :  element czuły na ciśnienia zamienia sygnał wejściowy (ciśnienie) na inną, pośrednią wielkość fizyczną – najczęściej na siłę, odkształcenie lub przesunięcie. Jest to element mechaniczny, który zamyka w określonej objętości płyn i pozwala na pomiar jego ciśnienia (membrana, rurka Bourdona, mieszek),  przetwornik wielkości pośredniej na sygnał elektryczny,  układ kondycjonowania sygnału wyjściowego. ciśnienie element sprężysty siła odkształcenie przetwarzanie na wielkość elektryczną kondycjonowanie sygnału sygnał elektryczny napięcie prąd Rysunek 12.1. Typowe stopnie przetwarzania w czujnikami ciśnienia z elementem sprężystym Najczęściej pierwszym stopniem przetwarzania jest element sprężysty, w którym zachodzi zamiana ciśnienia na siłę i odkształcenie. Jest to najważniejszy rodzaj ciśnieniomierzy tzw. sprężystych. Należy do nich zarówno wiele nowoczesnych czujników ciśnienia z wyjściem elektrycznym, jak i ciśnieniomierze z bezpośrednim odczytem (wskazówkowe). W czujnikach z wyjściem elektrycznym drugi człon przetwarzania jest najczęściej przetwornikiem parametrycznym. W zależności od wielkości elektrycznej R , C , L , na jaką jest przetwarzane jest odkształcenie elementu sprężystego, wyróżnia się ciśnieniomierze rezystancyjne, pojemnościowe i indukcyjnościowe. Te elementy przetwarzania są w zasadzie przetwornikami odkształcenia lub przesunięcia na sygnał elektryczny. W praktyce pomiarowej stosuje się przetworniki zamieniające ruch posuwisty na zmianę rezystancji lub zmianę indukcyjności. Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Strona 206 12.1 Sprężyste przetworniki ciśnienia Na rysunku 12.2 pokazano najważniejsze elementy sprężyste stosowane w czujnikach ciśnienia. Rysunek 12.2. Elem...

Komentarze do: WykładNr6 • 0