發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力檢測(cè)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)字壓力表PEN-33原理分析
經(jīng)濟(jì)型數(shù)字壓力表
PEN-33-x G：表壓、D：差壓、A：絕對(duì)壓力、C：復(fù)合壓力經(jīng)濟(jì)型數(shù)字壓力表PEN-33是一款采用應(yīng)變片轉(zhuǎn)換方式、兼容所有測(cè)量模式的壓力表。
產(chǎn)品信息
特征
價(jià)格便宜且精度高，達(dá) ±0.3%FS
壓力口入口響應(yīng)在1ms(T90%)以下的高速響應(yīng)特性
不銹鋼壓力接收器，在表壓、復(fù)合壓力和絕壓模式下具有優(yōu)異的耐腐蝕性
對(duì)于汽車(chē)進(jìn)氣/排氣測(cè)量，過(guò)壓比量程高4倍，具有很強(qiáng)的抗過(guò)壓能力。
規(guī)格
| 壓力測(cè)量方式 | 表壓(G)、差壓(D)、絕壓(A)、復(fù)合壓力(C) |
| 目標(biāo)流體 | 氣體、液體（壓差僅適用于氣體） |
| 壓力測(cè)量范圍 | 提供從 2.5 (kPa) 到 70 (MPa) 的各種范圍 |
| 壓力范圍 | 0-2、0-5、0-10、0-20、0-50kPa
0-100、0-200、0-500kPa
0-1、0-2、0-5、0-10、0-35、 0-70MPa |
| 準(zhǔn)確度（%FS） | ±0.3%滿(mǎn)量程 |
| 模擬輸出 | 將0~FS壓力轉(zhuǎn)換為0~10V電壓輸出 |
| 電源 | 交流100V±10%，30VA |
| 設(shè)備尺寸 | 寬130×高120×深230 |
應(yīng)用
相關(guān)產(chǎn)品
高精度差壓表PZ-77（±0.1%FS）
測(cè)量原理
經(jīng)濟(jì)型壓力表PEN-33型是一款采用應(yīng)變片換算方式、兼容所有測(cè)量模式的壓力表。
下表顯示了各種測(cè)量模式。
壓力是兩個(gè)孤立點(diǎn)之間的壓力差，表壓和復(fù)合壓力基于大氣壓，絕對(duì)壓力基于真空。
在壓力傳感器中，壓力接收元件（膜片）響應(yīng)于壓力而位移，并且該位移被檢測(cè)為形成在膜片上的四個(gè)應(yīng)變片的電阻變化。
操作圖如下所示。
當(dāng)壓力施加到隔膜上時(shí)，在中心產(chǎn)生張力，在固定周邊產(chǎn)生壓縮。
當(dāng)應(yīng)變計(jì)被拉伸時(shí)，電阻值因張力而增大，當(dāng)應(yīng)變計(jì)被壓縮時(shí)，電阻值減小，通過(guò)電橋連接獲得輸出。
PEN-33型壓力傳感器是一種應(yīng)變計(jì)擴(kuò)散型傳感器，其中硅基板的正面為受壓面，背面采用半導(dǎo)體技術(shù)形成壓力計(jì)。
它價(jià)格低廉，具有良好的精度和溫度特性，并且具有出色的響應(yīng)能力。
硅膜片具有與玻璃板相似的特性，因此具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。在壓力模式下，不銹鋼膜片接收壓力，然后通過(guò)硅油向膜片施加力。
壓力電信號(hào)輸出為微弱電壓，該信號(hào)被放大至10V并顯示在一體式數(shù)字顯示器上。
壓力表最重要的方面之一是保持長(zhǎng)期精度。
下圖顯示了PEN-33模型經(jīng)過(guò)100萬(wàn)次壓力施加測(cè)試后的變化特性。
允許 ±0.3% 左右的變化，但可以通過(guò)使用主壓力表進(jìn)行定期壓力校準(zhǔn)來(lái)減少變化。
在Sokken，我們使用由JCSS追蹤的重量式壓力表，并出貨從低壓到400MPa的超高壓進(jìn)行校準(zhǔn)和校準(zhǔn)的產(chǎn)品。 |
PEN-33-x有內(nèi)置壓力傳感器型（傳感器內(nèi)置于壓力表本體中）和外置傳感器型。
如果您重視傳感器安裝和頻率響應(yīng)，則使用外部類(lèi)型可以獲得良好的特性，如果您重視精度特性，我們建議使用內(nèi)置傳感器類(lèi)型。
由于響應(yīng)性根據(jù)要連接的壓力導(dǎo)管的長(zhǎng)度和體積而變化很大，因此我們將通過(guò)告知您要使用的導(dǎo)管的內(nèi)徑和長(zhǎng)度來(lái)告知您粗略計(jì)算的近似特性。 |
測(cè)量示例
考試名稱(chēng)
使用PEN-33-C測(cè)量HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣流量壓力的示例
（與慶應(yīng)義塾大學(xué)飯?zhí)飳?shí)驗(yàn)室共同研究）
測(cè)量概覽
缸內(nèi)壓力、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣流量和排氣壓力等壓力測(cè)量對(duì)于基于HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)等新概念的燃燒研究非常重要。
特別是，有必要檢測(cè)在高速的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)發(fā)生的這些現(xiàn)象。
利用這些信息，我們可以了解發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生的異常燃燒、失火等情況，并進(jìn)行燃燒研究。
使用傳統(tǒng)的壓力測(cè)量，不可能測(cè)量一個(gè)周期內(nèi)發(fā)生的不穩(wěn)定現(xiàn)象，但 Sokken 通過(guò)對(duì)管道響應(yīng)和壓力測(cè)量傳感器的研究，使這一點(diǎn)成為可能。
特別地，進(jìn)氣流量的瞬時(shí)測(cè)量被認(rèn)為是重要的關(guān)于循環(huán)內(nèi)發(fā)生的燃燒的信息。
說(shuō)明圖
使用設(shè)備
氣缸壓力：AVL GM12D傳感器、Tsukasaken SCH-101電荷放大器
進(jìn)排氣壓力：Tsukasakoken PEN-33壓力表（壓力傳感器外部）
進(jìn)氣流量：Tsukasakoken LFE層流流量計(jì)、Tsukasaken P7D差壓傳感器、DPC-1差壓放大器
測(cè)量結(jié)果
結(jié)果討論
使用 HCCI 發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際測(cè)量示例如下所示。
曲柄轉(zhuǎn)角表示為720度，測(cè)量進(jìn)氣壓力、空氣流量和氣缸壓力。
為了測(cè)量進(jìn)氣壓力，將擴(kuò)散型應(yīng)變計(jì)傳感器直接安裝在進(jìn)氣門(mén)入口處；為了測(cè)量進(jìn)氣流量，將層流流量計(jì)直接安裝在進(jìn)氣口以消除響應(yīng)延遲。
層流流量計(jì)使用頻率響應(yīng)、平坦壓差傳感器，頻率高達(dá)約 500Hz。
參考
基礎(chǔ)測(cè)量和發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的前沿 No12-07SYMPOSIUM 資料 2008/1/22
日本汽車(chē)工程學(xué)會(huì) 日本汽車(chē)工程學(xué)會(huì)測(cè)量診斷分會(huì)委員會(huì)
