Cảm biến đo áp suất bằng phương pháp cân bằng thủy tĩnh

KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG

Xin chào cô
giáo và các
ban ! .


NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH
Trình bày về cảm biến đo áp suất bằng phương
pháp cân bằng thủy tĩnh
( cảm biến áp suất kiểu phao và kiểu chuông)


Phần 1 : CÂN BẰNG THỦY TĨNH
I. Áp suất thủy tĩnh có nghĩa là gì ?
Áp suất thủy tĩnh là áp suất được tạo
ra từ chất lỏng đứng yên

VD : đổ nước vào ly, nước trong ly
sẽ tạo ra áp suất thủy tĩnh lên đáy
ly và thành ly.


II. Nguyễn lý hoạt động cảm biến áp suất
thủy tĩnh
p=d.h p: áp suất
d: trọng lượng riêng chất lỏng
h: chiều cao cột chất lỏng

Theo cơng thức tính áp suất của chất lỏng thì áp
suất của chất lỏng tỉ lệ thuận với chiều cao của chất

lỏng và khối lượng riêng của chất lỏng đó, chiều
cao cột nước càng cao thì áp suất càng lớn 


- Sự thay đổi áp suất theo chiều cao của mức chất lỏng tính từ đáy, khơng phụ
thuộc vào thể tích bình chứa, mà phụ thuộc vào khối lượng riêng của chất lỏng.
- Bên trong các cảm biến đo áp suất hoặc cảm biến đo mức nước thủy tĩnh (thả
chìm) sẽ có ống thơng để hở. Mục đích chính là dùng để so sánh giữ áp suất tác
động lên màng của cảm biến và áp suất của khí quyển.


Phần 2 : Kiểu cảm biến áp suất
I. Cảm biến áp suất kiểu phao
Cấu tạo:
Gồm 2 bình thơng nhau, bình lớn có tiết
diện F và bình nhỏ có tiết diện f. Chất lỏng
làm việc là thủy ngân( hoặc dầu biến áp)


Khi đo, áp suất lớn (p1) được đưa vào bình lớn
qua van 5, áp suất bé (p2) được đưa vào bình nhỏ
qua van 6. Để tránh chất lỏng làm việc phun ra
ngồi khi có áp suất tác động về một phía người
ta mở van 4 và khi hai bên cân bằng thì van 4
được khóa lại.
Áp suất p1 lớn hơn áp suất p2 nên chất lỏng làm
việc ở bình thơng nhau sẽ dâng lên về phía ống
nhỏ cho tới khi cân bằng. Phao (2) tụt xuống và
kim chỉ thị (3) liên kết với nó sẽ quay chỉ độ chênh
lệch áp suất.

Theo phương pháp cân bằng thủy
tĩnh
Khi mức chất lỏng trong bình lớn thay
đổi( h1 thay đổi), phao của áp kế dịch
chuyển và qua cơ cấu liên kết làm quay
kim chỉ thị trên đồng hồ đo.
Áp kế kiểu phao dùng để đo áp suất tĩnh
không lớn hơn 25MPa. Khi thay đổi tỉ số
F/f (bằng cách thay ống nhỏ) thì ta có thể
thay đổi được phạm vi đo.


I. Cảm biến áp suất kiểu chuông
Cấu tạo kiểu chuông gồm
chng (1) nhúng trong
chất lỏng làm việc chứa
trong bình (2) và có kim
chỉ thị (3).
1) Chng
2) Bình
chứa
3) Chỉ thị


Nắp chng úp chìm vào chất lỏng
làm việc và dịch chuyển tự do do
chênh lệch áp suất. Nếu áp suất
trong và ngồi chng như nhau

(hình a) thì mực chất lỏng trong và
ngồi chng như nhau (mức 0). Nếu
có chênh lệch áp p1> p2 thì chng
được nâng lên ( hình b).


Ở trạng thái cân bằng, ta có:
Chênh lệch mức ở ngồi và trong chng

h  d1  d 2

Cân bằng thể tích:

fd1  (  F )d 2  ( F  f ) H

Cân bằng áp suất tĩnh:

( p1  p2 )  h(  m   ) g

Cân bằng lực:

( p1  p2 ).F  ( H  d1 )( F  f ).g (  m   )

Giải 4 phương trình trên ta được phương trình
đặc tuyến tĩnh của áp kế vi sai kiểu chng:

f
H
( p1  p2 )
( F  f ).g (  m   )

Phần 3 : Ứng dụng
Cảm biến đo áp suất thủy tĩnh là một trong các phương
pháp đo mức liên tục dựa trên nguyên lý đo áp suất chất
lỏng . Cảm biến đo áp suất thủy tĩnh ngày nay được
nhiều công ty , nhà máy , nhà máy nước , khu xử lý
nước thải... sử dụng. Với ưu điểm vượt trội cảm biến đo
áp suất thủy tĩnh có giá thành thấp , độ chính xác & độ
ổn định cao nên dần thay thế được cảm biến siêu âm
hay chênh áp có giá thành khá cao.



Thanks for watching !
The end