تحقیق انواع فشارسنج و کاربرد آنها،

دسته بندي : فنی و مهندسی » برق ، الکترونیک ، مخابرات

این تحقیق در مورد انواع فشارسنج و کاربرد آنها در 70 صفحه و در قالب ورد و شامل انواع فشارسنج و کاربرد آنها،فشار سنج،وسايل اندازه گيري فشار،فشار سنجهاي هيدرواستاتيکي،فشار سنجهاي پيستوني،فشار سنجهاي ستون مايع،فشارسنجهاي بوردون،فشارسنجهاي ديافراگمي،فشار سنج الكترونيكي،فشار سنج پيزو الكتريك،فشار سنج نوري،انواع سیستمهای اندازه گیری،فشار سنج دیافراگم پیزوالکتریک،دیافراگم پیزوالکتریک،فشار سنج،فشارسنج پیزوالکتریک،انواع فشار سنج پیزوالکتریک،وسايل اندازه گيري فشار،سنسور فشار سنج پیزوالکتریک،پیزو و غیره می باشد.

فهرست

1-1- مقدمه1

1-2- اهداف... 6

2-1- تعریف... 7

1-1- مقدمه1

 

1-2- اهداف... 6

 

2-35-5- نوع خروجی تولید شده36

2-35-6- زمان پاسخ.. 36

2-35-7- ولتاژ آفست... 36

2-36- تعریف پیزوالکتریک.... 37

2-37- مواد پیزوالکتریک.... 38

2-38- اثر پیزوالکتریک.... 40

2-39- رفتار پيزوالکتريک.... 41

2-40- اثر مستقیم و معکوس پیزو الکتریک.... 42

2-41- کاربرد اثر مستقیم پیزو الکتریک.... 42

2-42- کاربرد امواج فراصوتی در مواد پیزو الکتریک.... 43

2-43- ارتباط اثر پیزو الکتریک با ساختار مولکولی مواد43

2-44- وابستگی مواد پیزوالکتریک به دما 43

2-45- وجود اثر پیزو الکتریک در تک بلور44

2-46- اثر پیزوالکتریک.... 44

2-47- استفاده‌های پیزوالکتریک.... 46

2-48- کاربرد پیزوالکتریک‌ها 46

2-49- مبدل های پیزوالکتریک.... 47

2-50- محرک های پیزوالکتریک.... 47

2-51- انواع سنسورهای پیزوالکتریک.... 49

2-51-1- حسگر ژیروسکوپ پیزوالکتریک.... 49

2-51-2- حسگر شتاب سنج پیزوالکتریک.... 49

2-51-3- حسگرهای صوتی پیزوالکتریک.... 49

2-52- ارتباط اثر پیزوالکتریک با ساختار مولکولی مواد50

2-53- کاربردهای اثر پیزوالکتریک.... 51

2-54- اثر فشاربرقی.. 52

2-55- سازندگان سنسور فشار52

2-56- مروری بر مطالعات گذشته52

3- طراحی و محاسبات.. 63

3-1- کلیات.. 63

3-2- فشار مکانیکی اعمالی.. 63

3-3- اندازه گيری نيرو، گشتاور و کرنش.... 64

3-3-1- خاصیت مکانيکی پیزوالکتریک.... 64

3-3-1-1- استفاده از خاصيت فنری اجسام ( در محدوده کشسان) 64

3-3-1-2- استفاده از توازن نيروها ( اهرمبندی، چرخدنده) 64

3-3-1-3- تبديل نيرو به فشار ( فشار سنجها) 64

3-3-2- خاصیت الکتريکی پیزوالکتریک.... 64

3-3-2-1- استفاده از خاصيت پیزو الکتريک (نيرو سنج کريستال پيزوالکتريک) 64

3-3-2-2- کرنش سنج مقاومت حساس (استرينگيج) 64

3-3-2-3- تبديل نيرو به جابجايي (مثل LVDT) 64

3-4- استفاده از خاصيت کشسانی اجسام64

3-5- فنر ساده    F=kx65

3-6- تير يک سر درگير65

3-7- حلقه کشسان.. 66

3-8- روشهای اندازه گيری خيز  ناشی از اعمال نيرو67

3-8-1- استفاده از روشهای مکانيکی مثل گیج.. 67

3-8-2- روشهای الکترومکانيکی.. 67

3-8-2-1- روش مبدل پيزوالکتريک.. 67

3-8-2-2- LVDT67

3-8-2-3- استرين گيج67

3-9- تعیین θ در آرایشها 70

3-9-1- آرایش مستطیلی.. 70

3-9-2- آرایش دلتا 71

3-10- اثر پیزوالکتریک مستقیم و معکوس.... 71

3-11- بررسی مداری سنسور پیزوالکتریک.... 74

3-12- انواع تکنولوژی حس کردن فشار76

3-13- ساختار‌های پیزوالکتریک.... 76

3-14- قطبش‌زدایی.. 79

3-14-1- قطبش‌زدایی حرارتی.. 79

3-14-2- قطبش‌زدایی الکتریکی.. 80

3-14-3- قطبش‌زدایی مکانیکی.. 80

3-15- معادلات ریاضی ساختاری.. 80

3-16- تئوری ورقهای دایرهای شکل80

3-17- بیان روابط ورق در سیستم محورهای قطبی.. 81

3-18- خمش های متقارن محوری.. 84

3-19- تئوری خطی مواد پیزوالکتریک.... 86

3-20- مواد و روشها 90

3-20-1- کلیات... 90

3-20-2- طراحي.. 90

3-20-3- مواد91

3-21- روش ساخت دستگاه91

3-22- پیزوالکتریکها و آرایش آنها بر روی صفحه94

3-23- مدار پل وتستون و آمپلی فایر96

3-24- اسیلوسکوپ.. 96

3-25- ولت متر97

3-26- مولتیمتر97

3-27- نرم افزار کامسول98

3-27-1- قابلیت‌های کلیدی نرم‌افزار.. 98

3-28- روش مونتاژ پیزوالکتریکها 98

3-29- طراحی و ساخت دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار99

دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار99

3-30- روش نجام آزمایش و نمونه برداری.. 100

فصل چهارم101

4- نتایج.. 103

4-1- ساخت دستگاه103

4-2- ثبت ولتاژ و داده برداری توسط ولتمتر105

4-3- چگالی آب در دماهای مختلف... 109

4-4- محاسبه فشار درون مايع.. 110

4-5- رابطه بین فشار و ولتاژ111

4-6- تحلیل نرم افزاری دیافراگم در فشارهای مختلف... 111

4-7- المان بندی صفحه دیافراگم توسط نرم افزار112

4-7-1- تحلیل تنش دیافراگم در عمق 5/0 متری آب... 113

4-8- ماکزیمم بردار جابجایی.. 114

4-9- نمایش فشار اصلی وارده بر کل دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 114

4-10- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 115

4-10-1- تحلیل تنش دیافراگم در عمق 1 متری آب... 116

4-11- ماکزیمم بردار جابجایی در ارتفاع یک متری آب.. 116

4-12- نمایش فشار اصلی وارده بر کل دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 117

4-13- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 118

4-14- تحلیل تنش دیافراگم در عمق یک متری آب.. 118

4-15- ماکزیمم بردار جابجایی در ارتفاع 3 متری آب.. 119

4-16- نمایش فشار کلی وارده بر دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 120

4-17- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 121

4-18- طراحی و ساخت دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار121

5- نتیجه گیری.. 124

5-1- پیشنهادها 126

 

 

 

3-4- استفاده از خاصيت کشسانی اجسام64

 

 

 

3-5- فنر ساده    F=kx65

 

 

 

3-6- تير يک سر درگير65

 

 

 

3-7- حلقه کشسان.. 66

 

 

 

3-8- روشهای اندازه گيری خيز  ناشی از اعمال نيرو67

 

 

 

3-8-1- استفاده از روشهای مکانيکی مثل گیج.. 67

 

 

 

3-8-2- روشهای الکترومکانيکی.. 67

 

 

 

3-8-2-1- روش مبدل پيزوالکتريک.. 67

 

 

 

3-8-2-2- LVDT67

 

 

 

3-8-2-3- استرين گيج67

 

 

 

3-9- تعیین θ در آرایشها 70

 

 

 

3-9-1- آرایش مستطیلی.. 70

 

 

 

3-9-2- آرایش دلتا 71

 

 

 

3-10- اثر پیزوالکتریک مستقیم و معکوس.... 71

 

 

 

3-11- بررسی مداری سنسور پیزوالکتریک.... 74

 

 

 

3-12- انواع تکنولوژی حس کردن فشار76

 

 

 

3-13- ساختار‌های پیزوالکتریک.... 76

 

 

 

3-14- قطبش‌زدایی.. 79

 

 

 

3-14-1- قطبش‌زدایی حرارتی.. 79

 

 

 

3-14-2- قطبش‌زدایی الکتریکی.. 80

 

 

 

3-14-3- قطبش‌زدایی مکانیکی.. 80

 

 

 

3-15- معادلات ریاضی ساختاری.. 80

 

 

 

3-16- تئوری ورقهای دایرهای شکل80

 

 

 

3-17- بیان روابط ورق در سیستم محورهای قطبی.. 81

 

 

 

3-18- خمش های متقارن محوری.. 84

 

 

 

3-19- تئوری خطی مواد پیزوالکتریک.... 86

 

2-1- تعریف... 7

 

2-2- تعریف فشار7

 

2-3- تاريخچه .. 8

 

2-4- تاریخچه  فشار سنج.. 9

 

2-5- وسايل اندازه گيري فشار10

 

2-5-1- فشار سنجهاي هيدرواستاتيکي.. 10

 

2-5-2- فشار سنجهاي پيستوني.. 10

 

2-5-3- فشار سنجهاي ستون مايع10

 

2-5-4- فشار سنجهاي آنرويدي (مكانيكي)11

 

2-5-5- فشارسنجهاي بوردون.. 12

 

2-

 

2-2- تعریف فشار7

2-3- تاريخچه اندازه گيري.. 8

2-4- تاریخچه  فشار سنج.. 9

2-5- وسايل اندازه گيري فشار10

2-5-1- فشار سنجهاي هيدرواستاتيکي.. 10

2-5-2- فشار سنجهاي پيستوني.. 10

2-5-3- فشار سنجهاي ستون مايع10

2-5-4- فشار سنجهاي آنرويدي (مكانيكي)11

2-5-5- فشارسنجهاي بوردون.. 12

2-5-6- فشارسنجهاي ديافراگمي.. 13

2-5-7- فشار سنج الكترونيكي.. 13

2-5-8- فشار سنج خازني.. 13

2-5-9- فشار سنج مغناطيسي.. 13

2-5-10- فشار سنج پيزو الكتريك.. 14

2-5-11- فشار سنج نوري.. 14

2-5-12- فشارسنج پتانسيومتري.. 14

2-5-13- فشار سنج تشديدي.. 14

2-5-14- فشار سنج هدايت حرارتي.. 14

2-5-15- فشارسنج يونيزاسيون.. 15

2-6- انواع سیستمهای اندازه گیری.. 16

2-6-1- دستگاه گاوسی.. 16

2-6-2- دستگاه انگلیسی.. 16

2-6-3- دستگاه بین المللی SI 17

2-7- انواع فشار17

2-7-1- فشار نسبی.. 17

2-7-2- فشار مطلق.. 17

2-7-3- فشار خلاء17

2-8- واحدهای اندازه گیری فشار18

2-9- سنسور چیست؟19

2-10- انواع حسگرها 19

2-10-1- زوج حسگر مافوق صوت... 20

2-10-2- حسگر فاصله20

2-10-3- حسگر رنگ.... 20

2-10-4- حسگر نور.. 20

2-10-5- حسگر صدا 20

2-10-6- حسگر حركت و لرزش... 20

2-10-7- حسگر دما 20

2-10-8- حسگر دود20

2-11- مزاياي سيگنالهاي الكتريكي.. 20

2-11-1- پردازش راحتتر و ارزانتر.. 20

2-11-2- انتقال آسان.. 20

2-11-3- دقت بالا.. 20

2-11-4- سرعت بالا.. 20

2-12- حسگرهاي مورد استفاده در رباتيك.. 20

2-12-1- حسگرهاي تماسي.. 20

2-12-1-1- آشكار سازي تماس دو جسم21

2-12-1-2- اندازه گيري نيروها و گشتاورهايي كه حين حركت ربات بين اجزاي مختلف آن ايجاد ميشود  21

2-12-2- حسگرهاي هم جواري.. 21

2-12-2-1- القايي.. 21

2-12-2-2- اثرهال21

2-12-2-3- خازني.. 21

2-12-2-4- اولتراسونيك.. 21

2-12-2-5- نوري.. 21

2-12-3- حسگرهاي دوربرد21

2-12-3-1- فاصله سنج (ليزو و اولتراسونيك) 21

2-12-3-2- بينايي (دوربينCCD) 21

2-12-4- حسگر نوري (گيرنده-فرستنده)21

2-13- انواع سنسورها 22

2-13-1- با تماس مکانیکی.. 22

2-13-2- بدون تماس مکانیکی.. 22

2-14- انواع خروجیهای متداول سنسورها 22

2-14-1- نوعA.. 22

2-14-2- نوعB22

2-14-3- نوع c22

2-14-4- نوع d22

2-14-5- نوع  E22

2-15- سنسور فشار23

2-16- کاربردهای سنسور فشار23

2-16-1- اندازه گیری فشار.. 23

2-16-2- اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا 23

2-16-3- آزمایش نشتی.. 23

2-16-4- اندازهگیری عمق.. 24

2-16-5- اندازهگیری جریان.. 24

2-17- انواع سنسورهای اندازه گیری فشار24

2-17-1- سنسور فشار مطلق.. 24

2-17-2- سنسور فشار گیج.. 24

2-17-3- سنسور فشار خلاء25

2-17-4- سنسور فشار تفاضلی.. 25

2-17-5- سنسور فشار مهر شده25

2-18- انواع سیستمهای اندازهگیری فشار1388). 26

2-18-1- اندازهگیری فشار توسط مانومترها 26

2-18-2- مانومتر یک شاخه ای.. 26

2-18-3- مانومتر دو شاخه ای.. 26

2-18-4- مانومتر مورب 26

2-18-5- اندازهگیری فشار توسط فشار سنجهای لوله بوردن 26

2-18-6- لوله ی C شکل 26

2-18-7- لوله ی فانوسی.. 26

2-18-8- لوله ی حلقوی.. 26

2-18-9- لوله ی حلزونی.. 26

2-18-10- کپسول.. 26

2-18-11- دیافراگم26

2-18-12- اندازه گیرهای الکتریکی فشار.. 26

2-18-13- استرین گیجها 27

2-18-14- اندازه گیرهای ظرفیتی فشار.. 27

2-18-15- اندازه گیرهای پیزوالکتریکی فشار.. 27

2-18-16- اندازه گیری فشار با بیلوز.. 27

2-19- فشار سنجهاي هيدرواستاتيکي.. 28

2-20- فشار سنجهاي ستون مايع.. 28

2-21- فشارسنجهاي آنرويدي(مكانيكي)28

2-22- فشارسنجهاي بوردون.. 28

2-23- انواع بوردن تیوب.. 29

2-23-1- سنسورنوع C29

2-23-2- سنسور نوع حلزونی.. 29

2-23-3- سنسور نوع حلقوی.. 29

2-24- اندازهگیری فشار با دیافراگم30

2-25- مزایای اندازهگیری فشار با دیافراگم30

2-26- کاربردهای ترانسديوسرها 30

2-27- انواع ترانسديوسر31

2-27-1- ترانسديوسرهای خازني.. 31

2-27-2- ترانسديوسرهای سلفي.. 31

2-27-3- ترانسديوسرهای مقاومتي.. 31

2-27-4- ترانسديوسرهای پيزوالكتريك.. 31

2-28- دیافراگم کپسولی.. 31

2-29- دیافراگم خازنی.. 32

2-30- گیج‌های کشش پیزو رزیستور32

2-31- استرین گیج.. 32

2-32- انواع حساسههای اندازه گیر33

2-32-1- سنسور.. 33

2-32-2- ترانسدیوسرها 33

2-32-3- ترانسمیتر.. 33

2-33- کنترل کننده ابزار دقیق.. 33

2-34- مشخصات دستگاههاي اندازهگیري ابزار دقیق.. 34

2-34-1- دامنه اندازهگیری.. 34

2-34-2- دقت... 34

اندازه گیری فشار. 34

2-34-3- تکرارپذیری.. 34

2-34-4- حساسیت... 34

2-34-5- پایداری.. 35

2-34-6- پاسخ دهی.. 35

2-35- محدودیت های اندازه گیری فشار35

2-35-1- رنج اندازهگیری.. 35

2-35-2- ابعاد سنسور.. 35

2-35-3- دمای کاری.. 36

2-35-4- نوع اندازه گیری.. 36

6- منابع.. 128

 

 

 


مقدمه

فشار به اصطلاح نیروی لازم برای جلوگیری از پخش شدن مایع است و معمولاً به صورت نیرو بر سطح تعریف می­شود . سنسور فشار معمولاً به صورت مبدل کار می‌کند و سیگنالی تابع اثر فشار تولید می¬کند؛ برای این منظور می­توان سیگنال الکتریکی در نظر گرفت. سنسورهای فشار روزانه برای کنترل و مانیتورینگ هزاران کاربرد استفاده می¬شوند

مواد پیزوالکتریک  مواد هوشمندی هستند که متحمل فعل و انفعالات فیزیکی می¬شوند. بنابر تعریفی مواد هوشمند موادی هستند که تغییرات محیطی را دریافت کرده و با استفاده از بازخوردهای سیستم، این تغییرات را حذف یا تصحیح می¬کنند . مواد پیزوالکتریک، آلیاژهای حافظه¬دار،  مواد الکتروستریک ، مواد تغییر شکل دهنده در اثر مغناطیس، مایع های با خواص الکترورئولوژی ، نمونه¬هایی از مواد هوشمند متداول هستند .سنسور فشار عموما فشار گاز یا مایع را اندازه می¬گیرد. سنسورهای فشار می¬توانند به طور غیر مستقیم برای اندازه¬گیری سایر متغیرها استفاده شوند. برای مثال: دبی سیال، سرعت، سطح مایع و ارتفاع از این متغیرها هستند. به سنسورهای فشار، مبدل¬های فشار، ترنسمیتر فشار، فرستنده فشار، نشان¬دهنده فشار، پیزومتر  و مانومتر  نیز گفته می¬شود  سنسورهای فشار از نظر تکنولوژی، طراحی، عملکرد، کاربرد و قیمت باهم متفاوت هستند. با یک تخمین محافظه¬کارانه می¬توان گفت که بیش از۵۰ تکنولوژی و حداقل۳۰۰ شرکت در سراسر جهان سازنده سنسورهای فشار هستند  همچنین طبقه¬ای از سنسورهای فشار وجود دارند که برای اندازه-گیری حالت پویای تغییرات سریع در فشار طراحی شده¬اند (‌هاپ‍ت‍م‍ن، 1371). مثالی از کاربرد این نوع سنسور را می¬توان در اندازه¬گیری فشار احتراق سیلندر موتور و یا گاز توربین مشاهده کرد. این سنسورها به طور عمده از مواد پیزوالکتریک مانند کوارتز ساخته شده¬اند. بعضی از سنسورهای فشار مانند آنچه در دوربین‌های کنترل ترافیک دیده می¬شود، به صورت باینری  (دودویی) و خاموش/ روشن کار می¬کنند (مرادی، 1394). برای مثال وقتی فشاری به سنسور فشار اعمال می¬شود، سنسور یک مدار الکتریکی را قطع یا وصل می¬کند؛ این سنسورها به سوئیچ فشار معروف هستند (ویلانی ،1393). علاقه انسان به تحت اختیار در آوردن و تسلط بر پدیده­ها باعث پیداش شاخه جدیدی از دانش به نام علم کنترل گردیده است، علمی که امروزه حوزه نفوذ خود را به شاخه­های دیگر علوم از صنعت و تکنولوژی گرفته تا اقتصاد و سیاست و علوم پزشکی گسترش داده است. از طرفی اولین قدم برای کنترل یک فرآیند شناخت و درک دینامیک و رفتارهای آن فرآیند می­باشد. اندازه­گیری و کسب اطلاعات از کمیت تحت کنترل توسط عنصر اندازه­گیر انجام می­گیرد و بنابراین اندازه­گیری یکی از قسمت­های مهم و حساس حلقه کنترل می­باشد 

بعد از شناخت پروسه می­باید کمیت تحت کنترل را اندازه­گیری نمود؛ به عبارت دیگر برای کنترل یک کمیت باید در هر لحظه اطلاعات دقیقی از آن داشته باشیم؛ یعنی باید کمیت تحت کنترل را همواره اندازه­گیری نماییم (سبزپوشان، 1393). امروزه ساخت و ابداع اندازه­گیر­های جدید یکی از زمینه­های پر تحرک و پر رقابت بین کمپانی­های سازنده می­باش

دسته بندی: فنی و مهندسی » برق ، الکترونیک ، مخابرات

تعداد مشاهده: 197 مشاهده

فرمت فایل دانلودی:.zip

فرمت فایل اصلی: docx

تعداد صفحات: 70

حجم فایل:1,179 کیلوبایت

 قیمت: 7,000 تومان
پس از پرداخت، لینک دانلود فایل برای شما نشان داده می شود.   پرداخت و دریافت فایل