發動機機油壓力檢測用經濟型數字壓力表PEN-33原理分析

發布日期：2024-11-27      瀏覽次數：704

發動機機油壓力檢測用經濟型數字壓力表PEN-33原理分析

經濟型數字壓力表
PEN-33-x G：表壓、D：差壓、A：絕對壓力、C：復合壓力


經濟型數字壓力表PEN-33是一款采用應變片轉換方式、兼容所有測量模式的壓力表。

產品信息

特征

• 價格便宜且精度高，達 ±0.3%FS

• 壓力口入口響應在1ms(T90%)以下的高速響應特性

• 不銹鋼壓力接收器，在表壓、復合壓力和絕壓模式下具有優異的耐腐蝕性

• 對于汽車進氣/排氣測量，過壓比量程高4倍，具有很強的抗過壓能力。

 

規格

壓力測量方式	表壓(G)、差壓(D)、絕壓(A)、復合壓力(C)
目標流體	氣體、液體（壓差僅適用于氣體）
壓力測量范圍	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
準確度（%FS）	±0.3%滿量程
模擬輸出	將0~FS壓力轉換為0~10V電壓輸出
電源	交流100V±10%，30VA
設備尺寸	寬130×高120×深230

 

應用

• 內燃機進氣壓力、排氣壓力、散熱器水壓、發動機機油壓力、曲軸箱壓力、進氣壓差、變速箱等各種壓力測量相關產品。

相關產品

高精度差壓表PZ-77（±0.1%FS） 

測量原理

經濟型壓力表PEN-33型是一款采用應變片換算方式、兼容所有測量模式的壓力表。 下表顯示了各種測量模式。 壓力是兩個孤立點之間的壓力差，表壓和復合壓力基于大氣壓，絕對壓力基于真空。 在壓力傳感器中，壓力接收元件（膜片）響應于壓力而位移，并且該位移被檢測為形成在膜片上的四個應變片的電阻變化。 操作圖如下所示。 當壓力施加到隔膜上時，在中心產生張力，在固定周邊產生壓縮。 當應變計被拉伸時，電阻值因張力而增大，當應變計被壓縮時，電阻值減小，通過電橋連接獲得輸出。 PEN-33型壓力傳感器是一種應變計擴散型傳感器，其中硅基板的正面為受壓面，背面采用半導體技術形成壓力計。 它價格低廉，具有良好的精度和溫度特性，并且具有出色的響應能力。 硅膜片具有與玻璃板相似的特性，因此具有優異的耐腐蝕性能。在壓力模式下，不銹鋼膜片接收壓力，然后通過硅油向膜片施加力。 壓力電信號輸出為微弱電壓，該信號被放大至10V并顯示在一體式數字顯示器上。 壓力表最重要的方面之一是保持長期精度。 下圖顯示了PEN-33模型經過100萬次壓力施加測試后的變化特性。 允許 ±0.3% 左右的變化，但可以通過使用主壓力表進行定期壓力校準來減少變化。 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的超高壓進行校準和校準的產品。

PEN-33-x有內置壓力傳感器型（傳感器內置于壓力表本體中）和外置傳感器型。 如果您重視傳感器安裝和頻率響應，則使用外部類型可以獲得良好的特性，如果您重視精度特性，我們建議使用內置傳感器類型。 由于響應性根據要連接的壓力導管的長度和體積而變化很大，因此我們將通過告知您要使用的導管的內徑和長度來告知您粗略計算的近似特性。

測量示例

考試名稱

使用PEN-33-C測量HCCI發動機的進氣壓力和進氣流量壓力的示例
（與慶應義塾大學飯田實驗室共同研究）

測量概覽

缸內壓力、進氣壓力、進氣流量和排氣壓力等壓力測量對于基于HCCI發動機等新概念的燃燒研究非常重要。
特別是，有必要檢測在高速的一個發動機循環內發生的這些現象。
利用這些信息，我們可以了解發動機內部發生的異常燃燒、失火等情況，并進行燃燒研究。
使用傳統的壓力測量，不可能測量一個周期內發生的不穩定現象，但 Sokken 通過對管道響應和壓力測量傳感器的研究，使這一點成為可能。
特別地，進氣流量的瞬時測量被認為是重要的關于循環內發生的燃燒的信息。

說明圖



使用設備

氣缸壓力：AVL GM12D傳感器、Tsukasaken SCH-101電荷放大器
進排氣壓力：Tsukasakoken PEN-33壓力表（壓力傳感器外部）
進氣流量：Tsukasakoken LFE層流流量計、Tsukasaken P7D差壓傳感器、DPC-1差壓放大器

測量結果



結果討論

使用 HCCI 發動機的實際測量示例如下所示。
曲柄轉角表示為720度，測量進氣壓力、空氣流量和氣缸壓力。
為了測量進氣壓力，將擴散型應變計傳感器直接安裝在進氣門入口處；為了測量進氣流量，將層流流量計直接安裝在進氣口以消除響應延遲。
層流流量計使用頻率響應、平坦壓差傳感器，頻率高達約 500Hz。

參考

基礎測量和發動機應用的前沿 No12-07SYMPOSIUM 資料 2008/1/22
日本汽車工程學會 日本汽車工程學會測量診斷分會委員會