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第一篇 气动量仪的理论基础 1

第一章 概论 1

一、气动量仪的分类 1

目录 1

二、气动量仪的特点 3

三、气动量仪的用途 4

四、气动量仪的发展简史 5

第二章 空气的物理性质和状态变化 7

一、空气的组成与物理性质 7

二、空气的状态变化 12

（一）理想气体的状态变化 12

（二）压缩空气及其湿含量 14

第三章 气动测量的流体动力学基础 18

一、流量与有效断面 18

（一）流体的连续性方程 19

二、连续性方程与流量不变方程 19

（二）流量不变方程 20

三、气体伯努里方程 20

（一）不可压缩气体的伯努里方程 20

（二）可压缩气体的伯努里方程 21

四、气体各状态参数与流速的关系 22

（一）音速与马赫数 22

（二）滞止值与临界值 23

（三）用不可压缩伯努里方程计算 25

的误差 25

（四）状态参数与气流形状及流速的关系 26

五、气体通过节流孔的流动 28

（一）由滞止状态流过节流孔的气流的流动 29

（二）气流在具有节流孔的管道内的流动 31

六、气阻、气容及气容的充放气 35

七、圆管流动的压力损失 37

（一）层流、紊流及其判别数 37

（二）圆管流动的沿程压力损失 37

（三）管道的局部阻力损失 38

第二篇 气动量仪的工作原理和特性 43

第四章 气动量仪的基本气路 43

一、流量式气动量仪的基本气路 43

二、压力式气动量仪的基本气路及其特性 44

（一）背压式气路及其特性 44

（二）卷吸背压式气路及其特性 69

（三）差压式气路及其特性 72

（四）带功率放大器的背压气路 74

三、流速式气动量仪的基本气路及其特性 75

四、真空式气动量仪的基本气路及其特性 76

五、反射式气动测量气路及其特性 80

六、利用状态变化方程测量容积的基本气路 82

第五章 气动量仪的工作原理 84

一、浮标式气动量仪的工作原理 84

二、文丘利管式气动量仪的工作原理 90

三、低压水柱式气动量仪的工作原理 94

四、差压水柱式气动量仪的工作原理 96

五、水银柱式气动量仪的工作原理 100

六、薄膜式气动量仪的工作原理 102

七、薄膜式气动放大器的工作原理 106

八、差压波纹管式气动量仪的工作原理 109

九、差压膜盒式气动量仪的工作原理 115

十、带功率放大器及振摆演算器的气动量仪的工作原理 117

十一、膜盒式气动放大器的工作原理 120

十二、背压式或差压式电动气动量仪的工作原理 121

（一）差动变压器式电动气动量仪 121

（二）电容式电动气动量仪 124

（三）电磁式电动气动量仪 125

（四）差动变压器式随动测量气动量仪 127

十三、卷吸背压水柱式气动量仪的工作原理 128

十四、卷吸背压指针式气动量仪的工作原理 130

十五、流速式气动量仪的工作原理 133

（一）热线流速式气动量仪 133

（二）引射压力指示型流速式气动量仪 134

十六、利用气体状态变化测量容积的测量系统的工作原理 135

第六章 气动传感器的静特性 143

一、喷嘴挡板的静特性 143

（一）喷嘴挡板机构的形成 143

（二）平行喷嘴挡板机构的静特性 143

（三）不平行喷嘴挡板机构的静特性 145

（四）不等曲率喷嘴挡板机构的静特性 146

（五）喷嘴挡板机构的压力分布 150

二、节流孔型长度－流量变换器的静特性 151

（一）小孔和环孔的流量特性 151

（二）矩形孔的流量特性 152

（三）锥阀的流量－长度变换特性 152

（四）球阀的流量－长度变换特性 154

三、轴销挡板式喷嘴的静特性 155

四、气动传感器及其组合传感器的参数选择依据 155

（一）喷嘴挡板机构的参数选择依据 156

（二）阀式传感器的参数选择依据 161

第三篇 气动量仪的结构和部件 169

第七章 气动量仪的结构及分析 169

一、QFP型浮标式气动量仪的结构 169

二、拼合式气动量仪的结构 183

三、加长型浮标式气动量仪的结构 187

四、薄膜式气动量仪的结构 187

五、卷吸背压水柱式气动量仪的结构 189

六、气动放大器的结构 194

七、波纹管式气动量仪的结构 196

八、钢板式气动量仪的结构 199

九、烟支圆周测量用水柱式气动量仪的结构 200

十、AA气电转换器的结构 202

十一、气动量仪部件及通用件结构 204

第八章 气动量仪的性能检定和调修 210

一、气动量仪的性能指标 210

（一）规定气动量仪性能指标的前提 210

（二）气动量仪性能指标的术语 210

（三）气动量仪的性能指标 213

二、气动量仪的性能检定 219

（一）检定条件 219

（二）检定工具 219

（三）检定方法 223

三、气动量仪的调整、修理和维护 228

（一）浮标式气动量仪 228

（二）波纹管式气动量仪 242

（三）薄膜式气动量仪 244

（四）24-240B水柱式气动量仪 245

（五）膜盒式气动放大器 248

第九章 气动量仪的设计计算 252

一、浮标式气动量仪的设计计算 252

（一）确定参数的依据 252

（二）锥度玻璃管的设计计算 255

二、压力式气动量仪的设计 271

（一）气路形式的确定 271

（二）参数的选择原则 271

（二）水管式稳压器和重锤式稳压器的工作原理 285

（一）空气稳压器的分类 285

一、空气稳压器的分类和工作原理 285

第十章 空气稳压器 285

（三）机械式单级空气稳压器的工作原理 288

（四）输入背压式二级机械稳压器的工作原理 289

（五）输出背压式二级机械稳压器的工作原理 292

（六）排气控制式机械稳压器的工作原理 294

二、空气稳压器的特性和检测方法 295

（一）空气稳压器的性能指标 295

（二）空气稳压器性能的检测方法 297

三、空气稳压器的结构与分析 300

（一）水管式稳压器 300

（二）油缸重锤式空气稳压器的结构 302

（三）机械式单级空气稳压器的结构与分析 302

（四）输入背压式二级机械稳压器的结构与分析 309

（五）输出背压式二级机械稳压器的结构与分析 312

（六）排气控制式机械稳压器的结构与分析 314

四、定值器 315

第十一章 空气的净化与气动量仪的配管 318

一、气动测量对气源的要求 318

二、空气的净化 319

三、空气压缩机后的净化设备 325

四、气动量仪的配管 330

第四篇 气动量仪的应用 331

第十二章 气动量仪在静态测试中的应用 331

一、气动测头和校对规的结构 331

（一）气动轴向测头和高度校对规 331

（二）气动旁向测头 336

（三）气动内径测头和内径校对规 336

（四）气动外径测头和外径校对柱 350

（五）槽宽、厚度气动测头和校对规 358

（六）圆锥角气动测头 363

（七）形状误差气动测头 366

（八）位置误差气动测头 373

二、气动测头及其校对规的参数选择 381

（一）气动测头参数的选择原则 381

（二）气动轴向测头及其校对规的参数选择 383

（三）气动内径测头及其校对规的参数选择 387

（四）气动外径测头及其校对规的参数选择 391

（五）槽宽和厚度气动测头及其校对规的参数选择 394

（六）圆锥角气动测头及其校对规的参数选择 394

（七）形状误差气动测头及其校对规的参数选择 399

（八）位置误差气动测头及其校对规的参数选择 405

三、气动测头的设计要点和设计程序 424

四、气动测头的加工和装调 437

（一）气动测头的技术要求和加工工艺 437

（二）气动测头的装调 439

五、气动量仪在使用时的调整 444

（一）用气动轴向测头测量高度时的调整 444

（二）用气动内径测头测量孔径时的调整 446

（三）用气动外径测头测量外径时的调整 447

（四）用圆锥角气动测头测量圆锥角时的调整 447

（五）测量形状误差时的调整 450

（六）测量位置误差时的调整 453

六、气动测量 461

（一）内径测量 461

（二）外径测量 471

（三）槽宽测量 473

（四）圆锥角测量 473

（五）形状误差测量 476

（六）位置误差测量 482

（七）表面粗糙度气动测量方法的探讨 488

（八）其它气动测量 499

第十三章 自动测量用气动传感器 505

一、水银触点传感器 506

（一）背压式触点水银传感器 506

（二）差压式双触点水银传感器 507

（三）多信号差压式水银传感器 508

（四）水银的清洗方法 510

二、电触点传感器 511

（一）压力式气动量仪用电触点传感器 511

（二）A-D气电转换器 513

三、气压传感器 515

（一）双膜片式气压传感器 515

（二）射流传感器 515

（三）波纹管背压式传感器 516

四、气电转换传感器 517

（一）膜盒式气电转换器 519

（二）硅力敏式气电转换器 520

五、光电传感器 520

（一）浮标光电传感器 520

（二）差压光电传感器 522

六、气动组合传感器 523

（一）气压触点传感器 523

（二）喷嘴挡板气电传感器 524

第十四章 气动主动测量 525

一、气动主动测量装置和主动测量仪的分类 525

二、加工中主动测量装置 531

（一）外圆磨削主动测量装置 531

（二）内圆磨削主动测量装置 532

（三）珩磨主动测量装置 533

（五）主动测量的注意事项 537

（四）配磨测量系统 537

三、加工后主动测量—自动补调 538

（一）磨加工自动补调 538

（二）车、镗加工自动补调 542

第十五章 气动自动检验分选机 544

一、自动检验分选机的分类和组成自动检验分选机的分类 544

（二）自动检验分选机的组成 544

二、气动自动检验分选机 546

（一）针阀体中孔自动分选机 546

（二）活塞自动检验分选机 550

（三）轴套自动检验分选机 557

第十六章 气动连续测量 563

一、板状工件的连续测量 563

二、线径的连续测量 565

（一）浮标式气动量仪的误差分析 568

一、量仪本体的误差分析 568

第十七章 气动测量的误差分析 568

（二）压力式气动量仪的误差分析 570

二、测头和测量装置的误差分析 582

（一）标准件误差 582

（二）相对位置误差 582

（三）测头间隙选择不当引起的非线性误差 598

（四）气动测头附加阻力损失引起的误差 599

（五）接触式气动测头的原理误差 604

（六）流量法测量小孔孔径的非线性误差 609

三、测量环境引起的误差 611

（一）工件与标准件材质不同引起的误差 611

（二）测头热变形引起的误差 611

（三）温度变化对气动量仪的影响 611

（四）由人手温度引起的被测工件尺寸的变化 611

参考文献 614