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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