力、压力与转矩测量详解——传感与检测技术第18章

第18章主要探讨了力、压力和力矩的测量原理和技术，这是传感与检测技术中的重要部分。首先，力被定义为物体之间的相互作用，它直接影响机械运动和物体的变形。力可以产生动力效应，改变物体的运动状态，同时也可以产生静力效应，导致物体形状的变化。力的计量单位是牛顿（N），其作用力矩则是力与力臂的乘积，被称为转矩或扭矩，对于旋转系统，扭矩的计算公式为T=F×r，其中F是切向力，r是力臂。扭矩的单位是牛顿米（N.m），它能引起物体旋转并产生内部的剪切应力和应变。 压力的定义是垂直作用于单位面积上的力，通常以帕斯卡（Pa）表示，1Pa等于1N/m²。大气压力是由于大气重力对地球表面的作用，它的数值会随着地理位置、天气和海拔高度的变化而变化。绝对压力是指相对于真空的压力，表压则是相对于大气压力的差值。正压力是指绝对压力高于大气压力的情况，负压力则是相反，而真空度则指低于大气压的绝对压力。 在力的测量方面，18.1.1节详细阐述了两种基本原理：静力效应和动力效应。静力效应利用弹性元件如弹簧的变形来测量力，当力作用于弹性体时，其变形量与力成正比。动力效应则通过测量物体的加速度来推算力，根据牛顿第二定律，加速度与作用力有直接关系。力的测量方法多样，可以根据具体需求选择适合的传感器，例如弹簧秤、压电式传感器或质量块加速度计等。 这一章节内容涵盖了力、压力和扭矩的基本概念、测量原理以及实际应用中的不同测量方法，是理解力学和传感器技术的重要基础，对于工程设计、机械制造以及自动化控制等领域具有重要意义。