第13卷第1期 大学物理实验 Vol. 13 000年3月出版 PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE 20 文章编号:1007-2934(20001-0010-03 测量液体密度的二种新方法 徐骏陈骏陆申龙 (复旦大学,上海,200433) 摘要:本文介绍二种新型液体密度的传感器原理、测量方法、实验结果以及它们在化 学实验化工与医药工业中自动化检测密度方面的应用 关键词:传感器;液体密度测量;计算机在线检测 中图分类号:O44.3文献标识码:A 引言 近年来,随着工业和科学研究的发展,迫切需要对一些材料的物理参数进行计算机在 线检测,因而,传感器技术有了惊人的发展 本实验将介绍二种利用传感器测量液体密度的新方法。其一,是利用荷重传感器测 量浮子所受的浮力,用比较法测量未知液体密度。它能做到快速、准确,并便于使用计算 机实时监控。其二,是利用测量杆的微小振动的谐振频率来测量液体的密度,该谐振式液 体密度传感器不仅可以测量静止液体的密度,而且可以连续监测化工和医药工业生产设 备中流动液体的密度。 2实验装置简介 2.1荷重传感器 实验采用BHR-8型电阻应变式荷重传感器(如图1所示),这种传感器是由电阻应 变片构成的一种非平衡电桥,四片应变片贴在敏感元件(弹性梁)上,并构成的桥路。通 常,应变片组成电桥加5V直流电压。当其所受的荷重改变时,梁的形变情况发生变化, 应变片构成的桥路就有电压信号输出。所以,液体密度的变化,将引起液体中浮子浮力变 化,荷重传感器与浮子相连,因而就反映为输出的电压信号的变化。但荷重传感器输出的 电压仅为毫伏量级,如果要进行计算机在线检测,应将毫伏量级的电压通过放大器放大至 1-5V电压输出。 2.2谐振式液体密度传感器 本实验采用的传感器(如图2所示),不锈钢管的内径为2mm,外径为3mm,将钢管缠 绕成音叉式样,音叉的臂长约15cm,在音叉的两个臂上用环氧树脂各粘上一片压电陶瓷 元件,其中一片接正弦波振荡器,驱动音叉振动,则另一片压电陶瓷将输出正弦信号。 收稿日期:1999-06·22 o1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved.第 13 卷 第 1 期 大 学 物 理 实 验 Vol. 13 No. 1 2000 年 3 月出版 PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE Mar. 2000 文章编号 :1007 - 2934(2000) 01 - 0010 - 03 收稿日期 :1999 - 06 - 22 测量液体密度的二种新方法 徐骏 陈骏 陆申龙 (复旦大学 ,上海 ,200433) 摘 要 : 本文介绍二种新型液体密度的传感器原理、测量方法、实验结果以及它们在化 学实验、化工与医药工业中自动化检测密度方面的应用。 关键词 : 传感器 ;液体密度测量 ;计算机在线检测 中图分类号 : O44113 文献标识码 : A 1 引言 近年来 ,随着工业和科学研究的发展 ,迫切需要对一些材料的物理参数进行计算机在 线检测 ,因而 ,传感器技术有了惊人的发展。 本实验将介绍二种利用传感器测量液体密度的新方法。其一 ,是利用荷重传感器测 量浮子所受的浮力 ,用比较法测量未知液体密度。它能做到快速、准确 ,并便于使用计算 机实时监控。其二 ,是利用测量杆的微小振动的谐振频率来测量液体的密度 ,该谐振式液 体密度传感器不仅可以测量静止液体的密度 ,而且可以连续监测化工和医药工业生产设 备中流动液体的密度。 2 实验装置简介 211 荷重传感器 实验采用 BHR - 8 型电阻应变式荷重传感器 (如图 1 所示) ,这种传感器是由电阻应 变片构成的一种非平衡电桥 ,四片应变片贴在敏感元件 (弹性梁) 上 ,并构成的桥路。通 常 ,应变片组成电桥加 5V 直流电压。当其所受的荷重改变时 ,梁的形变情况发生变化 , 应变片构成的桥路就有电压信号输出。所以 ,液体密度的变化 ,将引起液体中浮子浮力变 化 ,荷重传感器与浮子相连 ,因而就反映为输出的电压信号的变化。但荷重传感器输出的 电压仅为毫伏量级 ,如果要进行计算机在线检测 ,应将毫伏量级的电压通过放大器放大至 1 - 5V 电压输出。 212 谐振式液体密度传感器 本实验采用的传感器(如图 2 所示) ,不锈钢管的内径为 2mm ,外径为 3mm ,将钢管缠 绕成音叉式样 ,音叉的臂长约 15cm ,在音叉的两个臂上用环氧树脂各粘上一片压电陶瓷 元件 ,其中一片接正弦波振荡器 ,驱动音叉振动 ,则另一片压电陶瓷将输出正弦信号。 — 01 — © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved