示功器

　　測錄示功圖的儀器。根據工作原理，示功器可分為機械式、氣電式和電子式3類。

　　機械式示功器　它是蒸汽機盛行時代所採用的一種示功器。其基本原理是：一方面將活塞的運動由滑塊引出並帶動記錄紙沿橫坐標移動；另一方面由缸內的氣體壓力通過小的示功活塞帶動筆尖沿縱坐標移動，從而直接繪出缸內氣體壓力與活塞位置（即容積變化）的相應關係。這種示功器的機械慣性大，振動和摩擦均較嚴重，所以測錄的誤差差也較大，不適用於現代高速內燃機示功圖的測錄。隻在測錄蒸汽機和一些低速船用柴油機的示功圖時仍在使用。

　　氣電式示功器　內燃機動態壓力測量中采用橫向集點法繪制壓力-曲軸轉角（p-α）示功圖曲線的儀器，也稱平衡式示功器。它主要由平衡式傳感器、轉筒、電火花控制器和高壓氣瓶等組成。裝有記錄紙的轉筒由內燃機曲軸帶動。平衡式傳感器膜片的一面與氣缸內的壓力連通，另一面與從氣瓶來的可以準確控制其壓力值的平衡壓力連通。當兩面的壓力平衡破壞時，膜片即向一方移動並引起電火花控制器產生高壓脈沖，在記錄紙的相應位置上擊穿成小孔。當逐步改變給定的平衡壓力時，則在記錄紙的相應於不同曲軸轉角的位置上得到一系列代表不同壓力的擊穿孔，構成瞭p-α示功圖。這種示功器測錄準確，適用於高速內燃機。所測錄的示功曲線圖形較大，便於進行定量分析，使用廣泛。這種示功器測錄的p-α示功圖尚可根據曲軸轉角與氣缸容積的幾何關系，通過作圖法改繪為壓力-工作容積(p-V)示功圖。

　　電子式示功器　利用非電量電測原理，把氣缸內的壓力和曲軸轉角(或活塞位移)分別轉換為相應的電量並在陰極射線示波器的熒光屏上顯示為p-α圖(或p-V圖)的測錄裝置。

　　內燃機的曲軸轉角（或活塞位移）通過電容式傳感器轉換為相應的電量，經放大後通過陰極射線示波器的水平偏轉板，並形成電場控制陰極射線的左右偏轉。氣缸內的壓力通過壓電式、應變式或電容式壓力傳感器轉換為相應的電量，經放大後通入陰極射線示波器的垂直偏轉板，並形成電場控制陰極射線的上下偏轉。從陰極射出的電子射線，在兩個相互垂直的偏轉板的電場作用下射在示波管的熒光屏上，呈現出p-α圖（或p-V圖）。電子示功器中采用多種形式（工作原理）的傳感器，它們各自配有不同的測量電路。

　　電子式示功器的各運動件質量小，有較高的自振頻率、較好的動態響應，適合測錄高速內燃機示功圖。壓力傳感器輸出的信號經放大後還可直接送入電子計算機進行數據處理，從而求得多次循環的“平均”圖形，提高所測平均指示壓力的精度。各種傳感器輸出的電模擬量還可以通過模擬-數字轉換器（A-D轉換器）輸入到數字計算機，經運算後由電傳打字機得到壓力的數字記錄帶，或由繪圖儀繪制成壓力變化曲線。因此，電子式示功器與計算機配合使用能得到全自動化的信號處理，是一種很有發展前途的示功器。