Прилади для вимірювання тиску - студопедія
Вивчення призначення, пристрої, принцип дії і тарировки приладів дня вимірювання тиску (абсолютного, манометричного вакуумметричного).
Прилади для вимірювання тиску
Прилади для вимірювання тиску класифікують за різними ознаками. За характером вимірюваного тиску прилади поділяють на такі класи:
1) барометри - прилади для вимірювання атмосферного тиску:
2) манометри - прилади для вимірювання надлишкового тиску;
3) вакуумметри - прилади для вимірювання вакууму;
4) мановакуумметри - прилади для вимірювання, як надлишкового тиску, так і вакууму;
5) манометри абсолютного тиску - прилади для вимірювання абсолютного (повного) тиску;
6) диференціальні манометри - прилади для вимірювання різниці тиску.
За принципом дій прилади розрізняють:
Найпростішим приладом для вимірювання надлишкового тиску є пьезометр (рис.1, а). Він являє собою вертикально встановлену прозору скляну або ПВХ трубку з відкритим верхнім кінцем
Вимірювання по пьезометр проводять в одиницях довжини, тому іноді тиску висловлюють в одиницях висоти стовпа певної рідини. П'єзометр висотою 1,5. 2м дозволяє виміряти тиск до 0,15. 0,20 атм.
Основною перевагою пьезометра є простота пристрою і точність вимірювання. Основним недоліком пьезометра є малий діапазон вимірюваних тисків. При високому тиску пьезометр стає занадто громіздким. До недоліків пьезометра також можна віднести крихкість.
Надмірний тиск в рідинах або газах вимірюється манометрами. Це досить великий набір вимірювальних приладів різної конструкції і різного виконання
На малюнку 1, б показана схема дії поршневого манометра. При збільшенні тиску в посудині рідина або газ за законом Паскаля передає це тиск на нижню поверхню поршня, змушуючи його тим самим підніматися або опускатися. Поршень пов'язаний через систему важелів з вказівний стрілкою.
Рис.1 Прилади для вимірювання надлишкового тиску
а) пьезометр, б) поршневий манометр, в) рідинний манометр, г) мембранний манометр, д) сільфонний манометр
Інший тип манометра - це відкритий (рідинний) манометр (рис.1, в). Він складається з U-подібної трубки, наповненої ртуттю або іншою рідиною. Робота заснована на законі сполучених посудин і на зрівноважуванні вимірюваного тиску газу тиском стовпа рідини (ртуті, води і т. Д.). В один кінець трубки подається тиск. Рідина в інший трубці піднімається до тих пір, поки вимірюється тиск не буде в точності дорівнює тиску, що викликається різницею рівнів рідини в двох колінах трубки. Знаючи цю різницю висот можна розрахувати тиск.
Недоліком такого манометра є те, що величина тиску залежить від прискорення вільного падіння в даному місці. Не завжди такий манометр градуюється в паскалях, часто буває зручним вимірювати тиск в одиницях висоти стовпа даної рідини - в міліметрах ртутного стовпа, водяного стовпа (1 мм вод. Ст. - 9,8 Па; 1 мм рт. Ст. = 133,3 па)
Одним з простих приладів для вимірювання підвищених і високих тисків є дифманометр або манометр Бурдона Головна складова частина його - вигнута по дузі латунна труба 1 овального перетину (рис. 2).
Рідина або газ, виробляючи тиск зсередини трубки, випрямляє її.
Рідина або газ подається в штуцер 3, з'єднаний з трубкою 1. Трубка, розпрямляючись, призводить в рух систему зубчастих коліс і важелів 2, які повертають стрілку 4; чим більше тиск, тим на більший кут повернеться стрілка. Кут повороту стрілки пропорційний вимірюваному тиску. Шкала, нанесена на циферблаті, градуйована в одиницях тиску. Зазвичай манометр калибруется в МПа. Такі манометри застосовуються при вимірюванні тиску повітря, пара, газів і рідин. Манометри для вимірювання тиску в шинах автомобіля часто бувають типу манометра Бурдона.
Таким чином, це деформаційний манометр.
До деформаційних відносяться також мембранні і сильфонні манометри (рис. 1, г, д)
Головною частиною мембранного манометра є гнучка кругла плоска пластина здатна отримати прогин під дією тиску.
Сильфонний манометр (сильфон) представляють собою тонкостінну циліндричну оболонку з поперечними гофрами, здатну отримувати значну переміщенні під дією тиску. Для збільшення жорсткості всередину сильфона часто поміщають пружину. Сильфони виготовляють з бронзи, вуглецевої сталі, алюмінієвих сплавів. Серійно виробляють безшовні і зварні сильфони діаметром від 8-10 до 80-100 мм. Сильфони більш чутливі, ніж мембранні манометри і мають більший діапазон вимірювань.
Основними достоїнствами приладів є великий діапазон вимірюваних тисків, простота пристрою і застосування, портативність і універсальність.
Основним недоліком приладів є мінливість їх показань, внаслідок поступових змін пружних властивостей пружного елемента, виникнення залишкової деформації, зносу передавального механізму. Тому такі прилади необхідно періодично перевіряти.
Манометри дозволяють визначати тиск лише з певною точністю, клас точності манометрів визначається величиною k, що виражає максимальну припустиму похибку величини. відповідної граничного відмітку шкали приладу
Номінальний ряд класів, точності манометрів: 0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0.2; 0,35; 1; 2; 2,5; 4,0; 6,0.
Манометри і вакуумметри, пружинні зразкові служать для контролю манометрів загального призначення і для проведення особливо точних вимірів. Для контролю зразкових манометрів використовуються вантажопоршневі манометри.
Манометри класу 0,05 призначені для перевірки зразкових пружинних і інших манометрів точних вимірювання, манометри класу 0,2 - для перевірки технічних манометрів загального призначення.