 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Прилади для вимірювання тиску
Прилади для вимірювання тиску різноманітні. Вони класифікуються за різними ознаками. За величинами, що вимірюються, прилади поділяються на такі групи:
1. Прилади для вимірювання атмосферного тиску р 0- барометри.
2. Прилади для вимірювання різниці абсолютного та атмосферного тисків, тобто надлишкового тиску рнд, і розрідження ррз.
Прилади, що вимірюють надлишковий тиск, називають манометрами, а прилади, що вимірюють розрідження - вакуумметрами. Прилад, за допомогою якого можна вимірювати як надлишковий тиск, так і розрідження, називають мановакуумметрами.
3. Прилади для вимірювання абсолютного тиску рабс - манометри абсолютного тиску. Манометри абсолютного тиску звичайно застосовують для вимірювання малих абсолютних тисків.
4. Прилади для виміру різниці тисків - диференційні манометри.
5. Прилади для виміру малого надлишкового тиску і вакууму - мікроманометри та мікровакуумметри.
Манометри розділяють за класами точності. Встановлено такі класи точності приладів для вимірювання тиску:
0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; 4,0; 6,0.
Прилади класів точності 0,5…6,0 використовують як робочі, а 0,005...0,4 – як контрольні (зразкові) За принципом дії манометри і вакуумметри поділяються на такі групи:
- рідинні, що вимірюють тиск по висоті стовпа робочої рідини, що врівноважує;
- механічні, що вимірюють тиск за деформацією пружних елементів приладів (пружини або мембрани);
- поршневі, що вимірюють тиск за допомогою навантаженого відомою силою поршня, що переміщається в циліндрі;
- електричні, принцип дії яких заснований на пропорційності між зміною електричного опору провідників і зміною розміру тиску.
Треба зазначити, що рідинні манометри і вакуумметри є найпростішими, але й достатньо точними приладами.
Найпростішим рідинним приладом для вимірювання надлишкового тиску є п’єзометр, що являє собою вертикальну скляну трубку, нижній кінець якої з'єднується з об’ємом, у якому вимірюється тиск, а верхній кінець виводиться в атмосферу (рис. 1.2). Трубка заповнюється рідиною (тиск якої вимірюється) і має певну шкалу. При підключенні п’єзометра до об’єму, у якому вимірюється тиск, за яким можна визначити шуканий тиск або безпосередньо, або використовуючи залежність (1.5). П’єзометри застосовуються для вимірювання тисків величиною не більше 3-4 м вод. ст.. Частіше всього вони використовуються при лабораторних дослідженнях.
Поряд із п’єзометрами широко застосовуються U - подібні прилади. Конструктивно такі прилади являють собою U - подібну скляну трубку, наполовину заповнену робочою рідиною (ртуттю, водою й ін.) і нанесеною на її поверхні шкалою (мал.1.3). Одне коліно манометра з'єднується з об*ємом, у якому вимірюється тиск, а друге - з атмосферою.
Під тиском середовища робоча рідина в однім коліні опускається, а інше піднімається до зрівноважування тиску. Щоб визначити надлишковий гідростатичний тиск у місці приєднання манометра до точки, у якій вимірюється тиск, ця поправка дорівнює відстані а по вертикалі між точкою приєднання манометра і рівнем робочої рідини в лівому коліні. Надлишковий тиск у точці приєднання манометра обчислюється за формулою
рнд = gh 
gа, (1.6)
де g - об*ємна вага робочої рідини; h - висота стовпа робочої рідини в манометрі; g - середня щільність рідини в резервуарі.
Більш удосконаленим типом рідинного манометра є чашковий манометр (мал. 1.4). У ньому одне коліно U- подібного манометра замінено чашкою. За нуль шкали в цьому випадку приймається рівень робочої рідини в чашці, оскільки поперечні розміри останньої такі, що при вимірюванні тиску зниження рівня рідини в чашці можна не враховувати. У цьому випадку відлік спрощується і ведеться тільки за рівнем робочої рідини в трубці.
Для виміру дуже малих тисків застосовуються мікроманометри, у яких вертикальна трубка замінена похилою (рис. 1.5). При цьому замість малої відстані h вимірюється значно більша величина 
l = (h/sina), тим самим усуваються помилки, неминучі при відліку малих значень тиску. Мікроманометри звичайно заповнюються водою або спиртом (рідинами з малою об'ємною вагою).
    |
Рис.1.2
Для вимірювання різниці тисків у двох точках використовуються диференційні манометри. Найчастіше застосовуються диференційні ртутні манометри, що складаються з двох сполучених між собою скляних U - образних трубок (рис. 1.4). Ртуть розміщується в середньому коліні. Коли прилад не включено, згідно з законом про сполучені ємності, ртуть зосереджується в обох частинах коліна на одному рівні. Якщо ж манометр включено для вимірювання різниці тисків у двох об’ємах, ртуть переллється і займе нове положення, що відповідає умовам рівноваги.
Позначимо через ра і рв тиск у першому і другому резервуарах. Тоді
РА = р1 + g h1 rу;
рВ = р2 + g h2 rу ;
 |
Рис.1.3
 |
Рис.1.4
де rу - середня щільність води, потім
рА - рВ = (р1 - р2) - rв g (h2 - h1) = (р1 - р2) - rвgh,
але р -р2=rрgh, де rр - середня щільність ртуті. Звідси одержуємо таку формулу диференційного манометра:
рА - рВ = gh (rА - rВ).
Рідинні диференційні манометри можуть бути використані для вимірювання малих перепадів тисків, якщо підібрати робочу рідину з щільністю, близької до щільності рідини в резервуарі.
Рідинні манометри, вакуумметри, дифманометри, що найширше застосовуються у техніці, мають шкалу в межах 100...1000 мм (нижня значення обмежується зниженням точності відліку, верхня межа - громіздкістю конструкції і незручністю зняття показань).
У техніці найбільше поширені пружинні манометри і вакуумметри. Вони володіють цілою низкою переваг: шкала їх зручна для спостереження, вони достатньо прості за конструкцією, надійні в роботі, мають невеликі розміри, широкі межі вимірювання. Найбільше поширеним пружинним манометром є манометр із трубчастою одновитковою пружиною (рис.1.6). Основною його деталлю є дугоподібна металева трубка (пружина). Перетин трубки має форму овалу або еліпса. Верхній вільний кінець трубки запаяно, а нижній, укріплений у корпусі приладу, приєднується до області, де вимірюється тиск. Під дією тиску трубка пружно деформується, ніби розгортаючись, а вільний кінець її переміщується і тягне за собою стрілку приладу. Цей ефект названо за прізвищем вченого Бурдона, який вперше визначив такі властивості зігненої трубки.
Пружинні манометри і вакуумметри випускаються промисловістю для вимірювання тиску до 50000 кгс/см2 і вакууму до 760 мм рт. ст. Якщо тиск в апараті або трубопроводі р може бути вище і нижче атмосферного, для його вимірювання застосовуються мановакуумметри.
Опис установки
Установка для виміру тиску (рис.1.8) складається з резервуара А (у якому вимірюється тиск), рідинного манометра М1, пружинних манометрів М2 і М3, вакуумметра В, п’єзометра П. Резервуар частково заповнений рідиною (водою) і постачений водомірним склом С.
Тиск над вільною поверхнею рідини створюється за допомогою компресора, а розрідження - за допомогою вакуум-насоса. Компресор і вакуум-насос встановлені в нижній частині стенда і з'єднуються з резервуаром трубопроводами, на яких встановлено вентилі ВТ1 і ВТ2.
Усього проводять три досліди: за умов атмосферного тиску, за надлишкового тиску і розрідженні на вільній поверхні. Вентилі ВТ1 і ВТ2 закриваються. Включається компресор, що створює тиск у резервуарі А, потім повільно відчиняється вентиль ВТ1. При досягненні визначеного тиску вентиль закривається. Вимірюється тиск над вільною поверхнею рідини в резервуарі, тиск у точці А (за допомогою наявних на установці приладів), а також глибина занурення точки А по шкалі, розташованої під водомірним склом. Досвід повторюється при зміні тиски в резервуарі А.
Поиск по сайту: