2015-04-20
418
Грузопоршневые манометры - наиболее точные приборы для измерения давления. Они имеют большой диапазон измерений и используются для градуировки и поверки других приборов. Измеряемая разность давлений Dp = p1-p2 воздействует на площадь А поршня. Сила, создаваемая давлением Fp = Dp A, компенсируется силой тяжести поршня и накладных грузов
Dp = p1-p2 = (mK + mG)g/A
mK, mG - масса грузов и поршня соответственно; g- ускорение свободного падения.
Трением в поршне и цилиндре пренебрегают.
Манометры с плоской мембраной содержат мембраны, испытывающие напряжения изгиба. Для малых разностей давлений и круглых плоских мембран
Dр = Dl(
)-1.
Здесь Е - модуль упругости; R - радиус мембраны, d - толщина мембраны; Dl - отклонение центра мембраны; 
- коэффициент Пуассона.
Манометры с трубчатой пружиной наиболее распространены. Пружина - это закрепленная на одном конце трубка, обычно эллипс в сечении, изогнутая по окружности. Под действием Dp = p1-p2 форма сечения трубки изменяется. Свободный конец трубки выгибается наружу витка (p1 > p2) или сгибается внутрь (p1 < p2), причем перемещение этого конца (Dl или a) пропорционально разности Dp. Оно определяется экспериментально.
| жидкостные манометры | поршне-вые | деформационные | |||||||
| U - образные | |||||||||
| двух-труб-ные | одно-труб-ные | накл. трубкой | коло-коль-ный | кольце-вые | грузо-поршневые | с плоской мембраной | с трубчатой пружи-ной | ||
| преде-лы, бар | 0,01..2 | 0,0001..0,5 | 0,01-..250 | 0-10000 | 0,1..10000 | ||||
| погр. изм.% | ±1 | ±1 | ±1 | ±0,02 | ±(0,5..2,5) | ||||
| время успокоения, с | < 1 | < 1 | |||||||
| преим. | просто, дешево | чувств. высока | линей-ная стат. хар. | цельнометалл; прост. отсч. | высокая точн. | надежн. недорого, универс. малогаб. | |||
| Недост. | разбивается, трудно считать показания | треб. изм угла. | стоим. | верт.полож. при монт. | непри-годн. для динам изм | ост. деформ. при перегрузках. | |||
| Обл. прим. | для лаб. изм. | лаб.усл.и пром., небольшие разр. | объемн. расх.в пром. | град., поверка | хим., энерг., пром. | ||||
Пьезоэлектрические манометры работают на одноименном эффекте, возникновении зарядов на поверхности сжатой кварцевой пластины. Напряжение на входе усилителя u зависит от емкости измерительной цепи C
u = Q/C = kSp,
где р - давление, действующее на металлическую мембрану, S - эффективная площадь, k - пьезоэлектрическая постоянная. Стабильность и слабость зависимости от температуры позволяет использовать их для измерения высокотемпературных сред. Из-за утечки заряда не используется для измерения статических давлений. Верхний предел измерений - до 1000 кгс/см2.
Манометры с тензопреобразователями по быстродействию приближаются пьезоэлектрическим. Основаны на изменении электрического сопротивлении металлической проволоки или полупроводника от деформации. Вторые на порядок более чувствильны, но сложнее в изготовлении. Пример - “Сапфир - 22”- для измерения избыточных давлений с верхним пределом 4 кгс/см2 и выше, надежны, стабильны. Погрешность измерения может быть доведена до 0,1%.
