Автоматика и автоматизация. Основы измерительной техники. Основные методы измерения. Терминология, классификация, принцип действия и общие свойства АСР. Методы и средства, технические измерения температуры, страница 6

Если Р1=Р2, то уровень жидкости в трубке справа и лева одинаков. Кальциевая трубка принимает  такое положение, при котором перегородка и груз находятся на вертикали.

Если Р1 больше Р2, то жидкость перетекает слева на право, изменяется её центр тяжести, и кольцевая трубка поворачивается на некоторый угол. С помощью поводка и лекала перемещение передается на ось стрелки.

вращающий момент



Класс точности 1, 1,5.

Применяется чаще всего в качестве вторичных приборов при измерении расхода по перепаду давлений.

Поплавковый дифманометр.


1 - поплавковая камера 2 - сменный сосуд 3 – поплавок 4 – передаточный рычаг 5 – стрелка (перо) 6 – шкала 7 – рабочая жидкость

 F – Площадь сечения бака, f – площадь сечения трубки


При различных верхних пределах измерения максимальное перемещение поплавка h2max=30.5мм. Это достигается за счет того, что сосуд сменный.

Верхний предел измерения 6,3кПа – 0,1МПа.  Класс точности 1, 1,5.

Колокольные дифманометры.


1 – корпус 2 – колокол 3 – преобразователь 4– рабочая жидкость

Если Р1=Р2, то колокол располагается в нижней части колокола.

Если Р1 больше Р2, то колокол поднимается. Он будет подниматься до тех пор пока его вес с присоединенными деталями за вычетом подъемной силы погруженной части его не будет равен силе создаваемой перепадом давлений под и над колоколом. В качестве жидкости трансформаторное масло и имеют верхние пределы измерений 0,1, 0,16, 0,25, 0,4, 0,63, кПа.  Класс точности 1,5.


Пружинные (деформационные) приборы для измерения давления.

В зависимости от чувствительного элемента приборы бывают:

1 С трубчатой пружиной: одновитковый, многовитковый.

2 С мембраной: плоской, гофрированной.

3 С мембранными коробками

4 Приборы с сильфонными коробками.

Манометр с одновитковой трубчатой пружиной.

1 – трубчатая пружина 2 – поводок 3 – зубчатый сектор 4 – шестерня 5 – спиральная пружина 6 – стрелка 7 – шкала 8 – штуцер (патрубок с резьбой)

Под действием разности давлений внутри и снаружи трубчатой пружины в слоях её материала возникают сжимающие и растягивающие напряжения, деформируется поперечное сечение, и перемещается подвижный конец. Если напряжение не превосходит пределов пропорциональности, то  и справедливо равенство

Если верхний предел до 25 МПа, то материал трубчатой пружины бронза, латунь. Если больше 25 МПа, то спиральная сталь. Предел измерений от 0,025 до 1000 МПа.

ОБМ, МК, МВ, МТ, МЭВ.  Класс точности 0,5, 1, 1,5, 2,5, 4.

Недостатки: небольшая чувствительность остаточного действия, наличие упругой инерционности.

Манометр с многовитковой трубчатой пружины.


1 – многовитковая трубчатая пружина 2 – ось трубчатой пружины. 3 – стрелка 4 – шкала

По сравнению с одновитковой обладает следующими преимуществами:

1 – больше перемещение подвижного конца

2 – большее усилие развиваемое трубчатой пружиной, это позволяет осуществлять запись показаний без применения дополнительного усилителя.

Диапазон измерения от 0-0,6 МПа до 0-160 МПа.

Ваккуметров от 0,06-0 МПа до -0,1-0 МПа.   Класс точности 1, 1,5.


Приборы с мембранными коробками.

Максимальный диапазон измерений мембранных манометров 0-2,5 МПа.

У вакуумметров от -0,1 до 0 МПа.  Класс точности 1 -2,5.

напоромеры, тягомеры до 40кПа

Класс точности 1, 1,5, 2,5.

КСД – компенсатор самопишущий дифферинциально трансформаторный

Электрические приборы для измерения давления.

1 – Манометры сопротивления

2 – Пьезометрические

3 – Емкостные

4 – Тензометрические

5 – Радиоизотопные (радиоактивные)

Манометры сопротивления.


Принцип действия основан на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от давления Р.

1 – стальной корпус 2 –  обмотка из манганинового провода (84%Сu, Ni – 4%, Mn -12%)

3 – Выводы для подключения вторичного прибора (мост, логометр) Сопротивление обмотки 180-200 Ом.


К – коэф. пропорциональности ()

Р – давление

Применяется для измерения высоких давлений до 3000 МПа. Класс точности 1.

Пьезометрические.

В основе принципа действия пьезометрический эффект, который состоит в том, что некоторые кристаллические материалы под действием механических усилий поляризуются.

Под действием сжатия возникает заряд.

К – пьезоэлектрический модуль (до 500°C)

- природный кристаллический кварц

- сегнетова соль

- турмалин

- титанат бария ( Ва Ti 03).

1 – корпус 2 – мембрана 3 – кварцевые пластины 4 – металлические пластины 5 – прижимной шарик 6 – крышка 7 – изолятор 8 – вывод 9 – усилитель, с высоким входным сопротивлением 10 – электроизмерительный прибор

Основное достоинство – безинерционность, поэтому применяется для измерения быстро изменяющегося давления.

Верхний предел 2,5 – 100МПа.  Класс точности 1,5-2.

Емкостной.


1 – корпус 2 – подвижная обкладка конденсатора 3 - неподвижная обкладка конденсатора 4 – изолятор 5 – выводы для подключения вторичного прибора (мост переменного тока)

 - удельная диэлектрическая проницаемость

δ – расстояние между обмотками конденсатора

до 120 МПа погрешность ±1-2%


Радиоактивный вакуумметр.

1 – вакуумно непроницаемый корпус 2 – кастрюля (понизационная камера) 3 – коллектор 4 – радиоактивный альфа источник излучения 5 – высоковольтный источник питания постоянного тока 6 – преобразователь с усилителем переменного тока 7 – электроизмерительный прибор

Альфа источник самопроизвольно с определенным периодом полураспада распадается, и излучает альфа частицы. Альфа частицы встречая молекулы воздуха или газа понизируют их образовавшиеся пони под действием высокой разности потенциалов между коллектором и понизационной камерой (500 1000В) образуют понизационный ток.

По степени разряжения в объекте судят по величине понизационный тока.

Позволяют измерить абсолютное давление от 1,3 Па до 1,3кПа. Погрешность ±2,5%.

Методы и средства измерения расхода.

Расход – это объем или масса вещества проходящее через поперечное сечение трубопровода канала, за единицу времени.

Приборы – расходомеры. Расход за интервал времени – это количественная величина.

Q=F*v

Применяют:

1 пневмометаллические трубки.

2 Приборы с различными подвижными элементами в потоке

3 Расходомеры переменного перепада давления

4 Расходомеры постоянного перепада давления

5 Электромагнитные (индукционные)

6 Ультразвуковые

7 Тепловые

Расходомеры переменного перепада давления.