Схема поршневого манометра типа МП-60, имеющего верхний предел измерения 6 МПа, представлена на рис. 5.41. Неуплотненный поршень с тарелкой 2 для грузов 3 находится в цилиндре 4 с зазором не выше 0,01 мм. При таком зазоре скорость опускания поршня из-за утечки рабочей жидкости не превышает 1 мм/мин. Равномерность зазора обеспечивается вращением тарелки по часовой стрелке во время измерения. Внутренняя полость манометра тщательно заполняется рабочей жидкостью (керосином, керосиновым или трансформаторным маслом) через отверстие в дне резервуара 6 при открытом вентиле 5. Поверяемый манометр устанавливается в стояке 9, включаемым в работу вентилем 10. Поршнем 7 гидравлического пресса 8 создается необходимое давление. Вентиль 11 служит для слива рабочей жидкости.
Для получения заданного давления на тарелку 2 накладываются грузы в количестве, уравновешивающем показания поверяемого манометра на заданной отметке шкалы. При этих условиях
, (5.45)
где M – масса груза с учетом массы поршня и тарелки;
S – эффективная площадь поршня, равная сумме площади торца поршня и половины площади зазора;
g – ускорение свободного падения.
Т. к. калибровка манометра проводится для нормального значения ускорения свободного падения, то следует вводить поправку на местное ускорение свободного падения.
Поверку можно выполнить и путем сличения показаний поверяемого и образцового манометров, создавая прессом 8 задаваемые давления. В этом случае грузопоршневая колонка отключается вентилем 12.
Класс точности манометров 0,02; 0,05, что определяется высокой точностью задания массы грузов, площади сечения поршня и поправкой ускорения свободного падения.
Пьезоэлектрические датчики. Принцип действия этих датчиков основан на пьезоэлектрическом эффекте, сущность которого состоит в возникновении на поверхности сжатой кварцевой пластины электрических зарядов.
Рис. 5.42. Манометр с пьезокварцевым преобразователем
Схема датчика показана на рис. 5.42. В корпусе расположены две кварцевые пластины 2 и 4, обращенные друг к другу сторонами одинаковой полярности и прилегающие к металлической контактной пластине 3. Другие стороны пластин контактируют с металлическими сторонами 1 и 5 и через них электрически замыкаются на корпус датчика. Собранный таким образом кварцевый столбик зажимается между металлической плоской мембраной 9 и крышкой 6. Шарик, находящийся между крышкой и верхней опорой столбика, служит для равномерного распределения давления на поверхности кварца. Положительный заряд, появляющийся на гранях кварца при измерении давления, отводится на корпус, а отрицательный с помощью провода 8 подается на измерительное устройство. Втулка 7 из янтаря изолирует провод 8 от корпуса. Нижняя часть корпуса имеет штуцер 10, через который подводится измеряемое давление.
Электрический заряд, возникающий под действием усилия со стороны мембраны 9, определяется выражением
,
где p – давление, действующее на мембрану с эффективной площадью S;
k – пьезоэлектрический коэффициент (для кварца k @ 2×10–12 Кл/Н).
Кварц, в отличие от других сегнетоэлектриков, является механически прочным и имеет высокую жесткость, что исключает влияние упругой характеристики мембраны 9 на коэффициент передачи пьезоэлектрического преобразователя. Частота собственных колебаний преобразователя достигает десятков килогерц, поэтому они широко применяются при испытаниях двигателей и других объектов, в которых наблюдаются высокочастотные изменения давления. Из-за утечек электрического заряда пьезоэлектрические датчики не применяют для измерения статических давлений. Верхний предел измерения давления у этих приборов достигает 100 МПа (1000 кгс/см2).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.