Измерения давления и виды давления. Классификация средств измерения давления по виду и принципу действия

Средства измерения

Измерения давления

Давлением называют величину силы действующею на единицу площади.

В системе СИ давление измеряется в Па.

 

В ряде жидкостных приборов давление удобно измерять в миллиметрах водного или в миллиметрах ртутного столба.

Ед. изм.	Па	Кгс/см2	Кгс/м2	Мм Рт. Ст.
Па	1	1,02 · 10 -5	0,102	7,5 · 10 -3
Кгс/см2	9,21 · 103	1	104	735,6
Кгс/м2	9,81	10 -4	1	73,56 · 10 -3
Мм Рт. Ст.	133,3	136 · 10 -3	13,6	1

1 Мпа = 10 кгс/см²

следует помнить что 1 мм водного столба равен 1 кгс/м²

виды давления

Различают: абсолютное, избыточное, барометрическое и вакуумметрическое давления.

Барометрическое (атмосферное) – это давление, создаваемое массой воздушного столба в данной точки земли. Зависит от высоты над уровнем моря, широты, метеоусловий.

Абсолютное давление – это давление, отчитываемое от абсолютного нуля. За начало отсчета при этом принимается давления в сосуде, из которого полностью откачен воздух (такое возможно только теоретически).

Избыточным давлением называется давление выше атмосферного (это разница между абсолютным давлением и барометрическим).

Вакуумметрическое давление – это давление ниже атмосферного давления (это разница между атмосферным и абсолютным давлением).

Средства измерения давления

Классифицируются по виду и принципу действия.

По виду:

1.  Манометры избыточного давления;

2.  Манометры абсолютного давления (в технике встречаются редко);

3.  Барометры – для измерения атмосферного давления;

4.  Вакуумметры;

5.  Мановакуумметры – измеряют избыточное и вакуумметрическое давление;

6.  Напоромеры – это манометры малых давлений;

7.  Тягомеры   –  это  вакуумметры,  которые   измеряют  давление  –40 кПа ;

8.  Тягонапоромеры – измеряют вакуум –20 кПа, и избыточное давление +20 кПа;

9.  Дифманометры измеряют разность давлений.

По принципу действия СМИ давления подразделяются на:

-  Жидкостные

-  Деформационные

-  Поршневые

-  Ионизационные тепловые

-  Электрические

жидкостные средства измерения давления

1. двухтрубный манометр

 

Под воздействием избыточного давления жидкость вытесняется из правого в левый патрубок. Мениском называется линя уровня жидкости.

Разность высот положения менисков составит величину h , по которой мы определим величину давления.

Давление Р определяется по формуле:

P = ρgh

P - удельная плотность (кгс/м²)

g - ускорение свободного падения (g = const = 9,81 м/с²)

h - разность высот мениска (м)

2. поплавковые ДИФМАНОМЕТРЫ

 

Любой дифманометр имеет две входные трубы: плюсовую и минусовую. При измерение разности давления большее давление подается в плюсовую камеру, меньшее в минусовую. В этом дифманометре в плюсовую камеру 1 (она большего диаметра) залита жидкость.

По закону сообщающихся сосудов в камере 1 и трубки 7 жидкость доходит до нулевого уровня. Стрелка 3 кинематически связана с поплавком. Если жидкость на нулевом уровне стрелка на нуле. Очевидно, что при возникновении разности давления, жидкость начинает вытисняться из плюсовой камеры в минусовую камеру.

В связи с тем, что соотношение сосудов и их площадей, зависимость не линейна. Для получения линейной зависимости между поплавком 2 и стрелкой 6 введены специальные формы лекало.

Вентили 5 и 6 для отключения давления или перекрывания. Вентиль 4 для выравнивания давлений на ноль (установка на ноль)

Деформационные СИ измерения давления

Принцип действия основан на использование деформации чувствительного элемента силе, которая возникает под воздействием давлением.

Наиболее распространены 3 вида:

1.  Трубчатая пружина (трубка Бурдо);

2.  Сильфон;

3.  Мембрана.

Трубчатая пружина, манометрическая

Это упругая криволинейная металлическая пружина, полая внутри. В сечение эиллипсной формы.

 

С одного конца трубка герметично запаяна, а с другого в нее подается давление, в этом месте жестко закреплена.

При возникновение избыточного давления внутри трубки, она стремится стать круглой и распрямиться, при этом незакрепленный конец ее начинает перемещаться.

Для измерения различных величин давления применяют материалы различных упругостей и форм.

Основные недостатки:

-  Малый угол поворота незакрепленного конца, поэтому требуется передаточный механизм.

Сильфон

Это тонкостенный цилиндр из упругого материала с поперечными гофрами.

 

Измеряемое давление подается во внутрь сильфона, а верхняя его площадка будет перемещаться вверх, вдоль оси.

Иногда для расширения пределов измерений к сильфону применяют внешнюю пружину сжатия.