Измерения давления и виды давления. Классификация средств измерения давления по виду и принципу действия, страница 3

Если сердечник датчика связанный с манометрической трубкой переместится, допустим, вверх (в трубку подано давление), то е₁ больше е₂. Е_вых1 вызовется во вторичных обмотках схемы, а следовательно и в цепи усиления ток определенной фазы, чтобы скомпенсировать его необходимо, чтобы возникло Е^’_вых1, точно такой же величены и фазы, как Е_вых1. Это возможно только при условие, если e₁ – e’₁, а e₂ – e’₂. Это возможно только в том случае, если сердечник приемника также переместится вверх на такую же величину. Это перемещение обеспечивается кулачком, кинематически связанным с реверсивным двигателем РД. С ними также связана стрелка, которая перемещается на угол, соответствующий приложенному давлению. При этом схема придет в равновесие. Ток усилителя будет равен нулю.

Если после этого равновесие давления упадет, сердечник датчика переместится вниз. При этом e₁ < e’₁, а e₂ > e’₂. Это состояния разбаланса приведет к тому, что ток усилителя станет противоположным по фазе, а РД будет вращаться в противоположную сторону (вниз) до тех пор, пока e₁ – e’₁, а e₂ – e’₂. При этом стрелка укажет величину изменившегося давления.

Примечание:

Дифференциально-трансформаторная схема применяется для измерения любых величин, которые можно связать с перемещением сердечника.

Тензометрические преобразователи

 

Принцип действия заключается в изменении сопротивления тензопреобразователя 1 от величины приложенного давления, которое приводит к деформации стенок. По сути, это датчик или первичный преобразователь.

Схема изменения давления аналогична схеме лабораторной работы, измерения деформации пружины.

Очень широко применяются тензопреобразователи при измерении давления и разности давления. Принципиально представляют собой блок тензорезисторов, помещенных в упругую камеру. Область вокруг камеры залита специальной жидкостью, воздействие на которую осуществляется через мембрану, связанную  с измеряемой величиной.

Мембранный дифманометр

На рисунке, мембранный преобразователь давления. Чувствительным элементом является блок мембран 1, с которым связан шток ферромагнитного сердечника. Под действием ∆Р блок мембран будет перемещаться, а связанный с ним сердечник вызовет изменение сигнала преобразователя (индуктивного, но чаще дифтрансформаторного). Перемещение блока мембран – до единиц миллиметра. Следует учитывать, что дифманометр рассчитывается на рабочее давление и разность давлений. Например, при измерении расхода методом переменного перепада давлений Р_раб в трубопроводе может быть в сотни раз больше, чем перепад давлений ∆Р связанный с расходом.

 

Измерение уровня

Классифицируются на: 

1. Гидростатические

2. Механические

3. Электрические

4. Ультразвуковые

5. Радиоизотопные

К механическим уровнемером относятся поплавковые и буйковые.

 

Принцип действия очевиден: при повышении уровня поднимается поплавок 1  и указателем 3 (связанный с поплавком нитью 2) будут перемещаться вдоль шкалы 4.

 

Чувствительным элементом является буек, материал которого плотнее жидкости.

При изменении уровня (при повышении) на буек начинает действовать выталкивающая архимедова сила, которая будет тем больше, чем выше уровень.

Буйковые средства, также как и поплавковые могут быть выполнены в виде показывающего СИ, а также в виде преобразователя.

 

Гидростатический метод измерения давления определяется давлением столба жидкости высотой h на единицу площади. Очевидно, что это давление будет определятся уравнением

	P = ρgh

 

где:

ρ – плотность (кг/м³)

g = 9,81 ≈ 10 (м/с²)

h – высота (м)

Обычно эти измерения применяются при большой высоте уровня (h), т.к. при малых h на показание существенно влияет барометрическое давление. Для исключения этого фактора применяют дифманоментры