1.2 Давление. Атмосферное (барометрическое) давление давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы. Абсолютное
 Скачать 237.71 Kb.
|
|
1.2 Методы и средства измерения давления Виды давления: Атмосферное (барометрическое) давление – давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы. Абсолютное давление – давление, отсчитанное от абсолютного нуля. За начало отсчета абсолютного давления принимают давление внутри сосуда, из которого полностью откачан воздух. Избыточное давление – разность между абсолютным и барометрическим давлениями. Вакуум (разрежение) – разность между барометрическим и абсолютным давлениями. В Международной системе единиц (СИ) за единицу давления принят паскаль (Па) – давление, создаваемое силой в 1 ньютон (Н), равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м 2 и направленной нормально к ней. 2 ГОСТ 8.271-77. ГСИ. Средства измерения давления. Термины и определения устанавливает следующие виды средств измерения давления: – манометр – измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений; – манометр абсолютного давления – манометр для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля; – манометр избыточного давления – манометр для измерения разности между абсолютным давлением, большим абсолютного давления окружающей среды, и абсолютным давлением окружающей среды; – напоромер – манометр избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40 кПа (4000 кгс/см2); – вакуумметр – манометр для измерения давления разреженного газа; – тягомер – вакуумметр для измерения давления разреженного газа с верхним пределом измерения не более 40 кПа; – мановакуумметр – манометр для измерения избыточного давления и давления разреженного газа; – тягонапоромер – мановакуумметр для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20 кПа; 3 – дифференциальный манометр – манометр для измерения разности двух давлений; – измерительный преобразователь давления – первичный измерительный преобразователь, воспринимающий непосредственно измеряемое давление и преобразующий его в другую физическую величину; – сигнализатор давления – средство контроля, начинающее или прекращающее выдавать выходной сигнал при достижении заданного давления. По принципу действия манометры делятся на следующие виды: – деформационные (трубчато-пружинные, мембранные, сильфонные и анероидные); – жидкостные (U-образные, колокольные, компрессионные и др.); – грузопоршневые; – электрические (сопротивления, емкостные, индуктивные и пьезо- электрические) и др. 4 Принцип действия деформационных манометров основан на зависимости деформации упругого чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления. R P N t N r A A A-A 2a 2 b N 2R в 2R н h r ) ) P P P P Одновитковая трубчатая пружина Сильфон Мембраны 5 Манометр с одновитковой трубчатой пружиной 6 Принцип действия жидкостных манометров основан на уравновешивании измеряемого давления гидростатическим давлением столба жидкости. В качестве затворных жидкостей, заполняющих эти приборы, чаще всего применяются ртуть, вода и спирт. Они применяются для измерения избыточных давлений, разрежений, разности давлений, небольших атмосферных и абсолютных давлений. h 2 P атм h 1 h P абс h l P атм P абс Двухтрубный манометр Микроманометр с наклонной трубкой 7 Грузопоршневые манометры используются в качестве эталонов давления для поверки различных типов манометров. Их также применяют для точных измерений давления в лабораторных условиях. Измеряемое давление P, подводимое к цилиндру 1, заполненному жидкостью (маслом), уравновешивается силой тяжести, действующей на поршень 3 с грузовой площадкой и находящимся на нем грузом 2. sP mg ; s mg P mg 1 2 3 P Схема уравновешивания давления в грузопоршневом манометре 8 В электрических манометрах используются параметрические измерительные преобразователи давления в сопротивление R, индуктивность L, емкость С или магнитную проницаемость . Действие пьезоэлектрических манометров основано на использовании пьезоэлектрического эффекта, наблюдаемого у ряда кристаллов кварца, турмалина, титаната бария, сегнетовой соли и др. В них применяется генераторный преобразователь давления в ЭДС. Дифференциальные манометры используются в качестве вторичных приборов в расходомерах переменного перепада давления и для измерения уровня жидкости в резервуарах гидростатическим методом. В промышленных условиях давление измеряют преимущественно трубчато-пружинными манометрами и манометрами с электрическими преобразователями давления. 9 Интеллектуальные датчики давления 1. Микропроцессорные манометры с тензопреобразователями "Метран" и типа ST3000, SITRANS Р (Honeywell, Siemens и др.) помимо аналогового выходного сигнала имеют на выходе интерфейс RS-232, RS-485, Profibus, HART-протоколы, что обеспечивает их работу с компьютерами и в микропроцессорных сетях. 2. Интеллектуальные манометры с емкостными преобразователями, выпускаемыми фирмами Fischer-Rosemount, Philips и др. 3. Интеллектуальный преобразователь давления EJA фирмы Yokogawa c чувствительным элементом в виде кремниевого резонатора, представляющего кристалл, частота собственных колебаний которого зависит от его растяжения или сжатия. |