Приборы для измерения давления

В настоящее время в нашей стране используются два вида классов точности: 1) по абсолютным погрешностям (порядковые номера классов); 2) по относительным погрешностям. В последнем случае класс точности — это отношение абсолютной погрешности Δ к диапазону шкалы прибора, выраженное в процентах.

Государственными стандартами  для разных приборов установлены различные классы точности. Класс точности обозначается на циферблате прибора либо в паспорте прибора.

Согласно ГОСТ 8.401-80 (взамен ГОСТ 13600-68) классы точности выбираются из ряда:

 

К=(1;1.5;2.0;2.5;3.0;4.0;5.0;6.0)*10ⁿ,

где n=1,0,-1,2....

Средства измерений  с двумя и более шкалами  могут иметь соответственно два и более классов точности.

 

9. Устройство и принцип  действия, и область применения  приборов с упругими пружинными чувствительными элементами

 

Действие пружинных  приборов основано на измерении величины деформации различного вида упругих элементов. Деформация упругого чувствительного элемента преобразуется передаточными механизмами того или иного вида в угловое или линейное перемещение указателя по шкале прибора [1].

Наиболее широко применяются  приборы (манометры, вакуумметры, мановакуумметры и дифманометры) с одновитковой трубчатой пружиной. Основная деталь прибора с одновитковой трубчатой пружиной — согнутая по дуге окружности трубка эллиптического или плоскоовального сечения (рис. 2). Одним концом трубка заделана в держатель, оканчивающийся ниппелем с резьбой для присоединения к полости, в которой измеряется давление. Внутри держателя есть канал, соединяющийся с внутренней полостью трубки (рис. 2).

Если в трубку подать жидкость, газ или пар под избыточным давлением, то кривизна трубки уменьшится, и она распрямляется; при создании разрежения внутри трубки кривизна ее возрастает, и трубка скручивается. Так как один конец трубки закреплен, то при изменении кривизны трубки ее свободный конец перемещается по траектории, близкой к прямой, и при этом воздействует на передаточный механизм, который поворачивает стрелку показывающего прибора.

Свойство изогнутой  трубки некруглого сечения изменять величину изгиба при изменении давления в ее полости является следствием изменения формы сечения. Под действием измеряемого давления внутри трубки эллиптическое или плоскоовальное сечение, деформируясь под действием силы F=P*S, где S=площадь воздействия давления, приближается к круговому сечению (малая ось эллипса или овала увеличивается, а большая уменьшается).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис .2. Схема  трубчатой пружины (а) и ее

эллиптическое (б), плоскоовальное (в) поперечные сечения:

1 — трубка; 2 — держатель

 

10. Устройство и принцип  действия грузопоршневого манометра 

МП -60

 

Грузопоршневые манометры  в основном применяются для градуировки  и поверки различных видов  пружинных манометров, так как  отличаются высокой точностью и  широким диапазоном измерений — от 0,098 до 980 МН/м² (1—10000 кгс/см²) [1].

Принцип действия грузопоршневых манометров следующий. На поршень, свободно движущийся в цилиндре, действуют  две силы: сила от давления жидкости, с одной стороны, и сила тяжести положенных на поршень грузов - с другой.

Образцовый грузопоршневой манометр (рис. 3) состоит из колонки, укрепленной на станине прибора. В колонке имеется вертикальный цилиндрический канал, в котором движется пришлифованный поршень, несущий на верхнем конце тарелку для установки грузов. Верхняя часть колонки снабжена воронкой для сбора масла, просачивающегося через зазор между поршнем и цилиндром.

В станине высверлен  горизонтальный канал, в расширенной  части которого движется посредством  винтового штока поршень 7, уплотненный манжетами. Канал в станине соединяется с каналом колонки и каналами двух бобышек, предназначенных для укрепления поверяемых манометров. Кроме того, с каналом станины соединен канал воронки 8, которая служит для заполнения системы маслом.

 

 

Рис. 3. Схема образцового поршневого манометра:

1 — колонка; 2— поршень; 3 и 5 — воронки; 4 —  бобышки; 

5 — канал; 6 — тарелка; 7 — поршень; 9 и 13 —вентили

 

Каналы для отсоединения их от канала станины снабжены игольчатыми  вентилями 9—12. Назначение вентиля 13 — спуск масла из прибора. Максимальное давление, создаваемое грузами, 4,90 МН/м² (50 кгс/см²). Для поверки манометров на большее давление пользуются поршневым прессом, отсоединив от прибора поршневую колонку 1 вентилем 10. В качестве прибора сравнения применяют образцовый пружинный манометр: его присоединят к одной из бобышек 4, а поверяемый прибор — к другой бобышке.

 

11. Требования к специальным  приборам для измерения давления

 

1) герметичность внутренних  деталей манометров, находящихся под высоким давлением, для исключения выброса измеряемой среды в атмосферу;

2) наличие в приборах  для измерений высоких давлений  защитных средств от перегрузки. Например, для защиты от односторонних перегрузок применяются сдвоенные сильфоны, с сообщающимся каналом, полости которых заполнены практически несжимаемой жидкостью;

3) точность зубчато-секторного  передаточного механизма в приборах  с трубчатой пружиной;

4) отсутствие остаточной  деформации элементов в пружинных  приборах;

5) наличие аварийных  датчиков, реагирующих на резкое аварийное повышение давления [1].