Измерительная трубка; 2 — сосуд; 3 — кронштейн; 4 — сектор

Балтийская Государственная Академия

Рыбопромыслового флота РФ.

Основы автоматики и теории управления техническими системами.

Лабораторная работа № 2.

“Датчики и сигнализаторы давления”.

Выполнил курсант : Костенко Е.Г.

Проверил преподаватель : Русаков С.М.

Калининград 2013 год.

Вопрос № 1. Единицы измерения давления.

Паска́ль (обозначение: Па, международное: Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в СИ. Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр. 1 Па = 1 Н/м2 ≡ 1 Дж/м3 ≡ 1 кг/(м·с2)

Бар (греч. βάρος — тяжесть) — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере. Один бар равен 105 Па[1] или 106 дин/см² (в системе СГС). В прошлом бар — название единицы системы СГС, равной 1 дин/см² = 0,1 Па

Миллиме́тр рту́тного столба́ (мм рт. ст., mm Hg) — внесистемная единица измерения давления, равная 101 325 / 760 ≈ 133,322 368 4 Па; . Атмосферное давление на уровне моря составляет примерно 760 мм рт. ст. Стандартное атмосферное давление принято равным (точно) 760 мм рт. ст., или 101 325 Па, отсюда вытекает определение миллиметра ртутного столба (101 325/760 Па). Ранее использовалось несколько иное определение: давление столба ртути высотой 1 мм и плотностью 13,5951·103 кг/м³ при ускорении свободного падения 9,806 65 м/с². Разница между этими двумя определениями составляет 0,000 014%. Миллиметры ртутного столба используются, например, в вакуумной технике, в метеорологических сводках и при измерении кровяного давления. Поскольку в вакуумной технике очень часто давление измеряют просто в миллиметрах, опуская слова «ртутного столба», естественный для вакуумщиков переход к мкм (микронам) осуществляется, как правило, тоже без указания «давления ртутного столба». Соответственно, когда на вакуумном насосе указано давление 25 мкм, речь идёт о предельном разрежении, создаваемом этим насосом, измеряемом в микронах ртутного столба.

Миллиметр водяного столба, внесистемная единица давления, применяемая в ряде отраслей техники (главным образом в гидравлике). Обозначения: русское: мм вод. ст., международное: mm H2O. 1 мм вод. ст. равен гидростатическому давлению столба воды высотой в 1 мм при наибольшей плотности воды (то есть при температуре около 4 °C) и ускорении свободного падения g = 9,80665 м/с².

Соотношение между мм вод. ст. и др. единицами давления: 1 мм вод. ст. = 9,80665 Н/м²* = 10−4 кгс/см² = 7,3556·10−2 мм рт. ст.

Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. Существуют две примерно равные друг другу единицы с таким названием:

Стандартная, нормальная или физическая атмосфера (атм, atm, ата) — в точности равна 101 325 Па или 760 миллиметрам ртутного столба. Давление, уравновешиваемое столбом ртути высотой 760 мм при 0 °C, плотность ртути 13595,1 кг/м³ и нормальное ускорение свободного падения 9,80665 м/с².

Техническая атмосфера (ат, at, кг*с/см², ати) — равна давлению, производимому силой от массы в 1 кг при действии на неё ускорения g (т.е. 1 килограмм-сила, кгс), направленной перпендикулярно и равномерно распределённой по плоской поверхности площадью 1 см² (98 066,5 Па).

Пье́за — единица измерения давления и механического напряжения в системе МТС (Метр – тонна – секунда). Пьеза равна давлению, создаваемому силой 1 стен, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью 1 м². 1 пз = 1000 Па = 0,0102 кгс/см².

Вопрос № 2. Жидкостные приборы измерения давления с видимым уровнем :

А) U – образные и чашечные приборы

Б) Микроманометры

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:

• Манометры – для измерения избыточного давления.

• Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума).

• Мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений.

• Барометры – для измерения атмосферного давления.

• Баровакуумметры – для измерения абсолютного давления.

• Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений.

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на жидкостные, пружинные, грузопоршневые и с дистанционной передачей показаний.

Приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровненя жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, диффманометры и др.

А) Жидкостный U-образный манометр. предназначен для измерения низкого давления газообразной среды (от 0 до 5 кПа).

Принцип действия U-образного манометра:

измеряемое давление уравновешивается высотой столба затворной жидкости:

Ризб = (h1 + h2)r,

где r – плотность затворной жидкости,

h1 – отметка, на которую опустилась затворная жидкость ниже нуля,

h2 – отметка, на которую поднялась жидкость в другом колене.

Для закраски затворной жидкости, если она прозрачна, используют эозин или фенолфталеин.

Погрешность отсчета показаний составляет ± 1 мм высоты столба затворной жидкости.

Жидкостные U-образные манометры выпускаются со следующими пределами измерений:

0-100 мм.в.ст.

0-160 мм.в.ст.

0-250 мм.в.ст.

0-400 мм.в.ст.

0-600 мм.в.ст.

0-1000 мм.в.ст.

Особенности эксплуатация жидкостных манометров:

-вертикальная установка;

-ежедневная проверка заливки затворной жидкости до нулевой отметки;

-после замера давления кран на манометр перекрыть.

Жидкостный манометр можно использовать как дифференциальный манометр, подсоединив оба колена прибора к различным импульсам избыточного давления.

Чашечный манометр представляет собой разновидность и-образного манометра, у которого одно колено трубки выполнено в виде сосуда с сечением, значительно большим, чем второе. Измеряемое давление, действуя на поверхность рабочей жидкости в широком сосуде, заставляет ее подниматься вверх по стеклянной измерительной трубке. На рис. 3.5 представлена схема чашечного манометра.

На практике чашечные манометры, несмотря на то, что их шкала градуирована в миллиметрах водяного столба, заполняются спиртом плотностью 0,81 г/см3, а образцовые приборы для увеличения точности отсчета снабжаются зеркальной шкалой. Микроманометры являются лабораторными приборами и предназначаются для измерения малых давлений, разрежений или незначительных разностей давлений, определяемых несколькими миллиметрами водяного столба.

Б) Микроманометры.

Для измерения давления и разности давлений до 3 кПа (300 кгс/м2) используются микроманометры, которые являются разновидностью однотрубных манометров и снабжены специальными приспособлениями либо для уменьшения цены деления шкалы, либо для повышения точности считывания высоты уровня за счет использования оптических или других устройств. Наиболее распространенные лабораторные микроманометры — это микроманометры типа ММН с наклонной измерительной трубкой (рис. 1). Показания микроманометра определяются по длине столбика рабочей жидкости п в измерительной трубке 1, имеющей угол наклона а. рис 1

измерительная трубка; 2 — сосуд; 3 — кронштейн; 4 — сектор

На рис. 1 кронштейн 3 с измерительной трубкой 1 крепится на секторе 4 в одном из пяти фиксированных положений, которым соответствуют к = 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 и пять диапазонов измерения прибора от 0,6 кПа (60 кгс/м2) до 2,4 кПа (240 кгс/м2). Приведенная погрешность измерений не превышает 0,5 %. Минимальная цена деления при к = 0,2 составляет 2 Па (0,2 кгс/м2), дальнейшее снижение цены деления, связанное с уменьшением угла наклона измерительной трубки, ограничено снижением точности считывания положения уровня рабочей жидкости из-за растягивания мениска.

Более точными приборами являются микроманометры типа ММ, называемые компенсационными. Погрешность считывания высоты уровня в этих приборах не превышает ±0,05 мм в результате использования оптической системы для установления начального уровня и микрометрического винта для измерения высоты столба рабочей жидкости, уравновешивающего измеряемое давление или разность давлений.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: