- •Глава 1. Общие сведения об измерениях и погрешностях. Статические и динамические характеристики, надежность средств измерений
- •1.1. Общие сведения об измерениях
- •1.2. Погрешности измерений
- •1.3. Статические и динамические характеристики средств измерений
- •1.4. Основные понятия о надежности средств измерений
- •Глава 2. Приборы для измерения температуры
- •2.1. Термометры расширения
- •2.2. Термометры манометрические
- •2.3. Термоэлектрические термометры (термопары)
- •2.4. Вторичные приборы для измерения термоэлектродвижущей силы
- •2.5. Термопреобразователи сопротивления
- •2.6. Вторичные приборы для термопреобразователей сопротивления
- •2.7. Пирометры излучения
- •Длина волны 0,65 мкм. Другим типом оптических пирометров являются фотоэлектрические (рис. 2.7.1).
- •Глава 3. Приборы для измерения давления
- •3.1. Жидкостные манометры
- •Передаточная характеристика
- •3.2. Грузопоршневые манометры
- •3.3. Деформационные манометры
- •Мембранные манометры
- •3.5. Электрические,теплопроводные и ионизационные манометры.
- •Глава 4. Приборы для измерения расхода и количества веществ
- •4.1. Расходомеры переменного перепада давления.
- •4.2. Расходомеры скоростного напора
- •4.3. Расходомеры постоянного перепада давления
- •4.4. Расходомеры переменного уровня
- •4.5. Расходомеры индукционные
- •4.6. Ультразвуковые расходомеры
- •4.7. Калориметрические расходомеры
- •4.8. Расходомеры инерционные
- •4.9. Расходомеры, основаннные на других физических принципах
- •4.10. Счетчики жидкости
- •Глава 5. Приборы для измерения уровня
- •5.1. Механические уровнемеры
- •5.2. Гидростатические уровнемеры
- •5.3. Преобразователи, основанные на измерении электрофизических параметров
- •5.4. Радиоизотопные уровнемеры
- •5.5. Акустические уровнемеры
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Глава 1.Общие сведения об измерениях и погрешностях,
- •Глава 2. Приборы для измерения температуры.
- •Глава 3. Приборы для измерения давления.
- •Глава 4. Приборы для измерения расхода и количества веществ.
- •Глава 5. Приборы для измерения уровня
Передаточная характеристика
(1.3.11)
с., с.
Рис.
3.1.6
Колокольные приборы используются для измерения малых давлений и в качестве дифманометров.
Чувствительный элемент – колокол, частично погруженный в масло. Давление ”+” подводится к верхней трубке, ”–” – к нижней. Колокол подвешен к угловому рычагу, расположенному в неподвижном бачке, заполненным маслом.
При перемещении колокола под действием разности давлений осуществляется поворот cектора , связанного с рамкой ферродинамического преобразователя. Таким образом, , а следовательно, и пропорциональны разности давлений .
Действие кольцевых приборов основано на принципе кольцевых весов. Он представляет собой кольцевую трубку, разделённую в верхней части на две секции, в которые подаются давления и . Кольцо 1 подвешено на неподвижной опоре 2. К нижней части кольца прикреплён груз 3. Полость кольца до половины заполнена жидкостью. Верхние части полости кольца сообщаются с измеряемой средой гибкими шлангами 4 и 5. При равенстве давлений ( ) рабочая жидкость располагается на одном уровне. При уровень в левой части кольца понижается, а в правой повышается. При этом:
(1.3.12)
Рис.
3.1.7
Одновременно от разности давлений на глухую перегородку появится вращающий момент , поворачивающий кольцо на угол по часовой стрелке.
,
где – средний радиус кольца, м;
– площадь поперечного сечения кольца, м2.
Этот момент уравновешивается противодействующим моментом
, (1.3.13)
где – масса груза, кг; – расстояние от центра тяжести до точки опоры, м.
В положении равновесия
или
Угол поворота определяется по формуле
(1.3.14)
Таким образом, измеряемая разность давлений пропорциональна синусу угла поворота:
. (1.3.15)
Т.е., шкала прибора неравномерная.
Для расширений диапазона шкалы и её линеаризации между стрелкой и кольцом вводится профилированное лекало.
Приборы с водяным и масляным заполнением работают до давления 0,05 МПа, с ртутным заполнением 1–10 МПа. Основная погрешность не превышает ±1,5 % от верхнего предела измерений.
Преимущества кольцевых приборов – отсутствие уплотнительных устройств.
Недостатки – наличие трубок, подводящих давление.
3.2. Грузопоршневые манометры
Этот тип манометров, как правило, используется для градуировки и поверки различных пружинных манометров.
Диапазон их измерений от 0,1 до 1000 МПа. Давление в замкнутой системе, наполненной маслом, создаётся массой поршня с грузом.
В состоянии равновесия:
,
г
Рис.
3.2.1
При перемещении поршня возникают силы трения, что вносит некоторую погрешность в результаты измерений. Для уменьшения влияния силы трения грузу с поршнем придаётся вращательное движение. Максимальное давление, создаваемое грузами, составляет 5 МПа. Для поверки манометров на более высокое давление используется винтовой шток. При этом поршневая колонка блокируется игольчатым вентилем. В качестве эталонного (контрольного) используется пружинный манометр. Для создания высоких (до 1000 МПа) давлений применяют грузопоршневые манометры с гидравлическим мультипликатором (рис. 3.2.2). Он включает в себя грузопоршневой манометр 1 и двухпоршневой мультипликатор с цилиндром низкого давления 2 и цилиндром высокого 3. Полость под поршнями заполнена маслом. Оба поршня приводятся во вращение с помощью шкива и муфты. К трубке 5 подсоединяют поверяемый манометр.
Рис.
3.2.2
,
где ; ; ;
, – эффективная площадь поршня низкого давления, м2;
–то же высокого, м2;
и – масса груза и поршня высокого и низкого давления;
– давление, создаваемое грузопоршневым манометром.
Так как , то .
При МПа.