Лабораторная работа 4 Измерительные преобразователи давления (перепада давлений) типа «Сапфир – 22 дд»

4.1. Общие сведения об измерении давления

Измерительные преобразователи «Сапфир – 22 ХХ» предназначены для измерения различных видов давления жидкости или газа:

• преобразователи для измерения абсолютного давления - «Сапфир – 22 ДА»;

• преобразователи для измерения избыточного давления «Сапфир – 22 ДИ»;

• преобразователи для измерения вакуумметрического давления «Сапфир – 22 ДВ»;

• преобразователи для измерения гидростатического давления «Сапфир – 22 ДГ».

Дадим краткую характеристику различных видов давления и напомним единицы измерения давления.

Давление – это физическая величина, определяемая силой, приходящейся на единицу поверхности. В общем случае давление характеризует напряженное состояние жидких и газообразных сред.

За единицу измерения давления в Международной системе единиц СИ принята единица, называемая Паскаль, международное обозначение единицы - Pa, русское Па.

Паскаль (Па) численно равен равномерно распределенному давлению, при котором на один квадратный метр поверхности действует сила в один ньютон, т. е. 1 Па=1 Н/м².

Стандартом рекомендовано следующие кратные и дольные значения давления от единицы си:

Gpa (ГПа) – гигапаскаль, 1 Gpa=109 Pa;

Mpa (MПа) – мегапаскаль, равный 106 Pa;

Kpa (КПа) – килопаскаль 1Kpa = 103 Pa;

мPa (мПа) - миллипаскаль 1мPa = 10^-3 Pa;

 Pa (мкПа) микропаскаль Pa = 10^-6 Pa.

В настоящее время кроме системной единицы измерения давления – паскаль - применяют и другие (внесистемные) единицы. В таб. 1 приведены соотношения между различными единицами измерения давления. Ниже даны краткие пояснения к внесистемным единицам измерения давления.

Таблица 1

Соотношение между единицами давления

Единицы измерения	Числовое значение единицы измерения
	Па	Бар	атм	кгсила/см2 или (ат)	мм. рт. ст. или ТФ	мм. вод. ст.
1. Паскаль (Па)	1	10-5	9,86922·10-6	1,01972·10-5	7,5·10-3	0,10197
2. Бар (бар)	105	1		1,01972	750,062	9,80665· 104
3. Атмосфера (физическая)(атм)	1,01325·105	1,01325	1	1,03323	760	1,03323· 104
4. Килограмм-сила на санти-метр квадратный (кгс/ см2) или атмосфера техническая (ат)	9,80665·104	0,980665	0,96784	1	735,56	104
5. Миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст.)	133,322	1,33322·10-2	760	1,05951· 10-3	1
6. Миллиметр водяного столба (мм. вод. ст.)	9,80665	0,980665·10-4	9,6784·10-5	10-4	7,3556· 10-2	1

Для измерения давления в различных отраслях промышленности применялись и применяются до настоящего времени большое число единиц как системных, так и внесистемных.

Например, килограмм–сила на квадратный метр (кгс/м²) – в системе МКГСС; миллиметр водяного столба (мм вод. ст.), килограмм–сила на квадратный сантиметр (кгс/см²), или, что то же самое атмосфера техническая (ат); бар; миллиметр ртутного столба (мм рт. ст. или что то же самое - тор); физическая атмосфера (атм.), равная 760 мм рт. ст. и другие менее распространенные единицы.

Некоторые единицы измерения давления применяются в средствах измерения, поступающих в Россию по импорту, в качестве комплектующих изделий. К таким единицам относятся; бар, торр.

Согласно ГОСТ 8.417-81 во всех отраслях промышленности должны применятся одни единицы измерения давления в международной системе единиц – паскаль (Па).

Паскаль очень маленькая единица измерения давления, она примерно в 9,8 раз меньше давления, создаваемого 1 мм вод. ст. или в 133 раза меньше давления в 1 мм рт. ст.

Для практических расчетов при переводе одних единиц давления в другие удобно пользоваться следующими соотношениями:

10 Па=1,02 кгс/м²

1 кПа=102 кгс/м² =102,2 мм вод.ст.

1 кПа=7,53 мм рт.ст.

0,1 Мпа=100 кПа=1,02 кгс/см²=1 бар

1 Мпа=10,2 кгс/см²

При измерении величины давления различают: абсолютное (полное) Р_абс и избыточное (относительное) Р_изб давление.

Такое давление вызвано тем, что все процессы, происходящие в природе, находятся под воздействием атмосферного давления.

Атмосферное давление (Р_атм) – это абсолютное давление околоземной атмосферы.

Абсолютное давление(Р_абс) – это давление, при измерении которого за начало отчета шкалы принимают абсолютный нуль давления.

Абсолютный нуль давления может быть получен либо в замкнутом пространстве, из которого удалены все молекулы, либо при полном прекращении движения молекул, т. е. при температуре абсолютного нуля.

Абсолютное давление равно сумме атмосферного и избыточного давлений:

Р_абс= Р_атм+Р_изб.

Избыточное давление – разность абсолютного давления и давления окружающей среды:

Р_изб= Р_абс- Р_атм.

Различают также вакуумметрическое давление (разряжение) Р_вак:

Р_вак= Р_атм- Р_абс,

то есть разность атмосферного и абсолютного давлений.

В технике, как правило, имеют дело с избыточным или вакуумметрическим давлением.

В горной промышленности давление как технологический параметр характеризует состояние многих процессов: бурение скважин (давление промывочной жидкости), фильтрации пульпообразных продуктов, обогащении на пневматических сепараторах, отсадочных машинах и т. д.

Кроме того, измерение разности давлений (перепад давления) используется при измерении расходов относительно чистых жидкостей и газов.

В настоящее время для измерения различных видов давлений используют различные технические средства. Например, измерительные преобразователи типа «Метран» или «Сапфир».