Чашечные (однотрубные) мановакууметры.

Близки по конструкции к обратному пьезометру чашечные однотрубные мановакууметры (рис. 1.4.). На рис. 1.4а показано применение мановакууметра для измерения избыточного давления, а на рис. 1.4б – вакуума.

Объем жидкости, вытесненной из чашки, равен объему жидкости, поступившей в измерительную трубку

или (1.6)

где f и F – площади поперечного сечения измерительной трубки и чашки. Если f<<F, то h₁<<h₂.

Рис. 1.4. Чашечный мановакууметр при измерении избыточного давления (а) и вакуума (б):

1 – чашка; 2 – трубка измерительная; 3 – шкала на основании.

Если 400, то изменением уровня в чашке пренебрегают и при измерении учитывается только изменение уровня в измерительной трубке.

Предел измерения прибором с чашкой, заполненной водой, поставляет 160 кПа.

Микроманометры

Для измерения давления и его разности до 3 кПа используются микроманометры, являющиеся однотрубными (чашечными) манометрами со шкалами повышенной точности, заполняемые рабочей жидкостью с относительно малым удельным весом (например, спиртом). На рис. 1.5. показан микроманометр ЛТА = 4 с наклонными измерительной трубкой и шкалой.

Из условия равенства объемов рабочей жидкости в сосуде 2 и трубке 1 имеем

(1.7)

где h₁ – изменение уровня в широком сосуде; f и F – соответственно площади поперечного сечения трубки и сосуда, а n – длина столба жидкости в трубке.

Так как

(1.8)

то

(1.9)

где - угол наклона трубки к горизонту, определяемой положением кронштейна с трубкой на секторе. Изменение h₁ мы не наблюдаем визуально и не вычисляем, причем h₁<< h₂

Схема работы с наклонным микроманометром при измерении избыточного давления показана на рис. 1.6а, вакуума - 1.6б.

Если 400, то с достаточной точностью Этой разности давлений соответствует гидростатический напор в единицах водяного столба

(1.10)

Значение коэффициента, , соотвествующее определенным углам установки наклонной шкалы, иногда указывается на кронштейне прибора, наряду с плотностью рабочей жидкости в приборе. Наклоняя трубку, мы искусственно растягиваем шкалу и за счет этого повышаем точность измерения. Такой прибор служит для измерения в какой - либо точке воздушного потока одновременно трех давлений: полного, статического и динамического. Для этого в нем применяется три измерительных трубки, закрепленные на одной плоскости с тремя шкалами.

1.2.6. Двухтрубные жидкостные манометры (U – образные манометры) и дифманометры

В двухтрубных жидкостных манометрах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равновесии давлений над ними, а при

Рис. 1.7. U – образный манометр: 1,2 – стеклянные трубки; 3 – деревянное основание; 4 – шкала на пластине.

неравенстве занимает такое положение, в котором избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. В группе жидкостных дифманометров уровень рабочей жидкости непосредственно не наблюдается. Изменение уровня вызывает изменение характеристик другого устройства, обеспечивающее непосредственное показание измеренной величины с помощью отсчетного устройства или преобразования и передачу его значения на расстоянии. Схема U – образного манометра показана на рис. 1.7. В трубке 1 – измеряемое давление, трубка 2 сообщается с атмосферой

При измерении разности давлений к обеим трубкам подаются измеряемые давления. Столб жидкости высотой уравновешивает разность давлений. В качестве рабочих жидкостей, чувствительных элементов, используется вода, ртуть, спирт, трансформаторное масло. Диаметр трубок выбирается обычно 8-10 мм для уменьшения влияния капиллярных сил. При наполнении манометра ртутью измеряемой средой могут быть вода, неагрессивные жидкости и газы. Если плотность среды над рабочей жидкостью cоизмерима с плотностью последней, то перепад давлений определяется как

(1.11)

Барометры

Барометры применяются для измерения атмосферного давления. В качестве рабочей жидкости обычно используются ртуть. При вертикальном положении шкалы барометра расчетное соотношение для определения атмосферного давления по показанию прибора имеет вид

(1.12)

Где - давление насыщенных паров ртути в трубке; - поправка на капиллярность; - поправка на опускание ртути в чашке; h- высота подъема ртути в трубке; D- диаметр чашки; d- диаметр трубки.

Шкала барометра обычно градуирована в единицах давления с учетом поправок . Первая поправка учитывается смещением нуля шкалы выше относительно уровня в чашке на , вторая- изменением масштаба шкалы, а именно, увеличением цены ее деления в раза. Барометры обычно снабжают термометрами.

Погрешности барометра:

· Основная – из-за неточности градуировки шкалы поправка на нее определяется по таблице проверочного свидетельства прибора;

· Дополнительная – из-за несовпадения температуры t при измерениях с температурой t, при которой градуировалась шкала. Поправка учитывает изменение плотности ртути и длины шкалы прибора и равна

Где В – показания прибора; - линейный коэффициент расширения шкалы; - разность температур при отсчете показаний прибора и при градуировке шкалы; - коэффициент теплового расширения ртути;

· Дополнительная из-за различия в географическом положении места измерения и места градуировки шкалы. Она компенсируется поправкой, учитывающей изменение высоты столбика ртути в результате изменения ускорения свободного падения при изменении географической ширины и равна

где g и g₁ - ускорение свободного падения в месте градуировки шкалы и в месте измерения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: