Устройство прибора для измерения давления

10.08.2012 10:04

    Манометр (греч. manos — редкий, неплотный, разрежённый) — прибор, измеряющий давление жидкости или газа.

 

Принцип работы

    Пружинными манометрами измеряют значительные давления жидкостей и газов.

    Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.

 
 
    В группу приборов измеряющих избыточное давление входят:
 
Манометры — приборы с измерением от 0,06 до 1000 МПа (Измеряют избыточное давление — положительную разность между абсолютным и барометрическим давлением)
 
Вакуумметры — приборы измеряющие разряжения (давления ниже атмосферного) (до минус 100 кПа).
 
Мановакуумметры — манометры измеряющие как избыточное (от 60 до 240000 кПа), так и вакуумметрическое (до минус 100 кПа) давление.
 
Напоромеры -манометры малых избыточных давлений до 40 КПа
 
Тягомеры -вакуумметры с пределом до минус 40 КПа
 
Тягонапоромеры -мановакуумметры с крайними пределами не превышающими ±20 кПа
 
    Данные приведены согласно ГОСТ 2405-88.
 

    Большинство отечественных и импортных манометров изготавливаются в соответствии с общепринятыми стандартами, в связи с этим манометры различных марок заменяют друг друга. При выборе манометра нужно знать: предел измерения, диаметр корпуса, класс точности прибора. Также важны расположение и резьба штуцера. Эти данные одинаковы для всех выпускаемых в нашей стране и Европе приборов.

    В зависимости от конструкции, чувствительности элемента различают манометры жидкостные, грузопоршневые, деформационные (с трубчатой пружиной или мембраной). Манометры подразделяются по классам точности: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (чем меньше число, тем точнее прибор). 

    Под давлением в общем случае понимают предел отношения нормальной составляющей силы к площади, на которую действует сила. При равномерном распределении сил давление равно частному от деления нормальной составляющей силы давления на площадь, на которую эта сила действует. Величина единицы давления зависит от выбранной системы единиц (табл. 1).

Различают абсолютное и избыточное давление. Абсолютное давление Pа — параметр состояния вещества (жидкостей, газов и паров). Избыточное давление ри представляет собой разность между абсолютным давлением Pа и барометрическим давлением Рб (т. е. давлением окружающей среды):

Ри = Ра — Рб.

Если абсолютное давление ниже барометрического, то

РВ = Рб — Ра,

где Pв — разрежение.

Единицы измерения давления: Па (Н/м2); кгс/см2; мм вод. ст.; мм рт.ст.

 

    Таблица 1
    Соотношение между единицами давления:

    На рисунке слева приведен пример микропроцессорного датчика давления АИР-20/М2, АИР-20/М2-H, АИР-20/М2-MB (преобразователь). Он предназначен для непрерывных измерений и преобразований различных видов давления (абсолютное, избыточное, давление-разрежение, дифференциальное, гидростатическое, избыточное давление-разрежение) в унифицированный сигнал постоянного тока 0 - 5 мА или 4 - 20 мА. АИР-20/М2 может подключаться к персональному компьютеру через интерфейс RS 232 для конфигурирования с помощью «Программы настройки АИР-20 (10)». Конфигурирование АИР-20/М2 включает в себя изменение диапазонов измерения на нестандартные, выбор зависимости выходного сигнала от входного (возрастающей с выходными унифицированными сигналами 4 - 20, 0 - 5 мА или убывающей с выходными унифицированными сигналами 20 - 4, 5 - 0 мА) и установку числа измерений для усреднения (времени демпфирования). 

    На лицевой панели датчика АИР-20/М2-Н под отвинчивающейся крышкой находится 3-кнопочная клавиатура, с помощью которой возможно конфигурирование следующих параметров преобразователя:

- минимум диапазона преобразования;
- максимум диапазона преобразования;
- время демпфирования (усреднения) сигнала;
- единица измерения (PV, %, mA);
- фиксированный выходной ток (3,8; 4; 8; 12; 16; 20 или 20,8 мА).

    Настройка и управление датчиком АИР-20/М2-Н выполняется с помощью приборов, поддерживающих работу с HART-протоколом (ПК с HART-модемом, HART-коммуникатор, контроллер и т.п.), и при помощи кнопочной клавиатуры, расположенной под крышкой датчика.

    Таким образом, можно сделать вывод, что давление является одним из важнейших параметров работы устройств и механизмов. 

Назад