1. Техника гидродинамического эксперимента Приборы для измерения давления

Требования, предъявляемые современной наукой и техникой к приборам для измерения давлений, чрезвычайно разнообразны.

Многообразие требований породило огромное количество приборов, различных по принципу действия, точности измерения и конструктивному оформлению.

Условно все приборы для измерения давления можно классифицировать по следующим признакам:

1. по роду измеряемой величины;

2. по принципу действия;

3. по классу точности.

По роду измеряемой величины в зависимости от необходимости измерения атмосферного, абсолютного, избыточного или вакуумметрического давления существует несколько видов приборов.

Приборы, предназначенные для измерения атмосферного давления, называются барометрами, для измерения избыточного давления – манометрами, для измерения вакуума – вакуумметрами.

Приборы, позволяющие измерять и избыточное давление, и вакуум, называются мановакуумметрами.

В некоторых случаях бывает достаточно знать разность давлений в двух различных точках; измерение разности давлений может быть выполнено с помощью дифференциального манометра.

По принципу действия все приборы можно разделить на жидкостные, механические, электрические и комбинированные.

К жидкостным относятся приборы, основанные на гидростатическом принципе действия, заключающемся в том, что измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости, высота которого определяется непосредственно или путем расчета.

Принцип действия пружинных или механических приборов заключается в том, что под действием давления происходит деформация некоторого упругого элемента, и величина этой деформации служит мерой измеряемого давления.

Принцип действия электрических приборов основан на изменении электрических свойств некоторых материалов или изменении каких-либо электрических параметров под действием давления.

К комбинированным относятся те приборы, принцип действия которых носит смешанный характер.

По точности показаний все серийно выпускаемые приборы делятся на классы. Классом точности прибора называется число, выражающее максимальное значение возможной погрешности в процентах от предельного значения шкалы прибора.

Установленные классы точности для приборов давления соответствуют следующему ряду: 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0. Для пружинных образцовых манометров и вакуумметров дополнительно допущен класс 0,35.

Исходя из требований поверочной практики, необходимо классифицировать приборы еще по принципу их назначения. Все механические приборы можно разделить на технические и образцовые. Образцовые приборы непосредственно сверяются с эталонными и используются, главным образом, для целей проверки. Технические приборы, менее точные, используются для непосредственных измерений.

Рассмотрим некоторые приборы подробнее.

Жидкостные приборы

Для измерения избыточного давления применяются пьезометры и манометры.

Пьезометр является наиболее простым прибором для измерения избыточного давления и представляет собой обычно стеклянную трубку, открытую в атмосферу, присоединенную вторым концом к точке, на уровне которой измеряется давление. По высоте столба жидкости в пьезометре определяется величина избыточного давления (рис.1.1).

U-образный манометр (рис.1.2) состоит из стеклянной трубки, согнутой наподобие буквыU, и шкалы, расположенной за трубкой. Трубка заполняется какой-либо жидкостью. Один конец трубки соединяют с замкнутым пространством, в котором измеряется давление, а второй оставляют открытым в атмосферу.

, (1.1)

гдеh– разность уровней жидкости в левом и правом коленах трубки.

Этот прибор пригоден и для измерения разрежения, поэтому его иногда называют U-образным мановакуумметром.

Если вместо атмосферы вторую трубку соединить с каким-то другим пространством, то можно определить разность давлений в двух присоединенных пространствах, т.е. прибор работает как дифференциальный манометр.