Чашечный манометр абсолютного давления. Верхний конец измери-

тельной трубки чашечного манометра абсолютного давления (рис. 1.3, г) запаян. При соответствующем заполнении рабочей жидкостью (обычно ртутью) в полости трубки над жидкостью устанавливается давление, близкое к абсолютному нулю (p2 = 0). В связи с этим высота столба в измерительной трубке пропорциональна абсолютному давлению p1. Высота подъема столба жидкости подсчитывается по формуле (1.15).

Поплавковый манометр. В отличие от других видов чашечных манометров в поплавковом (рис. 1.3, д) измерительным элементом является не трубка 2, а резервуар 1 .

Трубка выполняет функцию уравновешивающего элемента. Выходная величина – перемещение поплавка 3, находящегося в резервуаре. Функция преобразования может быть найдена из уравнения:

	hP =	p			.	(1.19)
		g (ρ− ρc ) (1+	dТ2	)
			dP2

1.5. Грузопоршневые манометры

Жидкостные манометры, основанные на гидростатических свойствах жидкости, обладают очень высокой точностью. Однако их верхний предел измерения практически ограничен допустимыми размерами приборов.

Грузопоршневые манометры позволяют значительно поднять верхний предел измерения гидростатическим методом, применяя неуплотненный поршень, т. е. поршень, входящий в цилиндр с равномерным по окружности и небольшим по величине зазором. Такой поршень может передавать жидкости не только свой вес, но и вес наложенных на него грузов. Таким образом, создаются давления, доходящие до десятков тысяч атмосфер, причем сохраняется гидростатический принцип действия, обусловленный только силами гидростатического давления.

Рассмотрим принцип действия грузопоршневого манометра на примере манометра МП-2,5 класса 0,05 с верхним пределом измерения 2,5

	кгс/см2 и номинальной площадью поршня равной 1 см2 (рис. 1.4).
	Манометр МП-2,5 – это грузопоршневой	Риз
	манометр с уравновешенным поршнем. Он со-
	стоит из собственно манометра (колонки) 1 и	3	4
	напорного бачка 3, соединенных трубкой 2.	2
	Манометр заполнен рабочей жидкостью, а		1
	трубка и бачок могут быть заполнены либо
	той, либо другой жидкостью, например рту-
	тью (через разделитель). Перед измерением,	Рис. 1.4. Уравновешенный
	при открытом в атмосферу бачке 3, избыток	поршень

веса столба жидкости в трубке и бачке уравновешиваются весом гирь, положенных на чашку 4. Затем в бачок 3 подают измеряемое избыточное давление, а в чашку 4 – груз, необходимый для равновесия поршня. Вели-

15

чину измеряемого избыточного давления определяют по формулам

	Ризм	= G	,			(1.20)
		F		ρ возд
	G = m g (1 −				),	(1.21)
				ρ груз

где F – площадь поршня, F=1 см2; G – вес упомянутого груза в воздухе; m

– масса груза; ρвозд , ρгруз , – плотности воздуха и материала груза.

1.6. Деформационные (пружинные) манометры

Деформационные манометры являются наиболее распространенным видом приборов для измерения давления. Ими охватывается диапазон измерения от 10-3 кгс/см2 до 104 кгс/см2. Погрешности их составляют от 0,16 до 4 %. Они выпускаются не только в обыкновенном исполнении, но и в виброустойчивом, антикоррозионном, пыле-, брызго- и взрывозащищенном исполнениях.

16

Р1 Р1

Р2 Р2

аб

Р1

Р2

д

1

6

	5	4 α
		2
		3
		Р2

Р1 Р1

в	Р2	Р2
		г
		Р1

Р2

е

А-А

А

А Д ВМ

А

С

жР2

Рис. 1.5. Упругие чувствительные элементы

Деформационные манометры строятся на основе упругих чувствительных элементов, с помощью которых давление преобразовывается в механическое перемещение. Применяют следующие основные типы упругих чувствительных элементов: мембраны и мембранные коробки; сильфоны; пружины Бурдона (рис. 1.5).

Плоская мембрана (рис. 1.5, а, б) имеет относительно высокую жесткость, малую чувствительность и небольшое допускаемое перемещение. В связи с этим плоские мембраны сравнительно редко используют в механических преобразователях статического давления. Вместе с тем их часто применяют в электрических преобразователях быстроменяющихся давлений (тензометрических, емкостных и др.).

Мембранная коробка (рис. 1.5, в) состоит из двух спаянных или сваренных гофрированных мембран. Характеристика мембранной коробки более благоприятна, чем отдельной мембраны.

Мембранный блок (рис. 1.5, г) состоит из двух или нескольких последовательно и жестко соединенных между собой мембранных коробок. Блоки позволяют существенно увеличить чувствительность с сохранением прочности.

Вялая мембрана с пружиной (рис. 1.5, д) обычно изготавливается из

17

резины или прорезиненной ткани. Она позволяет получить значительное перемещение при сравнительно небольших размерах. Обычно мембрана имеет формированный гофр, в результате чего эффективная площадь изменяется незначительно от перемещения.

Сильфон (рис. 1.5, е) представляет собой металлическую трубку с глубокими поперечными гофрами. Обладает стабильной эффективной площадью и достаточно высокой чувствительностью.

Трубка Бурдона (рис. 1.5, ж) – наиболее распространенный упругий элемент. Представляет собой изогнутую по дуге окружности трубку 1 эллиптического или плоскоовального сечения с одним запаянным концом. Большая ось овала перпендикулярна плоскости оси трубки. Измеряемое давление p2 передается внутрь трубки через открытый конец. Под действием давления овальное сечение трубки деформируется: большая ось овала уменьшается, малая – увеличивается. При такой деформации каждого сечения длина одной части (СД) волокон материала трубки увеличивается, а другая (АВ) – уменьшается. Благодаря возникающим напряжениям (на волокнах СД – растягивающим, на волокнах АВ – сжимающим) появляется момент М, разгибающий трубку. Запаянный конец совершает поступательное движение, изменяет центральный угол α и через тягу 2 поворачивает зубчатый сектор 3 и находящуюся с ним в зацеплении шестерню 4. Вместе с шестерней поворачивается закрепленная на ней стрелка 5, перемещающаяся вдоль шкалы 6.

Все рассмотренные типы упругих элементов могут использоваться в манометрах абсолютного и вакуумметрического давления. Для измерения абсолютного давления одну из полостей откачивают до достаточно глубокого вакуума и надежно герметизируют. При измерении избыточного или вакуумметрического давления одну из полостей сообщают с атмосферой.

Для дистанционной передачи показаний деформационных манометров используются различные передающие преобразователи, воспринимающие перемещение чувствительного элемента и преобразующие его в выходной сигнал, который управляет работой последующих устройств – вторичного прибора, ЭВМ и др.

К основным типам передающих преобразователей относятся следующие: тензометрические, индуктивные и дифференциальнотрансформаторные. В отдельных случаях применяют преобразователи с обратной связью для осуществления компенсационного способа измерения.

1.7. Поверка деформационных манометров

Поверка деформационных приборов производится для определения их пригодности к применению и установления класса точности как при выпуске прибора из производства, так и периодически во время применения или хранения.

Поверка технических (рабочих) манометров выполняется не реже

18