3. Деформационные манометры и дифманометры

В деформационных манометрах используется зависимость деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления. Пропорциональная последнему деформация или сила преобразуется в показания или соответствующие изменения выходного сигнала. Большинство деформационных манометров и дифманометров содержат упругие чувствительные элементы, осуществляющие преобразование давления в пропорциональное перемещение рабочей точки.

Наиболее распространенные упругие чувствительные элементы представлены на рис. 7, к их числу относятся трубчатые пружины (рис. 7,а), сильфоны (рис. 7,6), плоские и гофрированные мембраны (рис. 7,в, г) мембранные коробки (рис. 7,д), вялые мембраны с жестким центром (рис. 7, е).

Статической (упругой) характеристике чувствительного элемента, связывающей перемещение рабочей точки с давлением, присуще наличие начальной зоны пропорциональных перемещений рабочей точки, в которой имеют место упругие деформации, и нелинейной области, в которой возникают пластические деформации. Несовершенство упругих свойств материалов чувствительных элементов обусловливает наличие гистерезиса статической характеристики и упругое последействие. Последнее проявляется в запаздывании перемещения рабочей точки по отношению к приложенному давлению и медленном возвращении ее в начальное положение после снятия давления.

Форма и крутизна статической характеристики зависят от конструкции чувствительного элемента, материала, температуры. Рабочий диапазон выбирается в области упругих деформаций с обеспечением запаса на случай перегрузки чувствительного элементадавлением. Упругие свойства чувствительных элементов характеризуются коэффициентом жесткости по силе:

где F, S — соответственно сила, действующая на упругий чувствительный элемент (перестановочное усилие), и эффективная площадь элемента; h — перемещение рабочей точки.

Полые одновитковые трубчатые пружины (рис. 7,а), имеют эллиптическое или плоскоовальное сечение. Один конец пружины, в который поступает измеряемое давление, закреплен неподвижно в держателе, второй (закрытый) может перемещаться. Под действием разности измеряемого внутреннего давления и внешнего атмосферного трубчатая пружина деформируется: малая ось сечения трубки увеличивается, большая уменьшается, при этом пружина раскручивается и ее свободный конец совершает перемещение в 1—3 мм. Для давлений до 5 МПа трубчатые пружины изготовляют из латуни, бронзы, а для более высоких давлений — из легированных сталей и сплавов никеля.

Рис. 7. Упругие чувствительные элементы

Сильфонные и мембранные чувствительные элементы имеют более широкие возможности для увеличения эффективной площади с целью получения требуемого перестановочного усилия, что позволяет использовать их для измерения малых избыточных давлений и разрежения, Сильфон (рис. 7,б) представляет собой тонкостенную трубку с поперечными кольцевыми гофрами на боковой стенке. Жесткость сильфона зависит от материала, наружного и внутреннего диаметров, толщины стенки заготовки, радиуса закругления гофр и угла их уплотнения, числа гофр. Сильфоны бывают цельнотянутыми и сварными. Благодаря значительному прогрессу в технологии изготовления сильфонов они получили широкое распространение в манометрах и дифманометрах ГСП.

Наиболее разнообразными по конструкции являются мембранные чувствительные элементы. Представленная на рис. 7,е, плоская или пластинчатая мембрана представляет собой гибкую тонкую пластину, закрепленную по окружности. Под действием разности давлений, действующих с обеих сторон на мембрану, ее центр перемещается. Плоская мембрана имеет нелинейную упругую характеристику и малые перемещения рабочей точки, в связи с чем ее в основном применяют для преобразования давления в силу (пьезоэлектрические преобразователи) или поверхностные деформации (тензопреобразователи).

Для улучшения статической характеристики используют гофрированные мембраны и мембранные коробки (рис. 7, ). Профили мембран могут быть пильчатыми, трапецеидальными, синусоидальными. Гофрирование мембраны приводит к увеличению ее жесткости, спрямлению статической характеристики и увеличению зоны пропорциональных перемещений рабочей точки. Более широко используются мембранные коробки, которые представляют собой сваренные или спаянные по внешней кромке мембраны. Жесткость коробки вдвое ниже жесткости каждой из мембран. В дифманометрах, чувствительных элементах регуляторов прямого действия используются мембранные блоки, включающие две коробки и более.

В напоромерах и тягомерах применяются вялые мембраны (рис. 7, е), изготовленные из бензомаслостойкой прорезиненной ткани. В центре мембраны крепятся металлические пластины, в одну из которых упирается винтовая пружина, выполняющая функции упругого элемента.

Упругие свойства материалов чувствительных элементов зависят от температуры; так, у трубчатых пружин температурный коэффициент снижения жесткости при росте температуры достигает 3 1/°С. Это определяет необходимость защиты приборов от воздействия высоких температур измеряемой среды. С течением времени у упругих чувствительных элементов накапливаются пластические деформации и уменьшаются упругие. Это приводит к снижению крутизны статической характеристики прибора и ее смещению. Процесс изменения статической характеристики ускоряется при повышенной температуре и пульсации измеряемого давления. Конструкция деформационных манометров и дифманометров обычно предусматривает возможность коррекции отклонений показаний или выходного сигнала, вызванных старением упругого чувствительного элемента.

В соответствии с используемым в приборах типом рассмотренных выше чувствительных элементов деформационные манометры разделяются на трубчато-пружинные, сильфонные и мембранные, разновидности этих групп приборов рассмотрены ниже.

Трубчато-пружинные манометры. Большинство показывающих, самопишущих, сигнализирующих манометров и преобразователей давления с трубчатой пружиной являются устройствами прямого преобразования, в которых давление последовательно преобразуется в перемещение чувствительного элемента и связанного с ним механически показывающего, регистрирующего, контактного устройства, элемента пневматического или электрического преобразователя.

Схема показывающего трубчато-пружинного манометра представлена на рис. 8. Одновитковая трубчатая пружина / с одного конца приварена к держателю 2, прикрепленному к корпусу манометра. Нижняя часть держателя заканчивается шестигранной головкой и штуцером, с помощью которого к манометру подсоединяется трубка, подводящая давление. Свободный конец пружины 1 припаян к пробке 3, которая шарнирно соединяется с поводком 4. При перемещении свободного конца пружины поводок поворачивает зубчатый сектор 5 относительно оси О, вызывая поворот шестерни (трибки) 6 и сидящей на одной оси с ней показывающей стрелки 7. Пружина, не показанная на рисунке, обеспечивает поджатие зубцов трибки к зубцам сектора, устраняя люфт. Статическая характеристика манометра может подстраиваться путем изменения точки закрепления поводка 4 в прорези сектора 5. На рис. 8 показано радиальное размещение штуцера; выпускаются также манометры с осевым размещением штуцера.

Трубчато-пружинные показывающие манометры выпускаются с верхним пределом измерения от 0,1 МПа (1 кгс/см²) до 10³ МПа (кгс/см²) в соответствии со стандартным рядом. Пружинные вакуумметры имеют диапазон измерения —0 МПа, а мановакуумметры при нижнем пределе измерения 0,1 МПа имеют верхний предел измерения по избыточному давлению от 0,1 до 2,4 МПа. Образцовые показывающие пружинные манометры имеют класс точности 0,15; 0,25 и 0,4; рабочие 1,5; 2,5; 4, рабочие повышенной точности 0,6 и 1.

Рис. 8. Трубчато-пружинный показывающий манометр

Промышленностью выпускаются механические показывающие и самопишущие манометры с одновитковой (типа МТ) и многовитковой (типа МТМ) трубчатой пружиной. Принципиальная схема последнего приведена на рис. 9. Под действием измеряемого давления свободный правый конец трубчатой многовитковой пружины 1 перемещается, вызывая поворот оси 2 и сидящего на ней рычага 3. Последний соединен с тягой 4, которая с помощью рычага 5 поворачивает ось 6, на которую насажен П-образный рычаг 7, заканчивающийся пером 8. В показывающих приборах на ось 6 насажен рычаг 9, тягой соединенный с сектором, перемещающим трибку показывающей стрелки. Дисковая диаграмма 10 совершает один оборот за 12 или 24 ч, ее вращение осуществляется электрическим двигателем или часовым механизмом. Класс точности показывающих и самопишущих манометров 1; 1,5, они относятся к числу крупногабаритных приборов, размеры которых определяются диаметром дисковой диаграммы.

Как показывающие, так и самопишущие манометры могут содержать дополнительные устройства, осуществляющие замыкание электрической цепи при определенном значении из меряемого давления, преобразована перемещения конца трубчатой пружины в пропорциональный электрически или пневматический сигнал.

Для сигнализации предельных отклонения давления в цепях защиты и позиционного регулирования широко применяются электроконтактные манометры. Схема манометра типа ЭКМ представлена на рис. 10. В показывающий манометр дополнительно введены две стрелки 2, 3, к которым упругими токоподводами поджаты электрические контакты 4. Стрелки 2, 3 с помощью торцевого ключа и поводка 5 устанавливаются против значений сигнализируемого давления. Показывающая стрелка 1 также снабжена электрическим контактом 6. Если давление находится в пределах рабочего диапазона, то электрические цепи сигнализации разомкнуты. При достижении показывающей стрелкой любой из контактных замыкается электрическая цепь, вызывая срабатывание сигнализации. Электрические контакты остаются замкнутыми при нахождении показывающей стрелки за пределами рабочего диапазона давления, поскольку стрелки 2, 3 ограничивают смещение контактов внутрь рабочего диапазона, а вне его контакты увлекаются показывающей стрелкой 1. Класс манометров и вакуумметров 1,5; пределы измерения соответствуют стандартному ряду.

Рис. 9. Самопишущий манометр типа МТС

На рис. 11 представлена схема трубчато-пружинного манометра МЭД с дифференциально-трансформаторным преобразователем 1, имеющего на выходе сигнал переменного тока частотой 50 Гц. Выпускаются модификации манометров МЭД с отсчетным устройством, класс точности обеих модификаций 1, верхние пределы измерения—от 0,1 до 160 МПа по стандартному ряду. В настоящее время на базе манометров МЭД начат выпуск манометров МП, имеющих на выходе унифицированный токовый сигнал. Для его получения в прибор введен усилитель, преобразующий изменения взаимной индуктивности в пропорциональный токовый сигнал. Предельная приведенная погрешность не превышает 1 %.

В преобразователях имеющих унифицированный токовый и пневматический сигналы часто используется принцип статического уравновешивания. Схема трубчатого пружинного манометра с компенсацией магнитных потоков типа МПЭ представлена на рис. 11,12. Свободный конец манометрической пружины 1 связан с постоянным магнитом 2, который перемещается между двумя магнитопроводами 3. В результате взаимодействия поля постоянного магнита 2 с полями, создаваемыми обмотками возбуждения и обратной связи, на входе усилителя возникает небаланс измерительного моста, преобразуемый в выходной унифицированный сигнал.

Рис. 10. Электроконтактный манометр

Рис. 11. Схема манометра МЭД с дифферентально-трансформаторным преобразователем

Рис. 12. Схема пружинного манометра МПЭ

Поскольку в манометрах МПЭ отрицательная обратная связь используется для компенсации магнитного потока постоянного магнита, упругий чувствительный элемент и магнитный преобразователь не охвачены обратной связью. В связи с этим изменениехарактеристик упругого чувствительного элемента и магнитных преобразователей в прямом канале и в цепи обратной связи влияют на коэффициент передачи преобразователей давления.

Манометры МПЭ выпускаются в соответствии со стандартным рядом с верхними пределами измерения от 4 до 60 МПа, на выходе приборы имеют токовый унифицированный сигнал 0—5 мА при сопротивлении нагрузки до 2,5 кОм, класс 1.

Преобразователи давления с силовой компенсацией характеризуютсяопорой 5 перемещаются, при этом отклоняется сердечник дифференциально-трансформаторного преобразователя в, вызывая последовательно изменения сигнала на входе и выходе усилителя УП, а также силы, развиваемой электросиловым механизмом обратной связи. Для снижения жесткости подвижной системы все рычаги крепятся на ленточных опорах.

Преимуществом преобразователей с силовой компенсацией является, увеличением числа элементов, охваченных обратной связью. Схема пружинного манометра с силовой компенсацией типа МП-Э представлена на рис. 13, а. Усилие от манометрической пружины 1, приложенное к Т-образному рычагу 2, компенсируется усилием от электросилового механизма обратной связи, включающего постоянный магнит 7 и подвижную катушку 8, обтекаемую выходным током I. Начальная установка рычажной системы производится пружиной 3, изменение натяжения которой осуществляется через отверстие 9 в крышке прибора (рис. 13, б).

Рис. 13. Схема электрического манометра с силовой компенсацией типа МПЭ

При неравенстве моментов, развиваемых манометрической пружиной и электросиловым механизмом обратной связи, рычаги 2, 4 вместе с подвижнойчто на коэффициент передачи не влияют характеристики чувствительного элемента и элементов, охваченных обратной связью: дифференциально-трансформаторного преобразователя, усилителя. Это обеспечило возможность создания на рассмотренном принципе действия образцовых преобразователей давления типа ИПД, имеющих класс точности 0,06. Недостатком приборов с силовой компенсацией является их низкая виброустойчивость.

Манометры с силовой компенсацией типа МП-Э выпускаются с верхним пределом измерения от 4 до 100 МПа, выходной сигнал — постоянный ток 0—5 (20) мА, суммарное сопротивление нагрузки не должно превышать 2,5 кОм, класс точности 0,6; 1; 1,5.

С использованием одной и той же элементной базы выпускаются трубно-пружинные манометры с унифицированным пневматическим выходным сигналом 0,02—0,1 МПа (0,2— 1 кгс/см²). Отличие этих приборов от рассмотренных выше состоит в использовании индикатора рассогласования типа сопло — заслонка, пневмоусилителя и сильфона обратной связи, преобразующего выходное давление в усилие. Манометры пневматические типа МП-П выпускаются на те же пределы измерения, что и МП-Э, класс точности приборов 0,5; 1, давление питающего воздуха 0,14 МПа, предельная длина линий связи от преобразователя до вторичного прибора составляет 300 м.

Сильфонные манометры и дифманометры. Сильфонные чувствительные элементы используются в механических показывающих и самопишущих приборах следующих типов: МСП, МСС (манометры), МВСС (мановакуумметры), ВСП, ВСС (вакуумметры), ДСП, ДСС (дифманометры), НСП, НСС (напоромеры), ТмСП, ТмСС (тягомеры), ТНСП, THCG (тягонапоромеры). В этих приборах внутри сильфона находится пружина, определяющая диапазон измерения прибора. Сочленение рабочей точки сильфона с показывающим или регистрирующим устройством выполняется так же, как и у пружинных манометров, схема которых была представлена на рис. 9. Сильфонные манометры имеют диапазон измерения более узкий, чем пружинные. Так, верхний предел измерения у приборов МС составляет 0,025—0,4 МПа, класс точности манометров 1; 1,5.

Вакуумметры и мановакуумметры имеют нижний предел измерения 0,1 МПа, верхний: в первом случае О, а во втором — избыточное давление 0,06—0,3 МПа; класс точности приборов 1,6; 2,5. Напоромеры НС и тягомеры ТмС выпускаются соответственно с верхним и нижним пределом измерения от 0,25 до 25 кПа, а тягонапоромеры ТмНС с пределами измерения от ±0,12 до ±12 кПа, класс приборов 2,5. У сильфонных механических дифманометров в качестве чувствительного элемента используется сильфонный блок, схема которого представлена на рис. 14, а, на рис. 14,б дан внешний вид дифманометра.

Рис. 14. Сильфонный дифманометр типа ДС: а —схема сильфонного блока; б —внешний вид

Под действием разности давлений рабочий сильфон 1, находящийся в плюсовой камере дифманометра, сжимается и кремнийорганическая жидкость 2, заполняющая внутреннюю полость сильфона 1, частично вытесняется во внутреннюю полость сильфона 3, находящегося в минусовой камере дифманометра. При этом перемещается шток 4, жестко соединенный с дном сильфона 3, Работающие на растяжение пружины 5 одним концом прикреплены к неподвижному стакану 6, a другим — к концу штока 4, Со штоком 4 соединен конец рычага 7, который с помощью торсиона 5, отделяющего внутреннюю полость дифманометра от атмосферы, поворачивает ось 9, связанную с записывающим или показывающим устройством. Резиновые кольца 10 служат для ограничения хода штока 4 при односторонних перегрузках. Первые три гофра 11 представляют собой термокомпенсатор, воспринимающий изменение внутреннего объема жидкости 2 при изменении температуры прибора.

Дифманометры ДС имеют верхний предел измерения от 6,3 кПа до 0,16 МПа при статическом давлении 16 и 32 МПа, класс точности 1; 1,5.

Сильфоны широко используются в качестве чувствительных элементов в преобразователях давления со статическим уравновешиванием: в приборах с компенсацией магнитных потоков, в электрических и пневматических преобразователях давления с силовой компенсацией,

Сильфонные дифманометры с компенсацией магнитных потоков выпускаются в следующих модификациях: напоромеры ДСЭН с верхним пределом измерения от 1 до 4 кПа, с теми же нижними пределами по разрежению тягомеры ДСЭТ и тягонапоромеры ДСЭТН с диапазоном измерения — 200—200 Па. Класс точности приборов 1; 1,5. Сильфонные дифманометры— расходомеры ДСЭР имеют на выходе токовый сигнал, линейно зависящий от расхода через сужающее устройство. При этом ток (в мА) связан с разностью давлений на входе дифманометра следующим соотношением:

где Δp_макс — верхний предел измерения дифманометра. Квадратичная зависимость между разностью давлений и выходным током реализуется за счет нелинейной характеристики усилителя, введенного в цепь обратной связи. Сильфонные дифманометры ДСЭР имеют те же пределы измерения, что и напоромеры, статическое давление среды — до 2,5 кПа, класс точности 1,5.

В электрических и пневматических преобразователях давления с силовой компенсацией Сильфонные чувствительные элементы являются основными. От пружинных манометров с силовой компенсацией, рассмотренных выше, эти приборы отличаются лишь типом чувствительного элемента и точкой его подсоединения к Т-образномурычагу (рис. 13). Сильфонные электрические и пневматические преобразователи с силовой компенсацией выпускаются в следующих модификациях: напоромеры ,Π с верхними пределами измерения от 0,4 до 40кПа, тягомеры ТС-Э,П с нижними пределами измерения от —0,4 до —40 кПа, тягонапоромеры ТНС-Э, Π с диапазоном измерения от —200 до 200 кПа и от —20 до 20 кПа, манометры МС-Э, Π с верхним пределом измерения от 0,04 до 2,5 МПа. С теми же верхними пределами измерения при нижнем —0,1 МПа выпускаются мановакуумметры МВС-Э, П. Класс точности перечисленных модификаций приборов 0,5; 1.

В манометрах абсолютного давления МАС-Э, П, выпускаемых с верхним пределом измерения от 6 кПа до 2,5 МПа, к концам Т-образного рычага подсоединяются два сильфона, один из которых вакуумирован, а в другой подается измеряемое давление. Класс точности MAC зависит от диапазона измерения и находится в пределах от 0,6 до 2,5. В дифманометрах сильфонных ДС-Э, П, выпускаемых с верхним пределом измерения от 4 кПа до 0,63 МПа при статическом давлении до 40 МПа, используются в качестве чувствительных элементов сильфонные блоки, по конструкции близкие к рассмотренным выше и представленным на рис. 14. Отличие состоит в том, что в ДС-Э, П сильфоны служат для преобразования разности давлений в силу и винтовая пружина в связи с этим используется лишь для предотвращения сближения клапанов с уплотняющими кольцами. Вывод микронных перемещений штока из полости высокого давления осуществляется через уплотняющую мембрану. Класс точности дифманометров 0,6; 1; 1,5.

Мембранные манометры и дифманометры. Мембранные упругие чувствительные элементы, чаще в виде мембранных коробок, используются в приборах для измерения напора и разрежения. Схема профильного напоромера типа НМП и его внешний вид представлены на рис. 15. Измеряемое давление через штуцер / на задней стенке прибора подается во внутреннюю полость мембранной коробки 2. С помощью системы рычагов и тяг3, изображенных на схеме упрощенно, перемещение центра мембранной коробки преобразуется в пропорциональный угол поворота оси 4, на которую насажена показывающая стрелка 5, перемещающаяся вдоль профильной шкалы 6. Для настройки начального сложения показывающей стрелки используется корректор 7, находящийся на лицевой панели. Эти приборы выпускаются так же, как тягомеры и тягонапоромеры. Диапазон измерения приборов достигает 25 кПа в соответствии со стандартным рядом при классе точности 1,5; 2,5.

Рис. 15. Схема и внешний вид мембранного напоромера НМП

Риc. 16. Схема мембранного дифманометра

Мембранные чувствительные элементы применяются в преобразователях давления как с прямым преобразованием измеряемой величины, так и со статическим уравновешиванием. На рис. 16 представлена схема дифманометра типа ДМ, имеющего встроенный дифференциально-трансформаторный преобразователь 1. Чувствительном элементом служит мембранныйблок, верхняя мембранная коробка 2 которого находится в минусовой камере, куда поступает меньшее из измеряемых давлений. Нижняя мембранная коробка 3 находится в плюсовой камере дифманометра. Через трубку 4 внутренние полости мембранных коробок 2 к 3, заполненные дистиллятом или кремнийорганической жидкостью, сообщаются.

Под действием разности давлений нижняя мембранная коробка 3 сжимается и часть воды перетекает в мембранную коробку 2, вызывая ее деформацию и перемещение сердечника 5. Последний находится внутри разделительной трубки 6, выполненной, как и стержень 7, из немагнитного материала. Снаружи трубки 6 находится катушка дифференциально-трансформаторного преобразователя I. Мембраны каждой из коробок имеют одинаковый профиль, благодаря чему при односторонних перегрузках статическим давлением одна из коробок складывается, и чувствительный элемент сохраняет свою упругую характеристику. Нижняя мембранная коробка имеет малую жесткость, и с ее помощью осуществляется компенсация температурных изменений объема жидкости, находящейся внутри мембранного блока.

Дифманометры ДМ имеют в соответствии со стандартным рядом верхний предел измерения от 1,6 кПа до 0,63 МПа при статическом давлении 6,3; 25 и 63 МПа, класс точности дифманометров 1; 1,5.

С аналогичным мембранным блоком выпускаются дифманометры ДМЭ и ДМЭР с компенсацией магнитных потоков. Дифманометры имеют верхний предел измерения 4—25 кПа и 0,04—0,63 МПа в соответствии со стандартным рядом, расчетное статическое давление до 40 МПа, класс точности дифманометров 1. Дифманометры-расходомеры ДМЭР имеют класс точности 1,5, и подобно сильфоны дифманометрам ДСЭР их выходной сигнал постоянного тока 0—5 мА связан с измеряемым перепадом давления следующимсоотношением: где — верхний предел измерения дифманометра. Формирование указаний нелинейной зависимости осуществляется с помощью нелинейной обратной связи.

Чувствительный элемент в виде мембранной коробки используется в мембранных электрических манометрах ММЭ с компенсацией магнитных потоков и в манометрах абсолютного давления МАДМЭ. Первые имеют верхний предел измерения от 0,16 до 2,5 МПа, вторые 0,01 и 0,06 МПа.

В дифманометрах с силовой компенсацией электрических и пневматических типа ДМ-Э, П; ДМ-ЭР в качестве чувствительных элементов используется вялая мембрана с жестким центром и упругой винтовой пружиной. Принцип действия приборов с силовой компенсацией рассмотрен выше, в § 10.5. Дифманометры могут использоваться в качестве напоромеров, тягомеров и тягонапоромеров. Диапазон измерения приборов составляет 0,16—6,3 кПа при статическом давлении 0,25 и 1 МПа, класс точности 1; 1,5.

В тепло физических испытаниях манометры с мембранными чувствительными элементами используются для измерения быстрых изменений давления и его пульсаций. При высокой жесткости мембраны и малом диаметре частоты ее собственных колебаний достигают 10— 15 кГц и выше, а полоса пропускания манометров 2—4 кГц. Для преобразования перемещений мембраны в электрический сигнал используются индуктивные и емкостные преобразователи. Схема индукционного датчика давления ДД представлена на рис. 17. При изменении зазора между мембраной 1, и индуктивным преобразователем 2 по гиперболической зависимости меняется его индуктивное сопротивление, которое измеряется с помощью моста переменного тока. Подключение последнего к датчику осуществляется с помощью разъема 3. Для исключения влияния динамики подводящих линий на характеристики манометра датчики ввинчиваются в стенку трубопровода, где производится измерение давления.

Особое место среди приборов давления занимают колокольные дифманометры (рис. 18). Рассмотрение этого прибора в разделе деформационных манометров обусловлено использованием в качестве упругого элемента пружины 1, на которой подвешен колокол 2, плавающий в разделительной жидкости 3. Колокол имеет тонкие стенки, к его нижней части прикреплено кольцо 4, в котором сосредоточена основная масса колокола. По этой причине изменение разности высотразделительной жидкости вне колокола и внутри него практически не влияет на выталкивающую силу, действующую на колокол. При отсутствии разности давлений колокол находится в крайнем нижнем положении, уровни разделительной жидкости вые колокола и под ним совпадают. При подаче большего из измеряемых давлений под колокол он всплывает, при этом баланс действующих на колокол сил определяется уравнением

, (12)

где G_K, — соответственно сила тяжести колокола и площадь его дна; k,

k — жесткость пружины и ее растяжение.

Рис. 17. Схема индукционного датчика давления ДД

Рис. 18. Схема колокольного дифманометра ДК

Согласно (12) перемещение связанного с дном колокола сердечника5 дифференциально-трансформаторного преобразователя 6 линейно зависит от действующей разности давлений: . Перемещение сердечника 5 дифференциально-трансформаторного преобразователя вызывает изменение на его выходе сигнала переменного тока. Колокольные дифманометры ДК имеют пределы измерений от ±0,2 докПа при классе точности 1,5. В колокольных дифманометрах ДКОФ применяются ферродинамические преобразователи.

Разнообразие рассмотренных выше конструкций упругих чувствительных элементов в сочетании с возможностью изменения в широких пределах их эффективной площади обеспечивает деформационным манометром наиболее широкий диапазон измеряемых давлений по сравнению с другими типами манометров. В связи с этим из пяти упомянутых выше групп общепромышленных приборов четыре относятся к деформационным. Следует отметить, что упругие чувствительные элементы частично используются в преобразователях давления «Сапфир-22», отнесенных к группе электрических манометров. Сводные данные по областям применения групп общепромышленных измерительных приборов и преобразователей давления приведены на рис. 19.

Рис. 19. Диапазоны измерения приборов давления основных общепромышленных групп