10.Мілівольтметри

Мілівольтметр ВЗ-38 призначений для виміру напруги перемінного струму від 0,1 мв до 300 В у діапазоні  частот від 20 Гц до 5 Мгц.

Показання приладу пропорційні середньому значенню, а шкала градуйована в ефективних значеннях синусоїдальної напруги, тобто .

Прилад має окрему шкалу, градуйовану в децибелах.

Рівень  “ 0 ” децибелів дорівнює 0,775 В, тобто   .

Діапазон вимірюваних напруг від 100 мкВ до 300 В перекривається піддіапазонами 1, 3, 10, 30, 100, 300 мВ, 1, 3, 10, 30, 100, 300 В.

Діапазон частот перемінних напруг від 20 Гц до 5 Мгц.

Нормальними умовами експлуатації приладу є:

а) температура навколишнього повітря  293±5К (+20±5ºС);

б) відносна вологість 65±15% при температурі повітря 293±5 К (+20±5ºС); 

в) атмосферний тиск 96-104 кПа (750+30 мм. рт. ст.).

Робочі умови експлуатації:

— температура навколишнього повітря від 283 до 308 К (від +10 ДО+35ºС);

—   відносна вологість повітря до 80% при 298 К (+25°С);

—   атмосферний тиск 86—106 кПа (650—800 мм рт. ст.);

Живлення від перемінного струму напругою 220±22 В, частотою 50±0,5 Гц. Прилад зберігає свої характеристики в межах норм при живленні його напругою 220 ±22 В частотою 50 ^±0,5 Гц і змістом гармонік до 5%. Потужність, споживана приладом від мережі, не перевищує 10 В·А при номінальній напрузі мережі.

Межа приведеної основної погрішності приладу, виражена у відсотках від кінцевого значення піддіапазону виміру ± 2,5% на піддіапазонах виміру від 1 мВ до 300 мВ і ±4,0% на піддіапазонах виміру від 1 В до 300 В у нормальній області частот від 45 Гц до 1 Мгц. Додаткова погрішність приладу, викликана відхиленням температури навколишнього повітря від номінальної до будь-якої температури в межах робочого інтервалу температур, не перевищує межі приведеної основної погрішності на кожні 10 град. зміни температури.

Вхідний опір на частоті 55 Гц;

не менш 5 МОм на під діапазонах 1-300 мВ; не менш 4 Мом – 1-300 В.

Вхідна ємність не перевищує:

30 пФ на під діапазонах 1-300 мВ; 15 пФ на під діапазонах 1-300 В.

Ємність кожного з кабелів, що додаються до приладу, не перевищує 80 пФ.

11. Прилади вимірювання тиску. Тиском називається фізична величина, яка характеризується інтенсивністю нормальних, тобто, перпендикулярних до поверхні, розподілених сил, з якими одне тіло діє на поверхню іншого.Тиск характеризується силою, що рівнорозподілена по нормалі до поверхні іншого тіла, на яке вона діє. Якщо сили розподілені вздовж поверхні рівномірно, то тиск на будь-яку частину поверхні дорівнює:

P=G/F, (8.1)

де G- сума сил, прикладених перпендикулярно до поверхні; F- площина цієї

поверхні. Такий тиск ще називають гідростатичним.

Розрізняють поняття: абсолютного , атмосферного та надлишкового тисків.

Абсолютний тиск Р_абс – це тиск, який відраховується від стану повної відсутності тиску, тобто, за початок абсолютного тиску приймають абсолютний нуль тиску, що відповідає тиску в середині ємності після повної відкачки із неї повітря.

Прикладом абсолютного тиску – є атмосферний тиск Р_атм, який ще називають барометричним. Він визначається вагою стовпа атмосфери (слоїв атмосфери), що знаходиться на точкою вимірювання атмосферного тиску.

Для вимірювання тиску використовуються ЗВ (прилади) – манометри. Манометри прийнято класифікувати: ■ по виду вимірюваного тиску; ■ по принципу дії; ■ по класу точності та ■ по призначенню.

Принцип дії рідинних манометрів полягає в тому, що вимірюваний тиск урівноважується гідростатичним тиском стовпа робочої рідини.

Рідинні манометри прості в експлуатації мають досить високу точність вимірювання, їх широко використовують для науково-дослідних і лабораторних вимірювань. За улаштуванням рідинні манометри діляться на прилади з видимим та без видимого рівня.

До приладів з видимим рівнем відносяться двотрубні (U - подібні), чашкові (однотрубні) та мікроманометри з похилою трубкою.

Двотрубний манометр (рис. 8.1) являє собою U -подібну скляну трубку приблизно до половини заповнену робочою манометричною рідиною (вода, ртуть, спирт). Вимірюваний тиск або різниця тисків урівноважується і вимірюється стовпом Н робочої рідини, рівним сумі стовпів h₁ і h₂ в обох колінах. Тиск можна визначити з виразу: Р = ּg ּН [Па],

де  - густина рідини, кг/м³; Н –-різниця рівнів робочої рідини в колінах, м; g – прискорення вільного падіння, м/с².

Рис. 8.1. Рідинний манометр Рис.8.2 Деформаційні манометри.

Принцип дії деформаційних манометрів полягає в тому, що тиск вимірюється за величиною деформації пружних елементів. Деформаційні манометри відрізняються простотою та надійністю конструкції, невеликими габаритами, досить високою точністю, широким діапазоном вимірювання. У приладі з трубчастою одновитковою пружиною (рис. 8.2, а) овального або еліптичного перетинів під впливом надмірного тиску, що подається у внутрішню порожнину, пружина деформується та її вільний кінець переміщується, діючи на передавальний механізм, який повертає стрілку приладу.

Принцип дії електричних манометрів грунтується на залежності зміни електричних параметрів манометричного перетворювача від вимірюваного тиску. До них відносяться:

Манометри опору, принцип дії яких ґрунтується на зміні опору чутливого елемента під дією зовнішнього тиску.

Манометри з тензоперетворювачами – принцип дії ґрунтується теж на

зміні електричного опору чутливого елементу, але за його деформації вимірюваним тиском.

П’єзоелектричні (п’єзокварцеві) манометри – принцип дії грунтується на властивості деяких кристалічних речовин утворювати електричні заряди під дією зусилля, що прикладене до них.

Ємнісні манометри – грунтуються на зміні ємності плоского конденсатору за зміни відстані між його обкладинками під дією тиску.

12. Прилади вимірювання витрат та кількості рідини і газів. Первинні вимірювальні перетворювачі (ПВП) витрати змінного та постійного перепаду тиску відносяться до дросельних перетворювачів, тобто, перетворювачів, які дещо звужують основний потік рідини або газу в трубопроводі. Принцип дії таких перетворювачів грунтується на законі стаціонарного руху ідеальної рідини Данила Бернуллі: «Якщо зменшити поперечний переріз труби, то швидкість руху рідини або газу в цьому місці зростає, а тиск зменшується», тобто, виникає різниця тисків (ΔР) в речовині в місцях до звуження та відразу після звуження. Суть закону в тому, що під час протікання речовини через звужуючий пристрій частина потенційної енергії потоку переходить у кінетичну, при цьому середня швидкість потоку в звуженому перетині підвищується, а тиск зменшується.

В ПВП змінного перепаду тиску для визначення витрати речовини використовують звужуючий пристрій (діафрагма, сопло), який не змінює своє положення, і вимірюють дифманометром різницю тисків до та після звужуючого пристрою. В ПВП постійного перепаду тиску в якості звужуючого пристрою використовується поплавок, який змінює своє положення в спеціальній конічній трубці, що забезпечує постійність різниці тисків під і над поплавком, а мірою витрати є висота зависання поплавка у трубці. Потік речовини, що проходить крізь такий ПВП, піднімає поплавок до тих пір, поки кільцева щілина між тілом поплавка та стінками конічної трубки не досягне такої величини, при якій сили, що діють на поплавок (сила тиску рідини та сила ваги поплавка) не зрівноважаться. При рівновазі цих сил поплавок зависає на деякій висоті конічної трубки, яка залежить від витрати.

Основу ротаметру (ПВП постійного перепаду тиску) (рис. 9.10) складає

трубка 1, як правило, скляна, з внутрішньою конічною поверхнею та

зовнішньою шкалою 3, в середині якої розміщують поплавок 2. Переміщення поплавка відбувається до тих пір, поки перепад тиску не зрівняється з масою поплавка, що приходиться на одиницю площини його поперечного перерізу.