Лабораторна робота № 3 –т- ds вимірювання різниці тисків. Перетворювач диференціального тиску sitrans р ds III

1.Мета роботи

1.1.Вивчити загальну класифікацію манометрів за принципом дії.

1.2. Вивчити принципи дії манометрів, в яких сили, що утворюються вимірюваним тиском, врівноважуються відомою силою ваги манометричної рідини, або призводять до зміни активного опору ПВП.

1.3. Вивчити принцип дії, конструкцію та методику повірення перетворювача диференціального тиску Sitrans P DS III фірми «Siemens» з цифровою індикацією та уніфікованим вихідним сигналом по струму.

1.4. Провести перевірення приладу Sitrans P DS III.

2. Завдання на виконання роботи

2.1. Познайомитись з лабораторним стендом.

2.2. Вивчити загальну теорію рідинних манометрів та манометрів опору.

2.3. Вивчити загальні відомості про диференціальні манометри, область їх використовування. Вивчити загальну класифікацію манометрів по виду вимірюваного тиску. Вивчити методику вимірювання тиску.

2.4. Вивчити будову сенсорів та загальну структурну схему вимірювального диференціального перетворювача Sitrans P DS III з цифровою індикацією і уніфікованим вихідним сигналом по струму.

2.5. Зняти реальну статичну характеристику перетворення дифманометра Sitrans P DS III.

2.6. По статичним характеристикам перетворення визначити абсолютну, відносну та приведену похибки дифманометра по діапазону вимірювання та побудувати графіки: а) реальних статичних характеристик перетворення манометрів, що перевіряються; б) залежності похибок по отриманому діапазону вимірювання різниці тисків.

3.Загальні теоретичні відомості.

3.1.Класифікація манометрів за принципом дії.

По принципу дїї манометри можуть бути розділені на дві великі групи:

■ до першої групи відносяться прилади, в яких сили, що утворюються

вимірюваним тиском, врівноважуються відомими силами (силою ваги чи

пружною силою деформації); до цієї групи входять: рідинні, вагові та

деформаційні манометри;

■ другу групу утворюють прилади, тиск в яких вимірюється по зміні іншої

фізичної величини (як правило, електричної) під дією сил вимірюваного тиску.

В основу принципу дії електричних манометрів, що отримують найбільше розповсюдження за останнім часом, покладені різні фізичні явища і їх відповідно розділяють на манометри:

■ опору – принцип дії ґрунтується на зміні електричного опору провідника чи

напівпровідника від зміни його площі поперчного перерізу, спричиненою

деформувальною дією вимірюваного тиску;

■ п’єзоелектричні – принцип дії грунтується на виникненні електростатич-

них зарядів різних знаків на протилежних гранях кристалів (турмаліну, кварцу,

титанату барію тощо), стискуваних зусиллям, яке є вихідним сигналом відпо-

відного деформаційного ПВП тиску;

■ ємнісні – принцип дії грунтується на зміні відстані між пластинами (елект-родами) плоского конденсатора, одна із яких є рухливою мембраною і перемі-щується під дією вимірюваного тиску;

■ тензорезисторні – принцип дії грунтується на деформації мембрани з монокристалічного сапфіра та розташованими на ній і з’єднаними за мостовою схемою тензорезисторами, на яку через кремнієорганічну рідину передається зусилля від металевої гофрованої мембрани ПВП тиску;

■ п’єзорезисторні – принцип дії грунтується на деформації мембрани з монокристалічного кремнію та вбудованими в неї методом дифузії і з’єднаними за мостовою схемою кремнієвими п’єзорезисторами, на яку через силіконову рідину передається зусилля від металевої розподільчої мембрани ПВП тиску;

■ теплові – (принцип Пірані) грунтуються на залежності теплопровідності розріджених газів від степені їх розрідження і використовуються для вимірю-ванння тисків від 0,01 до 100 мм рт. ст.. При цих значеннях тиску кількість молекул, які приймають участь у передачі тепла, становиться обмеже-ною, і їх зменшення при подальшому зниженні тиску стає дедалі відчутним. ПВП типу МТ-6 вакуумметра ВСБ-1 являє собою скляний балон з натянутою в ньому вольфрамовою ниткою, яка розжарена до 200 °С. Втрати тепла ниткою, які залежать від тиску вимірюють по спаду напруги на нитці за мостовою схемою.

■ оптичні – принци дії грунтується на зміні показника заломлення світла у газі із зміною тиску;

■ акустичні – використовується зміна густини газу із зміною тиску і зв’язану з нею зміну резонансної частоти заповненого газом коліна укороченого рідинного манометра, який є резонатором;

■ іонізаційні (вакуумметри та манометри) – принцип дії грунтується на іонізації потоком електронів, які випромінюються розжареним катодом або радіоактивною речовиною, більшого чи меншого числа молекул газу в ПВП в залежності від тиску, що призводить до зміни іонного струму.