Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Автоматизированные технологические и информационные системы»

Журнал лабораторных работ

По дисциплине «Системы управления химико-технологическими процессами»

Студенты гр. БМА-12-31 И.В. Поскряков

Е.В. Прудников

Преподаватель, канд. техн. наук, доцент Е.А. Шулаева

Стерлитамак – 2015

Измерительные приборы по степени точности делятся на классы точности: 0.02, 0.05, 0.01, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 4.0. Для ряда приборов введены следующие классы точности: 0.16, 0.25, 0.35.

Числа, указывающие класс точности, обозначают наибольшую погрешность, которую может иметь прибор данного класса точности, если он работает в нормальных условиях. Погрешность, которую имеет прибор, работающий в нормальных условиях, называется основной. При отклонении условий работы прибора от нормальных, приборы могут иметь дополнительную погрешность, величина которой устанавливается техническими условиями на прибор. Соответствие прибора классу точности, указанному на шкале или в паспорте прибора, подтверждается поверкой.

Наиболее часто применяемым методом поверки является метод сличения, заключающийся в сравнении показаний поверяемого прибора с показаниями образцового прибора.

Класс точности образцового прибора должен быть в 4 – 5 раз выше класса точности поверяемого прибора.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной

В этих манометрах, имеющих наибольшее распространение среди пружинных приборов, чувствительным элементом является трубчатая пружина, представляющая собой полую трубку овального или эллиптического сечения, согнутую по дуге окружности на 180-270º (рисунок 8). При этом малая ось эллипса трубки расположена параллельно, а большая ось - перпендикулярно плоскости чертежа. Один конец трубчатой пружины жестко соединен с держателем 1. Держатель имеет резьбовой ниппель с отверстием, предназначенный для крепления прибора на трубопроводе или аппарате, в котором измеряется давление. Свободный конец трубчатой пружины закрыт пробкой с шарнирной осью и запаян. Посредством поводка свободный конец пружины связан с передаточным механизмом, состоящим из зубчатого сектора и сцепленный с ним шестеренки, на оси которой насажана стрелка.

Для устранения мертвого хода стрелки, вызванного наличием лифтов в соединениях, передаточный механизм снабжен упругим спиральным волоском. Внутренний конец волоска крепится на оси стрелки, а внешний – на неподвижной плате механизма. Волосок постоянно прижимает шестеренки со стрелкой в направлении, противоположном перемещению звеньев механизма под действием давления, вследствие чего устраняется влияние лифтов в соединениях, стрелка прибора начинает перемещаться одновременно с отклонением чувствительного элемента.

Под действием давления среды, сообщающейся с внутренней полостью трубчатой пружины, последняя несколько распрямляется, свободный конец её перемещается и тянет за собой поводок, который через передаточный механизм вызывает перемещение стрелки по шкале прибора. Раскручивание трубчатой пружины согнутой по дуге окружности, связано с тем, что при подаче давления она стремиться превратить свое эллиптическое сечение в круглое. При этом малая ось эллипса, расположенная в плоскости чертежа, увеличивается, и волокна пружины, находящиеся на радиусе , переходят на большой радиус окружности , а волокна, находящиеся на радиусе переходят на меньший радиус . Так как длина трубчатой пружины остается неизменной, а один её конец жестко заделан в держателе, то в пружине возникают внутренние напряжения, приводящие к её раскручиванию и перемещению свободного конца. Последний и, следовательно, стрелка прибора перемещаются пропорционально изменению измеряемого давления, поэтому манометр имеет равномерную шкалу.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной подразделяются на образцовые и технические с классами точности 0,2-4 и верхними пределами измерениями до 1600 МПа (16000 кгс/см²). Приборы выполнены в корпусах диаметрами 40-250 мм. На базе этих манометров выпускаются вакуумметры и мановакуумметры.

Рисунок 8 - Манометр с одновитковой трубчатой пружиной: 1 - держатель; 2 - трубчатая пружина; 3 - корпус; 4 - стрелка; 5 - сильфонный волосок; 6 - пробка; 7 - передаточный механизм

Поверка манометра с одновитковой трубчатой пружиной

Поверка технических манометров с одновитковой трубчатой пружиной в данной работе производится посредством поршневого пресса (обычно производится посредством грузопоршневых манометров).

Устройство поршневого пресса приведено на рисунке 9. К штуцеру 6 присоединяют образцовый манометр, а к штуцеру 7 – поверяемый манометр. При помощи маховика, создавая давление в системе, устанавливают стрелку поверяемого манометра на первую оцифрованную отметку и снимают показания образцового и поверяемого манометров. Аналогичным образом производится поверка следующих оцифрованных отметок поверяемого манометра.

Закончив поверку при возрастающем давлении, выдерживают поверяемый прибор под давлением на предельной отметке его шкалы в течение 5 минут. Затем выполняют аналогичные измерения при обратном ходе, т.е. с постепенным понижением давления.

Определение погрешности и вариации показаний поверяемого манометра с одновитковой трубчатой пружиной выполняется сравнением его показаний с показателями образцового манометра, принимаемыми действительные значения измеряемой величины.

Полученные экспериментальные данные заносят в таблицу и по ним рассчитывают абсолютные и приведенные относительные погрешности прибора, а также вариации его показаний.

1 - винт с маховиком; 2 - гайка; 3 - цилиндр; 4 - воронка для залива масла; 5 - поршень; 6 - образцовый манометр; 7 - поверяемый манометр; 8 - опоры

Рисунок 9 - Схема поршневого манометра

Приведенная погрешность прямого хода определяется по формуле:

(1)

Приведенная погрешность обратного хода определяется по формуле:

(2)

Приведенная вариация определяется:

C = (3)