Приборы измерения давления

Принципиальная схема	пояснения
	Жидкостные манометры а — с вертикальной трубкой б —с наклонной трубкой h — высота столба жидкости Р1,Р2 —давления ρ-плотность S1,S2 — площади сечения α—угол наклона трубки
	Грузопоршневой манометр 1 — штурвал 2 — вспомогательный поршень 3 — калиброванные грузы 4 — поршень 5 — проверяемый манометр
	Механические манометры а — недистанционный манометр; б — мановакуумметр
	Манометр с гидравлической передачей 1 - приемники давления 2 — дистанционная гидравлическая передача 3 — манометрическая трубка
	Манометр с потенциометрическим преобразователем 1 – преобразователь; 2 — двухкатушечный логометр с подвижным магнитом
	Манометр с индуктивным преобразователем 1 — преобразователь; 2 - двухкатушечный логометр с подвижным магнитом
	Манометр с круговым потенциометрическим преобразователем 1 — преобразователь; 2 — четырехкатушечный логометр с подвижным магнитом
	Манометр с силовой компенсацией 1 — рычаг; 2 — преобразователь сигналов; 3 - силовой электромагнит
	Манометр с астатическим уравновешиванием 1 и 2 - индуктивные преобразователи
	Пьезоэлектрический манометр 1 — мембрана; 2 и 3 — кварцевые пластинки; 4 — шарик 5 — колпачок 6 — электрод : 7 — опорный элемент Ус —усилитель Рег - регистратор

Глава 2. Приборы измерения сил.

2.1.Механические динамометры.

Большинство измерителей сил основаны на принципе уравновешивания измеряемого усилия известными силами веса или упругости. Все рычажные динамометрические системы могут быть построены по одному из двух методов: измерение силы производится либо по перемещению последнего звена передаточного механизма, либо по изменению компенсирующего усилия, создаваемого грузом или упругим элементом. К первой группе относятся маятниковые динамометры и рычаги с пружинами, ко второй – рэйтерные и рычажно-пружинные системы.

А). Маятниковый динамометр.

Рис.7. Маятниковый динамометр.

Под действием силы F рычаг поворачивается на угол φ, что и служит мерой измеряемого усилия. Условие равновесия записывается

Fℓcosφ=Gℓ₁sinφ+M_тр+M_p=Gℓ₁sinφ+M_тр+m_φφ,

где ℓ и ℓ₁ – длины рычагов; G – сила веса постоянного груза; М_тр – момент трения в шарнирах А и О; М_р – момент устойчивости рычага М_р=m_φφ.

Если трением пренебречь, то . При малых углах поворота φ≈tgφ и cosφ≈1, то.

- устойчивость рычажной системы.

Погрешность измерения таким динамометром составляет ±0,2%.

Б). Рычажно–пружинный динамометр.

В них измерение производится по деформации упругого элемента. Они не обладают высокой точностью, т.к. очень сложно обеспечить строгую линейность, постоянство и нечуствительность к температурным воздействиям характеристик пружин. Отклонение от линейных характеристик винтовых цилиндрических пружин достигает ±0,5%. Для снижения вариации показаний вследствие упругого последействия и гистерезиса напряжение в материале упругого элемента не должно превышать 10 – 20% предела пропорциональности. Лучшее качество имеют цилиндрические пружины специального профиля сечения или спаренные пружины с правой и левой навивкой. Для измерения малых усилий менее 1 Нм применяют торсионные стержни.

В). Рейтерные динамометры.

Рис 8. Упрощенная принципиальная схема рейтерного силоизмерителя.

Действие грузовых (рейтерных) динамометров основано на автоматической балансировке силоприемного рычага за счет перемещения рейтера. Условия равновесия рычага:

Fℓ₁=Gℓ_x+M_тр+m_φφ,

где ℓ_х – расстояние от рейтера до опоры (выходной сигнал преобразователя). Статическая характеристика рейтерного динамометра при постоянных свойствах рычага и шарниров близка к линейной.

В реальных силоизмерительных устройствах момент трения Мтр есть функция F. При необходимости в рейтерных системах используются компенсаторы устойчивости, например в виде груза G₁, помещаемого над рычагом на некоторой высоте h.