На тему: «Вимірювання тиску»

ДОПОВІДЬ

Виконали:

студенти групи Т-31

Косенко А. Д.

Черкасова В. Ю.

Мирошніченко К. А.

Перевірив викладач:

Попова О. Г.

 

Вимі́рюванняти́ску полягає у встановленнізначення тиску у рідкомучигазоподібномусередовищі. Ценеобхідно для керування технологічнимипроцесами та забезпеченнябезпекивиробництва. Крімцього, цей параметр використовується при непрямихвимірюванняхіншихтехнологічнихпараметрів: рівня, витрати, температури, густини тощо. В системі СІ за одиницютискубереться паскаль (Па).

Убільшостівипадківпервинніперетворювачітискумаютьнеелектричнийвихідний сигнал у виглядісилиабопереміщення і об'єднані в один блок з вимірювальнимприладом. Якщорезультативимірюваньнеобхіднопередавати на відстань, то застосовуютьпроміжнеперетворенняцьогонеелектричного сигналу в уніфікованийелектричнийабопневматичний. При цьомупервинний і проміжнийперетворювачіоб'єднують в одинвимірювальнийперетворювач

Для вимірюваннятискувикористовуютьвласне манометри та йогорізновиди: вакуумметри, мановакуумметри, дифманометри, а також,напороміри, тягоміри, тягонапороміри, датчики тиску, барометри та ін.

Часто назва манометр використовується як синонім для будь-якогоприладу для вимірюваннятиску.

Класифікація

 

Прилади для вимірювання тиску відрізняються принципом дії. За принципом перетворення величини тиску у сигнал про вимірювану величину або за типом давча тиску прилади поділяються на:

гравітаційні, де використовується сила гравітації для прямого вимірювання тиску. Прикладом може бути датчик тиску у формі U-подібної трубки (див. рис.). Такий прилад був вперше використаний Х.Гюйгенсом у 1661 році. Замість стовпа рідини в якості противаги іноді використовується ртуть. Діапазон вимірюваного тиску для U-подібних трубчастих манометрів становить: МПа до 0,1 МПа.

пружинні або деформаційні, де про вимірюваний тиск судять за мірою деформації пружного елементу, що відбувається під тиском. Як пружний елемент можуть використовуватися:

трубка Бурдона — датчики виконано у вигляді вигнутої по дузі кола (зазвичай на кут близько 250°) трубки, заповненої рідиною. Під впливом прикладеного тиску труба випрямляється. Стрілка манометра переміщається пропорційно деформуванню трубки. При вимірюванні високих тисків трубка виконується гвинтовою або спіральною. Діапазон вимірювання таких пристроїв: від 10 Па до 1000 МПа;

пружна мембрана — працює аналогічно до трубки Бурдона, але в цьому випадку чутливим елементом є мембрана, деформація якої прямо пропорційна прикладеному тиску. Діапазон вимірюваних тисків: від 0,0016 МПа до 4 MПa;

сильфон — датчик має вигляд тонкостінної металевої трубки або камери з гофрованою (хвилеподібною) бічною поверхнею, зміна довжини якої із зміною тиску середовища в камері свідчить про величину тиску. Діапазон вимірюваних тисків: від 0,1 МПа до 60 MПa.

електронні, де здійснюється вимірювання електричних величин, таких як електричний опір, індуктивність, резонансна частота, у які перетворюють безпосередньо значення тиску з використанням відповідних датчиків тиску, котрі дуже часто використовуються в системах автоматизації.

В даний час в промисловості, на додаток до традиційних засобів вимірювання тиску, використовувати складніші системи (механічні або електронні). Перевагою електронних пристроїв полягає в наданні інформації в цифровому вигляді і можливість прямої взаємодії з мікропроцесорними системами керування. Перевага класичних датчиків є ціна і надійність.

Принцип вимірювання тиску з використанням U-подібної трубки.

 

 

Манометр з трубкою Бурдона

 

Для наукових і життєвих цілей необхідно вміти вимірювати атмосферний тиск. Для цього існують спеціальні прилади - барометри. Самий перший прилад для вимірювання атмосферного тиску був винайдений...

... Торричелли. Его трубка сортутьюбылапервым барометром.	Чашечныйбарометр-усовершенствованныйвариант барометра Торричелли.

Яких би розмірів не брали чашку з ртуттю, якого б діаметра не була трубка, ртуть завжди підніметься на одну і ту ж висоту - 760 мм. Барометричної трубці можна надати різну форму, важливо лише одне, один кінець трубки повинен бути закритий, щоб зверху не було повітря.

Можна заповнити трубку крім ртуті будь-якою рідиною, але потрібно пам'ятати про необхідність зміни її довжини.

Водяныебарометрыбылисооружены Паскалем (г. Руан, 1646г.)...	... и Отто фон Герике (г. Магдебург, 1660г.)

Найбільший водяний барометр висотою 12 м був сконструйований в 1987 році БертомБолле, хранителем Музею барометрів в Мартенсдейке, Нідерланди, де він і встановлений.

Ртутні барометри дають точні свідчення, але вимагають великої обережності в поводженні з ними. Сучасний барометр зроблений безрідинним!

Він називається барометр-анероїд. Металеві барометри менш точні, але не настільки громіздкі і тендітні.

 

 

 

барометр-анероїд - дуже чутливий прилад. Наприклад, піднімаючись на останній поверх 9-ти поверхового будинку, через відмінності атмосферного тиску на різній висоті ми виявимо зменшення атмосферного тиску на 2-3 мм рт. ст.

Барометр може служити для визначення висоти польоту літака.

Такий барометр називається барометричний висотомір або альтиметр.

Ідея досліду Паскаля лягла в основу конструкції альтиметра. Він визначає висоту підйому над рівнем моря по зміні атмосферного тиску.

При спостереженні погоди в метеорології, якщо необхідно зареєструвати коливання атмосферного тиску протягом певного проміжку часу, користуються самопишучим приладом - барографи.

Відомості про верхніх шарах атмосфери отримують за допомогою кулі-радіозонда, причому біля поверхні Землі при запуску його оболонка заповнюється неповністю.

Для вимірювання тиску користуються різними одиницями: мм ртутного стовпа, фізичними атмосферами, в системі СІ - паскаль.

НЕ МОЖЕ БУТИ!

Всі живі організми пристосовані для життя при певних значеннях атмосферного тиску. Людина і більшість тварин погано переносять умови високогір'я, однак деякі птахи досягають в польоті значних висот. Птах кондор може підніматися на висоту до 9000м, гірські галки - до 8200м, гриф і яструб - до 6000-7000м, орел - до 5000м, інші птахи тримаються

на висоті не більше 4000м.

Найбільший водяний барометр висотою 12 м був сконструйований в 1987 р. БертомБолле, хранителем Музею барометрів в Мартенсдейке, Нідерланди, де він і встановлений.

Чи може людина зробити тиск в 1000 атм? Так, встромляючи голку в тканину!

Згадай досвід Отто фон Геріке - 1654 рік в місті Магдебурзі. Виявляється, що "магдебургскі півкулі" є у кожної людини: голівки стегнових кісток утримуються в тазовому суглобі атмосферним тиском.

Як шоферу допомогти товаришеві і відлити бензин зі своєї машини в бензобак інший? Є таке просте пристрій - сифон. Його робота заснована на дії атмосферного тиску.

За своєю будовою атмосфера Землі нагадує багатоповерховий будинок.

Перший "поверх" - тропосфера: висотою до 11км на д рівнем моря, містить 4/5 маси всього повітря, температура падає з висотою, тут зароджуються хмари.

Другий "поверх" - стратосфера: до 55км над рівнем моря, містить 1/5 всього повітря, царство холоднечі з температурою біля мінус 40 градусів Цельсія, тут розташований озоновий шар.

Третій "поверх" - мезосфера: до 200км над рівнем моря, повітря сильно розріджене, тиск становить 1/25000 від нормального атмосферного тиску.

Четвертий "поверх" - термосфера: небачена спека близько 1000-2000 градусів Цельсія, щільність повітря виключно мала, тут займаються падаючі метеори.

П'ятий "поверх" - екзосфера: зовнішня оболонка атмосфери, висотою до 600 км, найсильніше розрідження повітря, ще вище ознаки частинок повітря простежуються до висоти понад 1000 км.

Постановка медичних банок при сильній застуді - домашня баротерапія. Усередині банки створюється розріджений простір, і банку накріпко присмоктується до тіла людини. Тримає її зовнішнє атмосферний тиск. Аналогічну дію атмосферного тиску наочно демонструють вакуумні присоски з еластичних матеріалів. На таку присоску можна

прикріпити мильницю, рушник і т.д.