Приборы для измерения давления

Для измерения гидростатического давления широко приме­няют пьезометры, манометры и вакуумметры. Пьезометры. Пьезометр представляет собой стеклянную трубку диаметром не менее 10 мм. Так как в трубке появляется мениск, обусловленный поверхностным натяжением, искажающий отсчеты при измерении давлений, то обычно диаметры тру­бок rf^lO—15 мм Для измерения давления воды 0,1 МПа тре­буется трубка длиной 10 м, поэтому пьезометры применяются для измерения давления в десятые и сотые доли МПа, как пра^ вило, при проведении лабораторных исследований. Например, если для воды (см. рис. 8, б) пьезометр показывает ft_p = 2,3 м, то манометрическое давление в точке, где установлен пьезо­метр, будет

Рм = pgh_p = 1 • 2,3 = 0,023 МПа.

Манометры. Эти приборы применяют для измерения давле­ния больше 0,1 МПа. Манометры бывают жидкостные и механические. Жидкостные манометры дают наиболее высокую точность измерения, но могут измерять небольшие дав­ления величиной до 0,3 МПа. Ртутные жидкостные манометры являются наиболее распространенными. Для измерения боль­ших давлений служат механические манометры. Они компактны, просты по конструкции и удобны в употреблении, поэтому яв­ляются одними из самых распространенных в технике.Ртутный манометр (рис. 11, а) представляет собой U-образную стеклянную трубку. Нижнюю изогнутую часть трубки заполняют ртутью, причем один конец манометра при­соединяют к резервуару, где необходимо измерить давление, а второй сообщается с атмосферой. Для нахождения давления в точке К пользуемся уравнением (37). Полагая, что в резерву­аре находится жидкость с плотностью р, будем иметь

откуда манометрическое давление в точке К будет

 (64)

Например, если /г_р=1,35 м; /1₂ = 0, то манометрическое дав­ление в точке К (см. рис. 11, а) будет

Существуют так называемые дифференциальные ртутные манометры, при помощи которых определяют разность давле­ний в двух заданных точках. Дифференциальные манометры дают точные измерения, особенно если разность давлений мала, а каждое из давлений имеет большую величину.

На рис. 11, б показан дифференциальный ртутный манометр, подключенный к двум трубам, заполненным жидкостью, имею­щей плотность р. Разность давлений в точках А и В может быть определена по формуле

Механические манометры (рис. 11, в) измеряют давления до 2,5 МПа при латунной и выше 2,5 МПа при сталь­ной трубке. Манометр имеет корпус 5, штуцер 6, серпообразную латунную (или стальную) трубку 4 с эллиптическим сечением приводного устройства 3, стрелку манометра 2 и шкалу /. Мано­метр ввинчивают штуцером в область, в которой нужно изме­рить давление. Жидкость под давлением поступает в штуцер 6, затем в серповидную трубку-пружину 4. Под давлением жидко­сти трубка 4 распрямляется, и конец ее при помощи приводного механизма приводит в движение стрелку, указывающую на шкале манометра величину измеряемого давления.» Так как перемещение свободного конца трубки 4 в некоторых преде­лах пропорционально давлению жидкости, передающемуся по трубке, то шкала манометра имеет одинаковые деления.

Трубчатые манометры общетехнического назначения имеют шкалу в пределах 0,05—1000 МПа, удовлетворяющую требо­ваниям 2—2,5 классов точности.

Кроме механических трубчатых манометров, имеются мем­бранные манометры (рис. 11, г), где вместо трубчатой пружины поставлена мембрана 3. На мембрану 3 (металлическая гофри­рованная пластинка) из штуцера 4 передается давление жидко­сти, вследствие чего мембрана прогибается. Прогиб мембраны передается через поводок 2 и зубчатый сектор 1 на стрелку привода. Обычно мембранные манометры измеряют давление до 2,5 МПа.

Механические манометры имеют по сравнению с жидкост­ными манометрайи некоторые преимущества: портативность, универсальность, простоту устройства и эксплуатации, большой диапазон измеряемых давлений. Основным недостатком механических манометров является неустойчивость их показаний, вызываемых остаточными дефор­мациями упругого элемента, изменением его упругих свойств, износом передаточного механизма от упругого элемента к стрелке манометра. Поэтому механические манометры нужно периодически проверять с целью определения поправок для компенсации отклонений в показаниях прибора.

Вакуумметры. Для измерений вакуума применяют вакуум-метрические трубки (см. рис. 9). Один конец такой трубки при­соединен к сосуду, в -котором необходимо определить вакуум, а второй опущен-в жидкость, на свободной поверхности которой давление равно атмосферному. Под действием разности давле­ний жидкость поднимается на высоту 1г_вак, зная которую, легко можно найти вакуумметрическое давление. Иногда величину вакуума измеряют в метрах водяного столба; вакуум в 0,1 МПа срответствует 10. м вод. ст.