Електричні прилади вимірювання тиску

В основі електричних приладів вимірювання тиску лежить властивість матеріалів змінювати електричний опір зі зміною тиску. Найкращий з них манганін – твердий розчин марганцю в міді (11% Мn і 2,5-3% Ni). Його опір лінійно залежить від зміни тиску. Оскільки опір манганіну змінюється зі зміною температури, останню потрібно підтримувати з точністю до ± 1°С. Манганінові манометри являють собою котушку опору, поміщену в камеру, що з’єднана штуцером з місткістю, де вимірюється тиск. Передавальним тиск середовищем у манометрі служить звичайно чистий сухий бензин чи гас. Котушка повинна мати мінімальний розмір (для цього вона намотується манганіновим дротом діаметром 0,05-0,03 мм), стабільний нульовий опір і баричний коефіцієнт. Останні характеристики багато в чому залежать від методу приєднання котушки до джерела енергії і від термічної обробки матеріалу котушки.

Істотним кроком вперед у визначенні тиску з’явилася розробка і впровадження в практику п’єзодатчиків. В перекладі з грецької – piēzō – тисну. Принцип дії п’єзодатчиків базується на пружній деформації пластинки з арсеніду галію чи титанату барію, на яку передається тиск. При деформації пластинки змінюється її опір. Сама пластинка являє собою одне з плечей моста опору, до якого підводиться постійний струм. При зміні опору одного з його елементів відбувається розбаланс мостової схеми і на виході з’являється сигнал, величина якого може бути виміряна мілівольтметром. Величина сигналу лінійно залежить від тиску. Точність вимірювання тиску складає близько 0,1 %. Ці датчики мають постійну точність вимірів тиску у всьому інтервалі робочих параметрів. У цьому полягає їхня основна перевага. Крім того, малі габарити, стабільність у роботі і простота експлуатації роблять їх дуже перспективними для використання особливо в установках високого тиску. Створений ними сигнал легко реєструвати всіма типами електронних записуючих пристроїв – починаючи від самописних потенціометрів закінчуючи комп’ютерами.

 

Електромеханічні дистанційні манометри

Електромеханічні дистанційні манометри призначені для передачі візуальної інформації про вимірюваний параметр на деяку відстань від місця, в якому проводиться вимірювання. В комплект приладу як правило, входять датчик і вторинний прилад, з’єднані між собою електричним зв’язком. В якості чутливих елементів застосовуються гофровані мембрани, мембранні коробки, манометричні трубки і сильфони. Для перетворення деформації пружних елементів в електричний сигнал застосовуються або омічний (потенціометричний) перетворювач, або індуктивний перетворювач, що перетворює переміщення чутливого елемента в електричний сигнал, зручний для дистанційної передачі. У вимірювальних схемах здійснюється також компенсація температурних похибок приладу. В якості вторинних приладів в манометрах звичайно застосуються логометри з рухливим магнітом.

На рис. 2.17 представлена схема електромеханічного дистанційного манометра з двохрамковим магнітоелектричним логометром.

Рис. 2.17. Схема електромеханічного дистанційного манометра

 

Рис.2.18. Функціональна схема електромеханічного дистанційного манометра

 

Функціональна схема приладу представлена на рис. 2.18.

Ланка 1 – мембранна коробка, що перетворює тиск p у переміщення w твердого центру коробки, .

Ланка 2 – передатній механізм, що перетворює переміщення центра мембранної коробки у переміщення двигуна потенціометра, .

Ланка 3 – потенціометр, що перетворює переміщення щітки потенціометра у зміну відносини опорів :

Ланка 4 – електрична схема, що перетворює зміни співвідношень опорів потенціометра в зміну струмів у рамках логометра:

Ланка 5 – логометр, що перетворює зміни співвідношень струмів у кутове переміщення рухомої системи покажчиків .

 

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичними положеннями.

2. Охарактеризувати прилад для вимірювання тиску згідно варіанту (див. таблиця 2.1). Заповнити таблицю 2.2.

Таблиця 2.1

Остання цифра залікової книжки	Завдання
	Поршневий манометр
	Електромеханічний манометр
	П’єзодатчик
	Манометр з одновитковою трубчастою пружиною
	Манометр з багатовитковою трубчастою пружиною
	Манометр мембранний
	Сигналізатор паління тиску
	Тягонапоромір з профільною шкалою
	Сильфон ний тягонапороміри
	Дзвоновий тягонапоромір

Таблиця 2.2

 

3. Якою буде різниця тисків у колінах диференціального манометра, якщо _____ мм, =______ , =______ . Номери варіантів вибрати з таблиці 2.3.

Таблиця 2.3

Остання цифра залікової книжки	Рідина, її питома маса	Рідина, її питома маса	Різниця рівнів рідини,
	Вода, 100	Ртуть, 13600
	Гліцерин, 1245	Ртуть, 13600
	Бензин, 700	Ртуть, 13600
	Гас, 800	Ртуть, 13600
	Спирт, 790	Ртуть, 13600
	Дизельне пальне, 850	Ртуть, 13600
	Нафта, 950	Ртуть, 13600
	Масло індустріальне 12, 880	Ртуть, 13600
	Масло турбінне, 900	Ртуть, 13600
	Масло трансформаторне, 880	Ртуть, 13600

_______________________________________________________________________

Зробити висновки по роботі.

Висновки: _________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

 

Контрольні питання

1. За якими ознаками класифікують прилади для вимірювання тиску?

2. Класифікація приладів для вимірювання тиску за вимірювальною величиною.

3. Класифікація приладів для вимірювання тиску за принципом дії.

4. Основні переваги та недоліки рідинних приладів для вимірювання тиску.

5. Будова та принцип дії барометра.

6. Будова та принцип дії п’єзометра.

7. Будова та принцип дії рідинних манометрів та вакуумметрів.

8. Будова та принцип дії диференціального манометра.

9. Конструктивне виконання рідинних манометрів.

10. Будова та принцип дії U подібного манометра.

11. Будова та принцип дії чашкового манометра.

12. Будова та принцип дії манометра з похилою трубкою.

13. Загальна характеристика механічних приладів для вимірювання тиску.

14. Пружні елементи механічних приладів для вимірювання тиску.

15. Будова та принцип дії манометра з одновитковою трубчастою пружиною.

16. Будова та принцип дії манометра з багатовитковою трубчастою пружиною.

17. Будова та принцип дії мембранного манометра.

18. Будова та принцип дії тягонапороміри з вертикальною профільною шкалою.

19. Будова та принцип дії сигналізатора падіння тиску.

20. Будова та принцип дії сильфоного тягонапороміри.

21. Будова та принцип дії дзвонового тягонапороміри.

22. Будова та принцип дії поршневого манометра.

23. Схема перевірки манометрів за допомогою поршневого манометра.

24. Будова та принцип дії електричних приладів для вимірювання тиску.

25. Будова та принцип дії п’єзодатчика.

26. Будова та принцип дії електромеханічного дистанційного манометра.

 

Лабораторна робота №3

 

Тема: “Дослідження рідини в стані рівноваги”