Засоби вимірювання тиску
Класифікація приладів вимірювання тиску: рідинні, пружинні, електричні та поршневі. Характеристика його основних методів: вагового, силового, частотного, п’єзорезисторного, термокондуктівного та електрокінетіческого. Види барометрів, принцип їх дії.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 10.12.2015 |
| Размер файла | 144,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВСТУП
Прилади вимірювання тиску (манометри абсолютного тиску і диференціальні манометри) використовуються на літальних апаратах для вимірювання тисків повітря, газів і рідин в елементах авіадвигуна і в різних бортових системах - в системі наддуву герметичній кабіни, в гальмівній системі, в системах випуску шасі і закрилків та ін Манометри абсолютного тиску і диференціальні манометри входять також до складу широко застосовуваних на літальних апаратах манометричних пілотажно-навігаційних приладів; в цих приладах виконується вимірювання повного і статичного тисків зустрічного потоку повітря і здійснюється автоматичний перерахунок результатів вимірювань за відомим функціональним залежностям з метою непрямого визначення висоти польоту, індикаторної швидкості, істинної повітряної швидкості, числа М та вертикальної швидкості. тиск вимірювання барометр електричний
Існують різні прилади для вимірювання тиску, що класифікуються в залежності від принципу їх дії, від виду приладу, від призначення приладу.
Виробництво приладів для вимірювання тиски здійснюється в більшості своїй відповідно до загальноприйнятих стандартів.
1. ЗАСОБИ ВИМІРЮВАННЯ ТИСКУ
1.1 Класифікація приладів вимірювання тиску
Вимірювання тиску є одним з найголовніших видів вимірювань у будь-яких голубях промисловості. Надійність вимірювання цього параметра гарантує безпеку і цілісність установки, а також потрібно в багатьох процесах обліку витрати рідин, вимірювання абсолютного і диференціального тиски в корозійних і абразивних середовищах.
В системі СІ за одиницю тиски прийнятий Паскаль (Па).
Таблиця 1.1. Одиниці вимірювання тиску
|
Одиниця |
Па |
Бар |
кг/см2 |
мм.вод.ст.; кг/м2 |
мм.рт.ст. |
|
|
1 Па |
1 |
10-5 |
1,02·10-5 |
0,102 |
7,5·10-3 |
|
|
1 Бар |
105 |
1 |
1,02 |
1,02·104 |
750·06 |
|
|
1 кг/см2 |
9,8·104 |
0,98 |
1 |
104 |
735·56 |
|
|
1мм.вод.ст.; кг/м2 |
9,8 |
0,98·10-4 |
10-4 |
1 |
7,356·10-8 |
|
|
1 мм.рт.ст. |
133,32 |
1,33·10-3 |
1,3595·10-3 |
13,595 |
1 |
Прилади для вимірювання тиску дуже різноманітні. Вони класифікуються по різних ознаках.
По характеру вимірюваної величини прилади поділяють на такі групи:
1) прилади для вимірювання атмосферного тиску - барометри;
2) прилади для вимірювання різниці абсолютного і атмосферного тисків, тобто надлишкового тиску і вакууму (прилади, що вимірюють надлишковий тиск, називають манометрами, прилади, які вимірюють вакуум, - вакуумметрами. Прилади, якими можна вимірювати надлишковий тиск і вакуум, називають мановакуумметрами);
3) прилади для вимірювання абсолютного тиску - манометри абсолютного тиску. Абсолютний тиск можна вимірювати також за допомогою барометра і манометра, якщо тиск, що вимірюється, більше атмосферного
,
а також барометра і вакуумметра, якщо тиск, що вимірюється, менше атмосферного
.
Манометри абсолютного тиску використовують для вимірювання малих абсолютних тисків;
4) прилади для вимірювання різниці тисків - диференційні манометри;
5) прилади для вимірювання малого надлишкового тиску і вакууму - мікроманометри.
За принципом дії розрізняють рідинні, пружинні, поршневі, електричні і комбіновані прилади.
До рідинних відносяться прилади, основані на гідростатичному принципі дії, який полягає в тому, що тиск, який вимірюється, врівноважується тиском, що створюється вагою стовпа рідини, висота якого служить мірою тиску.
Дія пружинних манометрів основана на застосуванні закону Гука. Сила тиску деформує пружний елемент приладу -- пружину, що може являти собою порожню трубку, мембрану, сильфон і т.п. Деформація пружного елемента, викликана тиском, за законом Гука пропорційна тиску і служить його мірою.
В основу вимірювання тиску поршневими приладами покладений закон рівноваги твердого тіла, що знаходиться під впливом рідини. Сила вимірюваного тиску рідини, яка прикладена до поршня приладу, врівноважується зовнішньою силою, величина якої служить мірою тиску. В тому випадку, коли зовнішньою силою є вага вантажів, що навантажують поршень, прилади називаються вантажопоршневими.
Дія електричних приладів основана на використанні пропорційності між зміною деяких електричних властивостей матеріалів і зміною тиску. Наприклад, оммічний опір деяких сплавів пропорційний тиску навколишнього середовища (ця властивість використовується при вимірюванні високих тисків). Величина електричних зарядів, що з'являються на поверхні кристалічного діелектрика при стиску і розтяганні кристала, пропорційна діючому тиску (ця властивість використовується при вимірюванні швидкозмінних тисків).
До комбінованих відносяться прилади, принцип дії яких носить змішаний характер (наприклад, електромеханічні прилади).
Манометри поділяють на класи по точності. Встановлено наступні класи точності приладів для вимірювання тиску: 0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,5; 1,0; 2,0; 2; 5; 4,0; 6,0.
Основними характеристиками приладів, що вимірюють тиск, є клас точності, діапазон вимірюваних тисків, чутливість, лінійність і швидкодія.
1.2 Рідинні прилади
Ртутний барометр складається з відкритої в атмосферу чашки 1, яка заповнена ртуттю, і скляної трубки 2, верхній кінець якої запаяний, а нижній - опущений під рівень ртуті. Повітря з трубки попередньо вилучено, в силу цього трубка заповнюється насиченою парою ртуті, тиск якої надзвичайно малий мм рт. ст. при . Атмосферний тиск , діючи на поверхню ртуті в чашці, піднімає ртуть у трубці на висоту , при якій сума тисків стовпа ртуті і парів ртуті врівноважується атмосферним тиском. Для відліку цієї висоти (показів приладу) служить лінійна шкала. При вертикальному розташуванні шкали барометра розрахункове співвідношення для визначення атмосферного тиску по показах приладу має вигляд
(1.1)
де - поправка на капілярність, приблизно рівна мм;
поправка на опускання ртуті у чашці;
- висота підйому ртуті в трубці;
- діаметр чашки;
- діаметр трубки.
Шкали барометрів проградуйовані в одиницях тиску з врахуванням поправок і . Перша поправка враховується зсувом нуля шкали вниз відносно рівня в чашці навеличину , друга - зміною масштабу шкали, а саме - збільшенням ціни її поділки в
раз.
До систематичних похибок приладу відносяться:
1) основна похибка - через неточність градуювання шкали; поправка на цю похибку визначається по таблиці перевірочного посвідчення приладу;
2) додаткова похибка - через розбіжність температури при вимірюванні з температурою, при якій градуювалась шкала; поправка на температуру враховує зміну щільності ртуті і довжини шкали приладу і дорівнює
(1.2)
де - покази приладу;
- лінійний коефіцієнт розширення шкали;
- різниця температур при відліку показів приладу і при градуюванні шкали;
- коефіцієнт теплового розширення ртуті.
Для вимірювання температури барометри обладнуються термометрами;
3) додаткова похибка через розходження в географічному положенні місця вимірювання і місця градуювання шкали.
Додаткова похибка компенсується поправкою, що враховує зміну висоти стовпчика ртуті в результаті зміни прискорення вільного падіння при зміні географічної широти, яка дорівнює
(1.3)
де - прискорення вільного падіння в місці градуювання шкали і в місці вимірювання.
Після внесення поправок точність вимірювання атмосферного тиску барометром залежить лише від випадкових похибок відліку показів.
П'єзометр застосовується для вимірювання позитивних і негативних надлишків тиску над атмосферним і являє собою скляну трубку з відкритим в атмосферу верхнім кінцем. Нижній кінець п'єзометра з'єднується з місцем вимірювання тиску.
На рис. 2 наведений п'єзометр для вимірювання позитивного надлишкового тиску. Під дією тиску рідина в п'єзометрі піднімається до висоти , яка вимірюється по лінійній шкалі, що встановлена чітко вертикально.
Надлишковий тиск в довільно обраній точці рідини визначається за формулою:
(1.4)
де - покази п'єзометра;
- глибина точки А під рівнем нульової поділки шкали приладу.
Тиск, який виражений через висоту стовпа рідини, - це п'єзометрична висота в точці
(1.5)
Величину називають поправкою на положення приладу. Знак поправки залежить від взаємного розташування або точки нуля приладу. Якщо точка нижче нуля, то поправка позитивна.
Для підключення приладу використовується кран 2. Перед відліком показів з трубок приладу повинно бути вилучено повітря, оскільки повітряні пробки і пухирці повітря в трубках створюють похибки показів приладу. Для видалення повітря перед п'єзометричною трубкою встановлюють трійник із краном 1. При відкритих кранах 1 і 2 рідина виходить в атмосферу, виносячи з приладу повітря. Замість кранів 1 і 2 можна встановити один триходовий кран. На відміну від коркового крана триходовий має додаткові бічні отвори в пробці і корпусі. При різних положеннях кран з'єднує ємність з п'єзометром - для вимірювання, або з атмосферою - для налагоджування приладу в робочий стан.
Якщо трубка приладу має малий діаметр, то в покази приладу вносять поправку на капілярність (для води мм). Якщо температура при вимірюванні не збігається з температурою, при якій градуювалась шкала, то в покази приладу вносять температурну поправку.
Точність вимірювання визначається похибкою у визначенні щільності, неточностями встановлення, градуювання шкали приладу та похибками при знятті показів.
Діапазон вимірюваних тисків обмежується висотою трубок і їх міцністю. Чутливість приладу становить не нижче 1,2 мм. Прилад має значну інерцію та застосовується лише для вимірювання практично постійних в часі тисків.
U-подібний манометр являє собою U-подібну скляну трубку 1, що заповнена до деякого рівня робочою рідиною, яка повинна бути малов'язкою і мати малий коефіцієнт теплового розширення.
В якості робочої рідини використовують воду (=0,999 г/см3), спирт (=0,789 г/см3), ртуть (=13,6 г/см3), тетраброметан (=3,43 г/см3), бромистий етилен (=2,18 г/см3), бромистий етил (=1,43 г/см3) (приведені значення щільності відповідають температурі ).
Кінець однієї частини манометра з'єднується з місцем вимірювання, а іншої - відкритий в атмосферу. Для видалення з приладу повітря на з'єднувальній трубці встановлено триходовий кран 2 (див. п'єзометр).
Якщо тиск в лівій частині манометра на рівні робочої рідини більше атмосферного, то рідина в правій частині піднімається. Різниця висот рівнів рідини є показамиприладу.
Для відліку показів прилад обладнаний шкалою. Надлишковий тиск на рівні робочої рідини в лівій частині
де - щільність робочої рідини.
Надлишковий тиск в довільній точці рідини
(1.6)
де - щільність рідини, що заповнює праву і ліву частина приладу;
- різниця рівнів точки і робочої рідини в лівій частині. Знак при залежить від взаємного розташування точки і рівня робочої рідини в лівій частиніманометра.
П'єзометрична висота в точці
(1.7)
При вимірюванні тиску води ртутним манометром можна з достатньою точністю користуватися виразом
(1.8)
При розбіжності температури досліду і температури градуювання шкали в покази приладу вносять температурну поправку. Поправка на капілярність для U-подібного манометра незначна, тому що сили поверхневого натягу протидіють одна одній, тому нею можна знехтувати.
Точність вимірювання залежить від точності визначення щільності, точності встановлення приладу, точності градуювання шкали і точності відліку показів.
Недоліком приладу є необхідність спостереження одночасно за двома рівнями рідини й обчислення в кожному досліді поправки .
Діапазон тисків, що вимірюються, залежить від типу робочої рідини і допустимої висоти. Звичайно максимальний тиск, що вимірюється, не перевищує 0,4 МПа (4 атм). Чутливість приладу залежить від щільності робочої рідини. Прилад має інерцію і застосовується для вимірювання постійних в часі тисків.
Чашковий манометр являє собою модифікацію U-подібного манометра, одна з частин якого замінена чашкою. Прилад до деякого рівня заповнений робочою рідиною. Чашка 1 приладу з'єднана з місцем вимірювання трубкою 3, яка обладнана триходовим краном 2, для підключення манометра і видалення повітря зі з'єднувальної трубки і приладу. Під дією тиску робоча рідина в скляній трубці 4 приладу піднімається на висоту . Нуль шкали приладу розміщений на рівні меніска робочої рідини в трубці при атмосферному тиску на поверхні робочої рідини в чашці. Такий спосіб встановлення нуля дає можливість відразу врахувати поправку на капілярність. Однак деяка похибка через капілярність може виникнути навіть при такому встановленні шкали внаслідок коливань температури, забруднення трубки чи зміні її діаметра.
Надлишковий тиск на рівні робочої рідини в чашці приладу визначається за формулою
де - покази приладу;
- поправка на положення рівня робочої рідини в чашці при підніманні рідини в трубці на висоту ;
- діаметр трубки приладу;
- діаметр чашки.
Надлишковий тиск в точці рідини для приведеного на рис. 13 випадку можна визначити за формулами
(1.9)
де - щільність рідини в з'єднувальній трубці;
- глибина точки під нульовим рівнем рідини в чашці. Знак при залежить від взаємного розташування точки і рівня робочої рідини в чашці.
Звичайно діаметр чашки настільки великий в порівнянні з діаметром трубки, що поправкою на положення рівня в чашці можна знехтувати. Іноді цю поправку враховують при градуюванні шкали. В цих випадках розрахункова формула має наступний вигляд
(1.10)
Перевага чашкового манометра перед U-подібним в тому, що перший має постійний нуль і для визначення тиску не вимагає вимірювання декількох висот.
U-подібний вакуумметр конструктивно такий же, як і U-подібний манометр. При вакуумі на поверхні робочої рідини в лівій частині поверхня в правій опускається так, що стовпчик робочої рідини між рівнями в частинах врівноважує різницю тиску на цих рівнях, тобто вакуум
Місце вимірювання з'єднується з вакуумметром горизонтальною трубкою 1 з повітряним баком 2 на кінці.
При такій схемі з'єднання тиск, що вимірюється, передається на робочу рідину приладу. Наявність пухирців повітря в горизонтальній трубці не спотворює тиск, який передається по трубці
чи (1.11)
Для заповнення баку повітрям і звільнення його від рідини служать патрубки 3 і 4 із кранами. Спостереження за рівнем рідини в баці здійснюється за допомогою рівнемірного скла 5.
Аналогічно сконструйована з'єднувальна лінія чашкового вакуумметра, що має таку ж конструкцію, як і чашковий манометр. Ускладнення схеми під'єднання вакуумметрів в порівнянні зі схемами під'єднання манометрів обумовлено труднощами, що виникають при заповненні з'єднувальних трубок вакуумметрів рідиною без повітряних включень.
Диференційний манометр застосовується для вимірювання різниці тисків. Різницю тисків можна визначити вимірюванням кожного з тисків окремо. Однак таким способом не можна користуватись, якщо різниця тисків мала, а кожен з тисків великий, оскільки для одержання досить високої точність вимірювання малої різниці кожен звеликих тисків повинен бути виміряний з практично недосяжною точністю. Тому для вимірювання різниці тисків застосовують спеціальні прилади.
На рис. 6,а наведена схема U-подібного диференційного манометра, що складається з U-подібної скляної трубки, яка приблизно до середини заповнена робочою рідиною. Частини трубки приєднуються з місцем вимірювання тиску. Під дією різниці тисків робоча рідина в частинах переміщається. Покази h манометра пов'язані з різницею тисків на рівнях робочої рідини співвідношенням
(1.12)
де - щільність робочої рідини.
Щоб визначити різницю тисків, потрібно виразити тиски і через тиски і :
де - щільність рідини, що заповнює з'єднувальні трубки приладу.
З попередніх співвідношень випливає, що
але оскільки
(де - різниця висот розташування точок вимірювання), то
(1.13)
(1.14)
Таким чином, покази приладу визначає різниця гідростатичних напорів в точках вимірювання. При
(1.15)
Різниця тисків у метрах стовпа рідини
(1.16)
Для ртутно-водяного приладу можна приймати, що
(1.17)
Поправки на капілярність для диференційного манометра малі і звичайно не враховується.
Продувка сполучних трубок для манометра, здійснюється при закритих робочих вентилях 1 і відкритих продувочних вентилях 2.
Проливка сполучних трубок манометра, здійснюється для кожної частини по черзі. Для продувки лівої частини закривається правий робочий вентиль 1 і відкриваються зрівняльний 3 і лівий продувочний 2 вентилі. Рідина по лівій сполучній трубці через лівий продувочний вентиль виходить в атмосферу. Післяпродувки лівої частини продувається права, для чого закривається лівий робочий вентиль 1 і відкривається правий продувочний вентиль 2.
Диференційний п'єзометр являє собою дві скляні трубки 1 і 2, приєднані нижніми кінцями до місць вимірювання тисків. Верхні кінці трубок закріплені в колодязі 3,що має канал 4, за допомогою якого трубки з'єднуються. Канал 4 через вентиль з'єднується з повітряною лінією, з якої в трубки підводиться повітря під тиском , меншим, ніжтиски і . Для підключення приладу і видалення повітря з рідини в трубках встановлені триходові крани 5 і 6. Під дією різних по величині тисків і рідина в трубках встановлюється на різних висотах і , так, що
, (1.18)
(1.19)
де - покази приладу (різниця рівнів рідини в п'єзометрах);
- різниця висот рівнів точок вимірювання.
При
(1.20)
При цьому покази приладу не залежить від тиску повітря. Останній підводиться до приладу для того, щоб понизити рівні рідини в трубках до прийнятної висоти.
Переваги і недоліки рідинних приладів
Основними перевагами рідинних приладів є простота конструкції і висока точність вимірювання. Похибки вимірювання в цих приладах можуть викликатися неточностями шкал, помилками в величинах щільностей і помилками при відліках висот стовпів рідини. Оскільки помилки шкал і помилки в щільностях звичайно незначні в порівнянні з помилками в відліках висот, то можна прийняти, що точність вимірювання тиску рідинними приладами практично не залежить від точності вимірювання висот.
Наприклад, при відліку висоти від постійного нуля по міліметровій шкалі неозброєним оком абсолютна максимальна похибка спостерігача не перевищує ±0,5 мм. Якщо для вимірювання висоти необхідно знімати два відліки, то похибка збільшується до ±1 мм. Відносна похибка тим менше, чим більше вимірюваний тиск. Для збільшення точності відліків прилади обладнують спеціальними ноніусами чи оптичними пристосуваннями. Для збільшення точності при вимірюванні малих тисків у газах (до 500 мм вод.ст.) в приладах в якості робочої рідини застосовують легкі рідини (наприклад, спирт). З цією ж метою використовують чашкові мікроманометри з похилою трубкою і похилою шкалою (рис. 8). Показом такого приладу є величина зміщення рідини в трубці. Надлишковий тиск на поверхні рідини в чашці
(1.21)
де - щільність робочої рідини;
- кут нахилу трубки до горизонту.
Точність приладу зростає зі зменшенням кута нахилу трубки, тому що при цьому збільшуються покази приладу, які відповідають даному тиску . Прилади з похилою трубкою застосовують для вимірювання тисків, що рівні 25...150 мм вод. ст.
Основним недоліком рідинних приладів є вузькість діапазону вимірюваних тисків, які не перевищують 0,4 МПа (4 атм) для ртутних манометрів. При великих тискахприлади стають занадто громіздкими. До недоліків рідинних приладів відносяться також крихкість скляних трубок і для збільшення діапазону вимірюваних тисків необхідно користуватися ртуттю й іншими рідинами, пари яких отруйні. Щоб запобігти викидання ртуті в атмосферу, ртутні прилади обладнують ртутезахоплювачами.
Завдяки простоті конструкції, стабільності показів і легкодосяжної високої точності вимірювання рідинні прилади широко застосовуються в лабораторній практиці, а також в якості зразкових для градуювання шкал і перевірки інших приладів.
Правила користування рідинними приладами
Місце встановлення приладу повинно бути обране так, щоб спостереження за показами не було утруднене.
Прилад повинен бути встановлений вертикально і заповнений робочою рідиною до нуля шкали.
Отвір для приєднання приладу повинен бути малим (0,5...2 мм); вісь його повинна бути нормальна до стінки резервуара; краї отвору повинні бути ретельно оброблені і не повинні мати сколів чи тріщин.
Перед вимірюванням манометри і дифманометри необхідно продути (видалити повітря з рідини, що заповнює прилад і сполучні трубки). Для цього на сполучних трубкахприладів передбачені триходові крани чи спеціальні вентилі. При вимірюванні вакууму сполучна лінія вакуумметра попередньо заповнюється повітрям.
В результат вимірювання вносять поправки на систематичні похибки через капілярність, зниження рівня в чашці, температурних змін і змін прискорення вільного падіння в залежності від географічної широти місцевості.
Похибка через капілярність може бути зменшена при використанні трубок великих діаметрів (10...15 мм для води і 6...9 мм - для ртуті). Похибку через опускання рівня в чашці можна зменшити, якщо використовувати чашки великих діаметрів.
Поправка на зміну прискорення вільного падіння при зміні географічної широти місця розташування приладу, а також поправка на зміну довжини шкали і щільності робочої рідини від температури навколишнього середовища вносять лише при значних змінах цих величин. При врахуванні впливу температури необхідно пам'ятати, щоградуювання і перевірку приладів роблять при температурі .
1.3 Пружинні прилади
Манометр з одновитковою трубчастою пружиною. Основною деталлю приладу є зігнута по дузі кола трубка, що має в перерізі овальну форму. Велика вісь овалу перпендикулярна площині осі трубки. Один з кінців трубки запаяний. Вимірюваний тиск передається всередину трубки через другий відкритий її кінець.
Під дією тиску овальний переріз трубки деформується: велика вісь овалу зменшується, а мала збільшується. При такій деформації кожного перерізу довжина однієїчастини волокон матеріалу трубки збільшується, а іншої - зменшується. Завдяки виникаючим напругам (на волокнах - розтягуючих, на волокнах -стискаючих) з'являється момент , що розгинає трубку. При цьому стрілка приладу, зв'язана з вільним кінцем трубки через передавальний механізм, повертається на деякийкут, що пропорційний виміряному тиску.
Відкритий кінець порожньої трубки 1 вставлений у тримач 6, що закріплений на корпусі 3 манометра. Штуцер 7 з різьбою для приєднання приладу до місця вимірювання виконаний як одне ціле з тримачем. Всередині штуцера і тримача є канал, що з'єднується з внутрішньою порожниною трубки 1. У верхній частині тримача 6 розміщені дві пластини, що служать для закріплення на них передавального механізму. Передавальний механізм складається з зубчатого сектора 2, що може повертатися разом зі своєю віссю в отворах пластин, як у підшипниках. З однієї сторони сектор 2 зв'язаний через повідок 5 з вільним кінцем порожньої трубки, а з іншого боку - він знаходиться в зачепленні з трубкою (маленькою шестернею), на осі якої закріплена стрілка 8. Трубка оснащена спіралеподібним волоском, що з'єднує її збудь-якою нерухомою деталлю механізму, найчастіше з тримачем. Силою пружності волоска трубка притиснута до сектора, що усуває вплив проміжків передавального механізму на точність показів приладу. При розгинанні трубки її вільний кінець переміщається, повідок 5 повертає сектор 2, разом з яким повертається трубка зі стрілкою і кінець стрілки при цьому ковзає по шкалі, що нанесена на циферблаті 9. Переміщення вільного кінця трубки в деяких межах зміни тиску пропорційне тиску, що діє на неї, тому шкали приладів рівномірні.
Вакуумметр із трубчастою пружиною конструктивно такий же, як і манометр. При впливі на внутрішню порожнину трубки тиску, який менший від атмосферного, трубка згинається.
Деякі трубчасті прилади вимірюють не тільки надлишковий тиск, але і вакуум. Такі прилади називаються мановакуумметрами.
В залежності від матеріалу, форми і розмірів трубки трубчасті прилади загального технічного призначення мають шкали з граничними значеннями від 0,5 до 10 000 атм(0,05…1000 МПа) і задовольняють вимоги 0,5…6-го класів точності.
Трубчасті пружини манометрів, які призначені для вимірювання тисків до 250 атм, виготовляють з мідних сплавів, а для вимірювання тисків більше 250 атм застосовують сталеві трубчасті пружини.
Широко поширені зразкові (класів точності 0,2; 0,4) пружинні манометри з трубчастою пружиною і секторним передавальним механізмом. Точність зразкових приладівзбільшена завдяки високій якості матеріалу трубки (зменшена пружна післядія), ретельній підгонці передавального механізму, застосуванню умовних шкал і стрілок, вказівний кінець яких встановлений на ребро у вигляді леза. Число поділок на умовній шкалі велике (переважно 100) і ціна поділки мала; відлік показів приладу здійснюється з великою точністю, що зменшує похибку спостереження.
Прилади з мембранною пружиною. Пружним елементом мембранного приладу є мембрана 2 що являє собою гофровану металеву пластинку, яка закріпленаміж фланцями нижньої і верхньої частин корпуса приладу.
На мембрану через канал штуцера 1 передається тиск, під дією якого мембрана прогинається. Через повідок 3, зубчатий сектор 4 і трибку прогин передається на стрілкуприладу, що ковзає по шкалі. Мембранні прилади застосовують для вимірювання вакууму і надлишкового тиску, які не перевищують 2,5 МПа (25 атм).
Переваги і недоліки пружинних приладів
Портативність, універсальність, простота конструкції і застосування, величезний діапазон вимірюваних тисків є цінними якостями пружинних приладів, що обумовили їх широке застосування. Основним недоліком пружинних приладів є нестабільність їх показів, яка викликана рядом причин: пружною післядією деформуючого елемента, поступовою зміною пружних властивостей цього елемента, можливим виникненням залишкової деформації в ньому, зносом передавального механізму. Зазначені недолікизмушують періодично перевіряти пружинні прилади для того, щоб підтвердити клас точності чи визначити поправки, які компенсують систематичні похибки приладів.
Правила користування пружинними приладами
Місце встановлення приладу повинно бути вільне від вібрацій і струсів, та обране так, щоб доступ до приладу не був утруднений, і добре освітлений.
Місце відбору тиску повинно бути виконано у вигляді малого отвору з віссю, яка нормальна до стінки резервуара; краї отвору повинні бути чисто оброблені.
Під час вимірювання прилади повинні бути встановлені у робоче положення - вертикально і штуцером вниз.
Прилади повинні включатися і відключатися шляхом повільного відкривання і закривання крана чи вентиля, який встановлений на трубці, що з'єднує прилад з місцем вимірювання.
Перед відліком показів рідина в сполучній трубці повинна бути звільнена від повітряних пухирців (при вимірюванні надлишкового тиску) чи заповнена повітрям (при вимірюванні вакууму), для чого на трубках встановлюються триходові крани і повітряні баки.
Перед початком і після закінчення вимірювання повинно перевірятись встановлення стрілки на нуль.
При відліку око повинно встановлюватися в положення, при якому промінь зору спостерігача перпендикулярний до площини циферблата і проходить через кінець вказівної стрілки приладу.
В покази приладу вносять поправку на його положення, якщо сполучна трубка заповнена рідиною.
1.4 Електричні прилади
Дія електричних приладів для вимірювання тиску основана на властивості провідників змінювати електричний опір при деформації. Електричний провідниковий датчиктиску являє собою тонкий дріт 1 (діаметром 0,026…0,03 мм), який виготовлений зі сплаву з високим електричним опором і вигнутий, як показано на рис. 12. Дріт розміщений між двома шарами ізоляційної плівки 2. Для вимірювання тиску датчик наклеюють на пружний елемент, який деформується під дією тиску, що вимірюється, і включають в одне з пліч моста Уітстона (опір ).Три інші плеча мосту підбирають так, щоб при розвантаженому датчику міст був збалансований і опір плечей задовольняв умову:
.
Для балансування моста опір одного з плечей роблять регульованим. До вузлів і моста підводять напругу від джерела постійного чи змінного струму.
При збалансованих опорах плечей моста між вузлами і його вимірювальної діагоналі відсутня різниця потенціалів. Вона з'являється при розбалансуванні моста, коли під дією тиску дріт датчика подовжується чи коротшає, і його опір змінюється. Напруга розбалансування пропорційна тиску і фіксується показуючим чи реєструючимприладом. Коефіцієнт пропорційності залежить від властивостей пружного елемента і дроту датчика. Його значення встановлюється таруванням датчика.
Електричні датчики тиску широко використовують при вимірюванні тисків, що змінюються в часі. Добре відпрацьовані електричні схеми дозволяють вимірювати датчиками пульсуючі тиски з похибкою не більш 2%. Похибки обумовлені гістерезисом деформованих елементів, температурними впливами і похибками електричних схем.
Перевагами датчиків є малі розміри і маса, можливість вимірювати малі тиски, мала інерційність, доступність дистанційних вимірів.
1.5 Поршневі прилади
Вантажопоршневий манометр складається з циліндра 3, який заповнений рідиною, і плунжера 2, що пришліфований до циліндра й нижнім кінцем опущений в рідину. Проміжок між циліндром і плунжером не перевищує декількох мікрометрів на сторону. Ущільнення між плунжером і циліндром відсутні. На верхньому кінці плунжера встановлена тарілка 1 для розміщення вантажів (вантажоприймальна тарілка).
Порожнина циліндра з'єднується з місцем вимірювання трубкою 4 із триходовим краном 5. При вимірюванні тиску кран 5 відкритий і на плунжер, крім його власної ваги , діє сила тиску рідини, рівна (де - вимірюваний тиск, - площа плунжера).
Вимірювання тиску зводиться до підбора вантажу , при якому вага рухливої частини приладу зрівноважить силу тиску, що вимірюється, і силу тертя між плунжером і рідиною, яка витікає через проміжок. При вимірюванні тиску поршень з вантажами приводиться в обертання (від руки чи за допомогою приводу), завдяки чому забезпечується концентричне розташування поршня всередині циліндра, що виключає контакт між їх поверхнями. Рідина, що просочується через проміжок, змащує поверхніпоршня і циліндра. При рівновазі поршня
(1.22)
де
- радіус плунжера;
- ширина радіального проміжку між плунжером і циліндром;
тобто
(1.23)
тут - середній радіус проміжку;
- ефективна площа плунжера.
Величина встановлюється експериментально і приводиться в паспорті приладу. В деяких випадках в паспорті у виді таблиці даються співвідношення між і ; іноді такі співвідношення задаються маркуванням вантажів в одиницях тиску.
Вантажопоршневі прилади є приладами високої точності (класу від 0,005 до 0,2). Застосовуються вони як для вимірювання, так і для перевірки інших приладів.
В останні роки розроблені вантажопоршневі прилади, що придатні для вимірювання невеликих тисків і вакууму, а також для вимірювання різниці тисків і атмосферного тиску. Правила користування вантажопоршневими манометрами
Манометр повинен бути встановлений за рівнем так, щоб площина вантажоприймальної тарілки була горизонтальною. Перед вимірюванням повітря з внутрішніхпорожнин приладу слід видалити.
Температура при вимірюванні повинна бути 15…30° С.
Щоб забезпечити проміжок між плунжером і стінкою циліндра, плунжер повинен приводитися в обертання. Частота обертання плунжера повинна складати 30…120 об/хв.
В результати вимірювання повинні бути внесені поправки на зміну проміжку (ефективної площі плунжера) внаслідок зміни тиску і температури.
Перевірка технічних і лабораторних пружинних манометрів
Мета перевірки визначається призначенням приладу. Якщо прилад технічний, то при перевірці встановлюють належність приладу до присвоєного йому класу точності. Клас точності засвідчується клеймом на циферблаті манометра. Якщо прилад лабораторний, то метою перевірки є визначення величин поправок , що компенсують основну систематичну похибку при різних показах приладу. В цьому випадку результат перевірки оформляють у вигляді графіка (тарувального) залежності
При перевірці будь-якого приладу порівнюють покази приладу, що перевіряється, з показами зразкового.
При виборі зразкового приладу для перевірки враховують наступні вимоги:
1) верхня межа зразкового приладу повинна перевищувати верхню межа приладу, що перевіряється;
2) максимальна абсолютна похибка зразкового приладу повинна бути, принаймні, в чотири рази менша максимальної абсолютної похибки приладу, що перевіряється.
Установка для перевірки пружинного манометра складається з трубки 6, до якої через вентильні крани 5, 1 і 8 приєднані відповідно бак з маслом 4,грузопоршневий зразковий манометр 3 і манометр 7, що перевіряється. Трубка 6 заповнюється маслом, що надходить з бака 4 через кран 5. Для зміни тиску масла до трубки 6приєднаний пресовий пристрій, який являє собою циліндр 9 з поршнем 10, що переміщається в ньому. Переміщення поршня здійснюється обертанням його гвинтового штока11 маховиком 12. Усі пристрої розміщені на підставці, ніжки якої виконані у вигляді мікрометричних гвинтів. Установка обладнана рівнем.
При виконанні перевірки необхідно дотримуватись наступних вимог:
1) установка повинна розташовуватися в місці вільному від вібрацій;
2) температура в приміщенні не повинна виходити за межі 17…23° С;
3) перед перевіркою манометрів, які призначені для вимірювання тиску >0,16 МПа (1,6 атм), з рідини, що заповнює установку, необхідно видалити повітря; манометри для вимірювання тиску <0,16 МПа (1,6 атм) необхідно перевіряти на установці, заповненій повітрям;
4) включати і виключати прилади необхідно шляхом повільного відкривання і закривання кранів;
5) відлік показів приладів повинен виконуватись після легкого постукування по приладу зігнутим пальцем;
6) при відліку напрямок зору спостерігача повинен бути перпендикулярним до циферблату приладу і проходити при цьому через вказівний кінець стрілки;
7) при перевірці лабораторних і зразкових манометрів покази приладу повинні відраховуватися з точністю до 0,1 поділки шкали.
Пружинний манометр перевіряють в такій послідовності:
1. Прилад, що перевіряється, приєднують до установки.
2. Перевіряємий і зразковий прилади відключають від пресового пристрою кранами 1 і 8.
3. Циліндр пресового пристрою заповнюють маслом, для чого відкривають кран 5 і обертанням маховика 12 поршень спочатку встановлюють у крайнє ліве положення, а тоді у крайнє праве положення. Після цього кран 5 закривають.
4. Мікрометричними гвинтами прилад встановлюють у горизонтальне положення. Горизонтальність контролюють за рівнем.
5. Призначають точки повірки шкали приладу. Останні повинні бути рівномірно розподілені по шкалі. Число точок, що перевіряються, залежить від класу точностіприладу. Манометри класів 4…6 перевіряють у трьох точках, класів 1…2,5 - у п'ятьох, класів 0,5 і вище - в десятьох. Значення тиску у призначених для повірки точкахзаписують в протокол.
6. Початкове положення вказівної стрілки приладу, що перевіряється, записують в протокол.
7. Під плунжером зразкового вантажопоршневого манометра створюють тиск , що рівний тиску в першій точці, яка призначена для повірки. Вантаж, що відповідає цьому тиску (вагу вантажу визначають по повірочному показу зразкового вантажопоршневого манометра), поміщають на грузоприймальну тарілку, відкривають кран 8 і поршень пресового пристрою вводять у циліндр до положення, при якому плунжер спливе і тарілка розташується на рівні покажчика (рис. 18). При цьому плунжер приводитьсяв обертання (з частотою до 120 об/хв), що перешкоджає відхиленню осі плунжера від вертикального положення і появі сил сухого тертя між плунжером та стінкою циліндра.
8. Включають манометр, що перевіряється, для цього відкривають кран 8. При цьому грузоприймальну тарілку зразкового приладу підтримують на рівні покажчика 2. Після постукування по корпусі манометра, що перевіряється, в протокол записують його покази , а також зсув стрілки в результаті постукування.
9. Операції 7 і 8 повторюють для всього ряду послідовно зростаючих тисків, що відповідають наміченим для повірки точкам .
По досягненні максимального тиску зразковий і манометр, що перевіряється, витримують під тиском протягом 5 хв. Потім повірку роблять при тих же умовах, але послідовно знижують тиск . При цьому знімають покази манометра, що перевіряється, і зсув стрілки від постукування.
10. Повторюють дослід в тій же послідовності.
11. Записують до протоколу положення стрілки манометра, що перевіряється, після розвантажування.
Результати повірки обробляють у такій послідовності.
Обчислюють середнє арифметичне показів манометра, що повіряється, які отримані при даному тиску :
Оскільки операція усереднення практично виключає випадкові похибки вимірювань, то отримане значення відрізняється від істинного діючого тиску тільки навеличину систематичної похибки. За істинний діючий тиск в досліді приймають покази зразкового манометра на тій підставі, що точність зразкового манометра вище точності манометра, який повіряється. При кожному, призначеному для повірки, тиску обчислюють абсолютну систематичну похибку вимірювання
і максимальну розбіжність показів приладу.
Результати повірки оформляють наступним чином:
1. Для приладу технічного призначення визначають максимально-допустиму класом точності похибку . Якщо перевищує отриману при повірці найбільшу абсолютну систематичну похибку, найбільшу розбіжність показів приладу, найбільше відхилення стрілки від нульового положення при розвантаженому приладі, а зсув стрілки від постукування менше половини цієї величини, то повірка підтверджує клас точності приладу і прилад допускається до експлуатації. 2. Для лабораторного приладу обчислюють поправки до показів у кожній точці, що перевіряється
По величинах і будують графік залежності
Для побудови графіка на координатній площині зображують точки з абсцисами і ординатами . Тоді отримані точки з'єднують відрізками прямих.
2. Методи вимірювання тиску
Методи вимірювання тиску :
1. Ваговий метод;
2. Пружинний метод;
3. Силовий метод;
4. Частотний метод;
5. Пьезорезісторний метод;
6. Термокондуктівний метод;
7. Іонізаційний метод;
8. Електрокінетіческій метод.
Відомі такі основні методи вимірювання тиску: ваговій, пружинний, силовий, частотний, пьезорезісторний, термокондуктівний, іонізаційний і електрокінетіческій. Розглянемо особливості цих методів.
2.1 Ваговий метод
Ваговий метод заснований на зрівноважуванні сил тиску вагою стовпа рідини або еталонного вантажу. Побудовані за цим методом поршневі манометри практично незастосовні на літальних апаратах за великих погрішностей при нахилах і прискореннях.
2.2 Пружинний метод
Пружинний метод заснований на залежності деформації пружного чутливого елемента від прикладеного тиску. У манометрах деформація передається на відліковий пристрій (рис.1), а в датчиках перетворюється в електричну величину, яка і служить вихідним сигналом. Область тисків, вимірюваних пружинними манометрами і датчиками, лежить в межах від декількох мм вод. ст. до сотень атмосфер.
2.3 Силовий метод
Силовий метод заснований на залежності сили або моменту сил, що розвиваються непружних або пружним чутливим елементом, від прикладеного тиску. За цим методом будуються два різновиди приладів і датчиків тиску:
а-силові датчики прямого перетворення в яких розвивається чутливим елементом сила перетворюється за допомогою електричного перетворювача в електричну величину; як електричних перетворювачів можуть бути використані вугільні, напівпровідникові, п'єзоелектричні, магнитоупругие елементи;
б - прилади і датчики з силовою компенсацією в яких сила, що розвивається чутливим елементом, врівноважується силою, створюваною компенсуючим елементом. В залежності від типу компенсуючого пристрою вихідним сигналом може служити сила струму лінійне або кутове переміщення.
Силовий метод застосуємо для вимірювання тисків в тих же межах, що і пружинний метод.
2.4 Частотний метод
Частотний метод заснований на залежності частоти власних коливань тонкостінного циліндричного резонатора від різниці тисків, що діють на його внутрішню і зовнішню поверхні. Датчики, побудовані за цим методом (рис.5), називаються вібраційними датчиками тиску (вдд).
За допомогою електронної схеми періодично порушуються власні коливання резонатора або він постійно знаходиться в автоколивальних режимі. Вихідним сигналом вдд може служити частота електричних імпульсів, що дозволяє використовувати вдд в системах з цифровими обчислювальними машинами.
2.5 П'єзорезисторний метод
Пьезорезісторний метод заснований на залежності електричного опору провідника або напівпровідника від величини впливає на нього тиску. На рис.6, азображена схема пьезорезісторного датчика тиску, чутливим елементом якого є манганіновим дріт діаметром 0,03-0,05 мм.
При подачі тиску в 1000 кГ / см 2 опір змінюється всього на 0,2%. Тому резисторні датчики з дротовим чутливим елементом застосовні для вимірювання дуже високих тисків (десятки тисяч атмосфер). Напівпровідникові чутливі елементи (ферити, керамічні п'єзоелектрики та ін) володіють вищою чутливістю, ніж дротові, але їх характеристики нестабільні і суттєво залежать від температури.
2.6 Термокондуктівний метод
Термокондуктівний метод заснований на залежності теплопровідності газу від його абсолютного тиску (при малих абсолютних тисках). При протіканні по дроті електричного струму, сила якого підтримується постійною, температура нагріву дроту буде залежати від теплопровідності навколишнього газу, яка лінійно змінюється залежно від тиску в області малих тисків. Температуру дроту можна вимірювати за допомогою привареною до неї термопари, якщо ж застосувати матеріал з великим температурним коефіцієнтом, то про температуру нагріву можна судити по зміні опору дроту. Чутливість термокондуктівних датчиків залежить від складу газу.
Область застосування термокондуктівного методу вимірювання тиску обмежена межами 10 10 -3 мм рт.ст.
2.7 Іонізаціонний метод
Іонізаційний метод заснований на залежності ступеня іонізації газу від тиску. В залежності від типу датчика іонізація газу створюється за рахунок електронної емісії або радіоактивним випромінюванням. Електронний датчик являє собою трьохелектродної електронну лампу з розжарюються катодом, всередину якої подається вимірюваний тиск р. При наявності різниці потенціалів між анодом і катодом, що перевищує іонізаційний потенціал газу, молекули газу іонізуються електронами, що летять від катода до анода. При цьому на негативно зарядженої сітці утворюються позитивні іони і створюється сітковий іонізаційний струм, величина якого при р = 10 -3 мм рт. ст. пропорційна абсолютному тиску, якщо анодний струм постійний. Вихідною величиною датчика служить іонізаційний струм.
Область застосування електронного датчика - від 10 -3 до 10 -8 мм рт. ст., величина сіткового струму при цьому становить 10 -4 10 -7 а.
Різновидом іонізаційних манометрів є магнітний електророзрядний манометр, що відрізняється від розглянутого вище відсутністю розжарення катода. Молекули газу, тиск якого вимірюється, іонізуються вільними електронами, які рухаються з великою швидкістю від катода до анода, під впливом високого анодної напруги від сотень до декількох тисяч вольт. Для збільшення довжини вільного пробігу електронів (з метою підвищення ймовірності їх зіткнення з молекулами газу) між катодом і анодом створюється магнітне поле, викривляє траєкторію, руху електронів, які рухаються при цьому по спіралі. Сила струму газового розряду має порівняно велику величину-сотні мікроампер, і може бути виміряна без попереднього підсилення. Межі виміру магнітних газорозрядних манометрів 10 -6 1 мм рт. ст.
Радіоактивний датчик тиску відрізняється від електронного тим, що іонізація молекул газу створюється під впливом -частинок (позитивно заряджених ядер гелію), що утворюються при розпаді радіоактивної речовини з досить великим періодом напіврозпаду. В якості джерел випромінювання використовуються препарати радію, полоній-210, плутоній-239. Шар речовини завдано на один з двох електродів, поміщених всередину камери, в яку подається вимірюваний тиск. Послідовно з електродами включено опір і підведена напруга U. Вихідний величиною служить іонізаційний струм I або падіння напруги, створюване цим струмом на опорі R. Це напруга можна підсилити за допомогою підсилювача з високим вхідним опором.
Hедоліком радіоактивних датчиків є мала величина іонізаційного струму (10 -9 - 10 -16 а), внаслідок чого до ізоляції електродів і вхідного ланцюга підсилювача пред'являються високі вимоги. Зокрема, у вхідному каскаді підсилювача необхідно застосовувати електрометричні лампи. Тиску, вимірювані радіоактивними датчиками, лежать в межах 10 -3 -10 3 мм рт. Ст.
2.8 Електрокінетіческій метод
Електрокінетіческій метод заснований на виникненні електрокінетичного потенціалу полярної рідини при її перетікання через пористу діафрагму. Побудований за цим методом датчик тиску, містить діафрагму з кераміки, вміщену всередину циліндричного об'єму, обмеженого двома мембранами і заповненого полярної рідиною (наприклад, розчином йодистого калію з невеликою добавкою йоду, негативні іони якого є носіями зарядів). При впливі на мембрани різниці тисків частина рідини перетікає крізь діафрагму, причому утворюється різниця потенціалів, що знімається двома платиновими електродами, поміщеними по обидві сторони діафрагми. Електрокінетичні датчики застосовні для вимірювання змінних тисків, так як при постійному тиску перетікання рідини через діафрагму з плином часу припиняється. Частотний діапазон вимірюваного тиску може бути від десятих часток до декількох сотень герц, діапазон вимірюваних тисків-від тисячних часток до десятків атмосфер. Недоліком електрокінетичних датчиків, крім неможливості вимірювання постійних тисків, є велика температурна похибка.
Оцінимо розглянуті методи з точки зору їх застосовності на літальних апаратах.
Перевагою електричних методів, що лежать в основі кондуктометричні, пьезорезісторних, іонізаційних (електронних, газорозрядних і радіоактивних) датчиків, є можливість перетворення тиску в електричний сигнал без застосування рухливих частин; однак цим датчикам властиві певні недоліки, через які вони не знаходять широкого застосування на літальних апаратах: кондуктометричний та електронний датчики діють лише в області низьких тисків, а пьезорезісторние-дуже високих; радіоактивні датчики володіють малою чутливістю.
З електричних методів виміру тиску практичне застосування має іонізаційний метод; іонізаційні датчики використовуються на космічних літальних апаратах для вимірювання малих тисків верхніх шарів атмосфери.
Електрохімічні датчики поки не знаходять практичного застосування, так як вони непридатні для вимірювання повільно вимірювати тиск і, крім того, мають великі температурні похибки.
Електромеханічні методи-силової і пружинний-більш придатні для вимірювання тиску на літальних апаратах, тому що дозволяють будувати датчики, що діють в широких межах-від тисячних часток до сотень і навіть тисяч атмосфер. Найбільш простий силовий метод прямого перетворення, але його застосування обмежене через недостатню точності елементів, що перетворюють розвивається чутливим елементом зусилля в електричний сигнал; що стосується п'єзоелектричних перетворювачів, то вони непридатні для вимірювання повільно змінюються тисків.
Метод силової компенсації більш перспективний з точки зору підвищення точності вимірювання тиску, але датчики, побудовані за цим методом, порівняно складні, що дещо обмежує застосування даного методу.
У зв'язку з розвитком бортових цифрових обчислювальних машин перспективним є частотний метод вимірювання тиску, який поки ще недостатньо опрацьований.
Найбільш широке застосування на літальних апаратах усіх класів знайшов пружинний метод, що забезпечує досить точне вимірювання тиску в потрібному діапазоні. Нижче розглядаються більш докладно пружинні манометри та датчики тиску, а також електричні дистанційні манометри.
3. ІМІТАЦІЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ВИМІРУ ТИСКУ БАРОМЕТРОМ
Барометр - це пристрій для вимірювання атмосферного тиску. Основною частиною більшості барометрів є герметична коробочка, заповнена газом. Вона називається анероїдом. Користуватися приладом дуже просто, достатньо подивитися, куди вказує його стрілка.
3.1 Види барометрів, принцип їх дії
Барометри можуть бути анероїдні і ртутними. Слово «анероїд» означає «безжідкостний». Принцип дії такого барометра досить простий: зміни атмосферного тиску призводять до зміни геометричних розмірів анероїда, в результаті стрілка на шкалі переміщається. Такі барометри не містять в собі небезпечних елементів, тому підходять для використання в домашніх умовах, в умовах туристичного походу. Крім анероїдних, існують і ртутні прилади, в яких для вимірювання атмосферного тиску застосовується ртуть. Під дією атмосферного тиску змінюється висота ртутного стовпа. Показання цих барометрів є більш точними, саме такі прилади застосовуються на метеорологічних станціях. Ртуть та її пари становлять небезпеку для людини, тому подібні пристрої не використовують в домашніх условіях.В продажу можна знайти електронні барометри, як правило, вони входять до складу домашніх метеостанцій. Такі комплексні прилади вимірюють також ряд інших величин (наприклад, температуру і вологість повітря) і дозволяють досить точно спрогнозувати погоду на найближчий час. Цифрові пристрої менш чутливі до трясці, тому їх добре використовувати в морських подорожах.
3.2 Використання барометра
Користуватися анероїдні барометром нескладно. Потрібно подивитися, на яке значення вказує стрілка приладу. На шкалі барометра є зони, які позначені як «посуху», «ясно», «змінно», «дощ», «шторм», а також ділення із зазначенням абсолютних значень. Якщо тиск знижується - очікуються опади, якщо підвищується - буде ясно. Як правило, барометр має дві стрілки - одну рухливу, вона пов'язана з анероїдні коробочкою, а другу можна повертати. Якщо її поєднати зі стрілкою, що показує величину атмосферного тиску, через деякий час можна спостерігати, в який бік відхилиться рухома стрілка. Нормальним вважається атмосферний тиск 760 мм рт. ст. при температурі повітря 15оС на так званому рівні моря. Домашні барометри можуть вимірювати його величину в діапазоні 700-800 мм рт. ст. на висоті не більше 300 м над рівнем моря. Падіння тиску означає погіршення погодних умов, наближення дощів чи снігопадів. Зони з низьким тиском називаються циклонами. Антициклони - це зони з підвищеним тиск, їх наближення означає настання гарної погоди. Барометр налаштовують, якщо його показання відрізняються від показань місцевої метеостанції більше, ніж на 8 мм рт. ст. Для цих цілей передбачений регулювальний гвинт, що знаходиться в задній частині корпусу. При налагодженні потрібно повернути його на кут не більше 45 градусів.
...Подобные документы
Що таке тиск та від чого залежить його значення. Одиниці вимірювання тиску та сили тиску. Напрямок дії сили тиску. Як можна змінити тиск. Що потрібно робити, щоб збільшити або зменшити тиск, створюваний тілом. Розрізнення понять тиску та сили тиску.
презентация [2,0 M], добавлен 16.12.2012Ізотермічний процес. Закони ідеальних газів: закон Бойля-Маріотта, закон Гей-Люссака, закон Шарля. Визначення атмосферного тиску за допомогою ізотермічного процесу розширення чи стиснення повітря. Дослід Торрічеллі. Точність вимірювання тиску.
лабораторная работа [129,0 K], добавлен 20.09.2008Особливості та принципи виконання електричних вимірювань неелектричних величин. Контактні та безконтактні методи вимірювань. Особливості вимірювання температури, рівня, тиску, витрат матеріалів. Основні різновиди перетворювачів неелектричних величин.
контрольная работа [24,6 K], добавлен 12.12.2013Аналіз методів та засобів вимірювання рівня рідини засобами вимірювальної техніки. Основні принципи та класифікація рівномірів. Поплавкові і буйкові прилади як найбільш прості прилади виміру, їх принцип дії. Склад та настройка ємнісних перетворювачів.
реферат [1,7 M], добавлен 11.12.2009Принцип дії основних електричних вимірювальних приладів. Будова приладів магнітоелектричної, електромагнітної, електродинамічної, теплової, вібраційної, термоелектричної, детекторної та індукційної систем. Історія створення електровимірювальних приладів.
реферат [789,2 K], добавлен 12.12.2013Опис основних фізичних величин електрики та магнетизму. Класифікація ватметра по призначенню та діапазону (низькочастотні, радіочастотні, оптичні). Характеристика аналогових приладів вимірювання активної потужності в однофазних колах змінного струму.
реферат [1,0 M], добавлен 07.02.2010Процедура оцінювання невизначеності вимірювання. Її впровадження в метрологічну практику. Порівняльний аналіз концепцій похибки та невизначеності вимірювання. Знаходження коефіцієнту охоплення. Процедурні етапи оцінювання невизначеністі вимірювання.
презентация [584,2 K], добавлен 17.04.2014Вимірювання рівня кислотності розчинів, складу газових сумішей. Схема термокондуктометричного газоаналізатора. Показники концентрації окремих хімічних речовин у водяних розчинах. Значення та принцип роботи приладів, що визначають вологість речовин.
реферат [420,6 K], добавлен 12.02.2011Принципи побудови цифрових електровимірювальних приладів. Цифрові, вібраційні, аналогові та електромеханічні частотоміри. Вимірювання частоти електричної напруги. Відношення двох частот, резонансний метод. Похибки вимірювання частоти і інтервалів часу.
курсовая работа [1001,3 K], добавлен 12.02.2011Класифікація планарних оптичних хвилеводів. Особливості роботи з хлороформом. Методи вимірювання показника заломлення оптичного хвилеводу. Спектрофотометричні методи вимірювання тонких плівок. Установка для вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 29.04.2013Особливості поглинання енергії хвилі коливальними однорідними поверхневими розподілами тиску. Характеристика та умови резонансу. Рекомендації щодо підвищення ефективності використання енергії системою однорідних осцилюючих поверхневих розподілів тиску.
статья [924,3 K], добавлен 19.07.2010Контактні методи вимірювання температури полум’я та особливості їх застосування. Метод абсолютної та відносних інтенсивностей спектральних ліній. Безконтактні методи вимірювання температури полум’я. Визначення "обертальної" та "коливальної" температури.
курсовая работа [247,0 K], добавлен 04.05.2011Класифікація теплообмінних апаратів. Теплова схема промислової теплоенергоцентралі з турбінами типа Т. Розрахунок підігрівників живільної води низького тиску та багатоступеневої випарної установки. Вибір оптимального варіанту багатоступеневої системи.
курсовая работа [868,3 K], добавлен 19.03.2014Характеристика світла як потоку фотонів. Основні положення фотонної теорія світла. Визначення енергії та імпульсу фотона. Досліди С.І. Вавилова, вимірювання тиску світла. Досліди П.М. Лебєдева. Ефект Компотна. Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.
лекция [201,6 K], добавлен 23.11.2010Визначення порушень в схемах обліку електроенергії, аналіз навантаження мережі та оцінка розміру фактичного споживання енергії. Методи обробки непрямих, сукупних та сумісних вимірювань. Оцінка невизначеності результату. Правила оформлення результату.
курсовая работа [986,7 K], добавлен 19.09.2014Розробка уроку фізики, на якому дається уявлення про тепловий стан тіла і довкілля. Аналіз поняття "температура", ознайомлення зі способами вимірювання цієї величини. Опис шкал Цельсія, Реомюра, Фаренгейта, Кельвіна. Огляд конструкцій термометрів.
конспект урока [8,4 M], добавлен 20.12.2013Гідравлічний розрахунок газопроводу високого тиску, димового тракту та димової труби. Визначення тиску газу перед пальником. Розрахунок витікання природного газу високого тиску через сопло Лаваля. Розрахунок витікання повітря через щілинне сопло.
курсовая работа [429,8 K], добавлен 05.01.2014Вивчення основних фізичних закономірностей, визначаючих властивості та параметри фототранзисторів, дослідження світлових характеристик цих приладів. Паспортні дані для фототранзистора ФТ-1К. Вимірювання струму через фототранзистор без світлофільтра.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 09.12.2010Загальні відомості про електровимірювальні прилади, їх класифікація, побудови та принципи дії. Вимірювання сили струму, напруги, активної потужності, коефіцієнта потужності. Прилади для вимірювання електричної енергії, опорів елементів кола та котушки.
лекция [117,9 K], добавлен 25.02.2011Класифікація та методи вимірювання. Термодинамічні величини. Термодинамічна температура. Температурний градієнт. Температурний коефіцієнт відносної зміни фізичної величини. Теплота, кількість теплоти. Тепловий потік. Коефіцієнт теплообміну. Ентропія.
реферат [65,6 K], добавлен 19.06.2008
