Приборостроение
Шрифт:
2. Высоты столбца:
1) погрешность введена при изготовлении шкалы, принято показания погрешности считать на ±0,5 мм; при использовании оптических устройств удается снизить эту погрешность до ±0,01 мм и даже больше; 2) изменение силы поверхностного натяжения также вносит погрешности, поскольку, по законам гидравлики, смачивается поверхность трубки и подъем жидкости увеличивается. Но в зависимости от этой силы, жидкость может не подниматься.
Уменьшение диаметра до величины <4мм тоже вносит погрешность.
3. Положение
Если отклонение трубки от вертикали составит угол X, то погрешность увеличивается на:
если угол очень небольшой, то согласно законам тригонометрии:
Если манометр изготовлен в 2-трубном исполнении (У-образный), то:
где h1, h2 – уровни жидкостей в соответствующих трубках.
51. Разновидности манометров
Жидкостные манометры: они не позволяют измерять значительных давлений: максимальные показания манометра зависят от самих линейных параметров манометра.
Особенностью этого манометра является то, что середина змееобразной трубки, которая получается после обьединения несколькиходнотрубных манометров У-образной формы, заполняется более легкой жидкостью, чем в рабочих концах.
При определении значений давления показания всех однотрубных или чашечных соединяются в одно.
= h1 + ( – 1)(h2 + h3 + ... + ...hn)
Погрешность, в основном, вносится в измеряемое значение с параметрами и h.
Следовательно, нижняя граница измерений задается ценой деления шкалы, например, манометра. Измерения можно и нужно проводить до тех пор, пока величина погрешности не сопоставима, точнее, меньше либо равно цене деления.
Для получения более точной высоты столба, пользуются оптическими фото– и электронными следящими системами.
Применение металлических труб в этих случаях имеет свои преимущества: можно применять индуктивные следящие системы. При изменении положения манометра по вертикали увеличивается погрешность: но это происходит при х < 15°С.
Точность при наклонных трубках больше при x > 15°C. Более того, повышается чувствительность прибора
(в этом случае, его называют микроманометром):
где – измеряемое давление; х – перемещение уровня жидкости в трубке.
Чувствительность может быть повышена еще значительнее, если воспользоваться двухжидкостным манометром: в манометре У-образная трубка переходит в концах в чашечки и заполнена разными жидкостями, близкими по удельному весу.
Для такого манометра, чувствительность
где – f, F –
Среди наиболее распространенных манометров следует выделить следующие типы манометров: поршневые, пружинные, у которых, в свою очередь, целый ряд разновидностей.
Для измерения давления в газах пользуются их свойствами, связанными с плотностью с, поскольку ~ .
Такие манометры называют компрессионными.
52. Средства измерения гидравлических параметров жидкости
В зависимости от принципа действия, приборов для измерения гидравлических параметров можно выделить много. В качестве работы в них применяются принципы, начиная от перепада давлений до самых современных, например, ядерно-магнитного резонанса (ЯМР).
Наиболее популярны следующие приборы.
Приборы с принципом работы на перепаде давления.
Перепад (разность) давлений измеряется дифференциальным манометром, который называют дифманометром-расходомером.
Перепад давлений можно рассчитать по формулам:
где x – коэффициент расхода сужающего устройства; E – поправочный множитель на расширение измеряемой среды (для жидкостной среды E = 1); F – площадь отверстия сужающего устройства; – удельный вес измеряемой среды в рабочем процессе; g – ускорение свободного падения; = 1 – 2 – перепад давления в сужающем устройстве.
На практике применяют упрощенные виды:
в этих формулах: d – диаметр сужающего отверстия, мм; – искомый перепад давлений, кг/м2; – удельный вес вещества, кг/ч.
Если выразить диаметр через внутренний диаметр D трубопровода:
где m – модуль сужающего устройства, то:
Часто в вышеприведенных формулах удельный вес заменяют на плотность среды , с учетом того, что единицы измерения заменяемых и те же – кг/м3.
Метод измерений гидравлических параметров на перепаде давлений – самый распространенный из-за ряда достоинств: универсальность, широкая номенклатура сред, большой диапазон измерения температуры и многие другие.
53. Ядерно-магнитный резонанс
Корнеизвлекающие устройства могут быть как механическими, так и электронными, работающие на принципе ЯМР.
Если расходомер работает на перепаде давлений, то датчиком искомого давления является поплавок, который помещен в поток измеряемой среды: на поплавок снизу действует выталкивающая его сила и открывает проходное отверстие. В результате устанавливается перепад давлений. Поскольку этот перепад давлений не зависит от самого расхода, то его перемещение принимается за меру расхода.