Средства измерения параметров давления можно разделить на жидкостные, деформационные, грузопоршневые и электрические.
Действие жидкостных средств измерений основано на гидростатическом принципе, при котором измеряемое давление уравновешивается давлением столба затворной (рабочей) жидкости. Разница уровней в зависимости от плотности жидкости является мерой давления.
Простейшим прибором для измерения давления или разности давлений является двухтрубный (или U – образный) манометр (рис. 2.141,а), представляющий собой согнутую стеклянную трубку, заполненную рабочей жидкостью (ртутью или водой) и прикрепленную к панели со шкалой. Один конец трубки соединяется с атмосферой, а другой подключается к объекту, где изменяется давление. Его значение определяется из выраженияP=hrg,
Где р – измеряемое давление, Па; h – разность уровней жидкости, м; r - плотность жидкости, кг/м3; g – ускорение силы тяжести, м/с2
Более удобным средством измерения давления является однотрубный (чашечный) манометр Принцип действия аналогичен
В настоящее время номенклатура жидкостных средств измерения давления существенно ограничена. В большинстве случаев они заменены более совершенными деформационными средствами измерений. К числу средств измерений, которые еще применяются, относятся поплавковые, колокольные и U-образные дифманометры.
Рис. 25 Схема поплавкового дифманометра
Поплавковые дифманометры представляют собой два сообщающихся сосуда (рис. 25). Площадь сечения F широкого сосуда 1 значительно больше площади сечения f узкого сосуда 7. Внутренняя полость сообщающихся сосудов заполняется рабочей жидкостью до нулевой отметки. О значении измеряемой величины судят по указателю 3. При подключении прибора большее давление подается в сосуд 1, а меньшее – в сосуд 7. Колокольные дифманометры представляют собой колокол, погруженный в рабочую жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений (рис. 26). Противодействующая сила создается за счет утяжеления колокола при его подъеме и уменьшения тяжести колокола при его погружении. Достигается это за счет изменения гидростатической подъемной силы, действующей на колокол согласно закону Архимеда.
Рис. 26 Схема колокольного дифманометра
Если давления в измерительных камерах 2 и 3 равны между собой, то колокол 1 находится в среднем положении,
Колокольные дифманометры с гидростатическим уравновешиванием обладают высокой чувствительностью и могут использоваться для измерения малых давлений, перепадов давлений и разрежений.
Некоторые модификации колокольных дифманометров оснащаются преобразователем механического перемещения в токовый унифицированный сигнал для передачи информации на расстояние.
Самым простым по устройству среди жидкостных средств измерения давления является U-образный дифманометр. Дифманометр состоит из двух прямых стеклянных трубок, соединенных по способу сообщающихся сосудов (рис. 27).
Трубки и шкала крепятся на подставку 3 скобами 4, что позволяет удерживать измерительную систему в фиксированноположении и обеспечить стабильность измерения.
Эти приборы нашли широкое применение на производстве, т.к. они надежны, просты в эксплуатации и имеют достаточную точность измерения. К недостаткам можно отнести необходимость постоянного слежения за уровнем рабочей жидкости, т.к. вода сравнительно быстро испаряется.
Поршневые манометры
Впервые поршневой манометр был применен для измерения давления в 1833 г. Парротом и Ленцсм (Российская Академия наук) при изучении сжимаемости воздуха и других свойств газов, причем значение давления для того времени было очень большим (10 МПа
Поршневые манометры –это приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся поршень.
Манометры этого типа отличаются высокой точностью и широким диапазоном измерений
Н а рис.2 изображен простейший поршневой манометр, который состоит из цилиндрического поршня 1, притертого к цилиндру 2 с минимально возможным зазором. Если на нижний торец поршня действует измеряемое давление р, то для его уравновешивания к поршню должна быть приложена сила Р.
Рис. 2. Простейший поршневой манометр