10.4. Измерение давления газа

Давление (символ р, единица измерения - паскаль, Па) определяют силой, действующей

перпендикулярно плоскости и равномерно по ней распределенной:

р = F/S, (10.1)

где F- сила, ньютон, Н; S - площадь, м².

Единица 1 Н/м² = 1 Па, а 1 атм = 101325 Па, внесистемная единица давления "бар" равна 10⁵ Па.

Для измерения давления широко применяют ртутные и водяные манометры. С ними связаны еще две единицы измерения давления: миллиметр ртутного столба, сокращенно - мм рт. ст., или торр, и миллиметр водяного столба, сокращенно - мм вод. ст., или мм Н₂O.

Обозначение единицы давления "торр" связано с именем Торричелли Эванджелиста (1608 - 1647) - итальянского физика и математика, ученика Г. Галлилея. Торричелли впервые изобрел ртутный барометр. Единица давления 1 торр равна гидростатическому давлению столба ртути высотой 1 мм на плоское основание при 0 °С. Единица давления 1 мм вод. ст. равна гидростатическому давлению столба воды высотой 1 мм на плоское основание при +4 °С.

Соотношения между единицами измерения давления: 1 торр = 133,322 Па 1 атм = 760 торр, 1 торр = 13,5951 мм вод. ст., 1 мм вод. ст. = 9,807 Па = 7,678-10^-2 торр.

Для измерения давления применяют жидкостные, мембранные, пружинные, тепловые и электрические манометры различных конструкций с использованием простых и сложных электронных и оптических схем.

Манометры, предназначенные для измерения атмосферного давления, называют барометрами (от греч. baros - тяжесть и metreo - измеряю), для измерения давления ниже атмосферного - вакуумметрами, а для измерения разности двух давлений ни одно из которых не является атмосферным, - дифманометрами, или дифференциальными манометрами.

Жидкостные манометры. Жидкостные манометры - самые простые и точные приборы для измерения давления. В таком приборе измеряемое давление (или вакуум) либо разность давлений уравновешиваются давлением столба манометрической жидкости, заполняющей прибор. Диапазон измерения давления жидкостными манометрами - от 10^-4 до 10⁵ Па (или от 10^-6 до 760 торр). Жидкостные манометры делят на две большие группы: барометры и вакуумметры. Их применяют в основном для определения давления в лабораторных условиях и для проверки других манометров.

Манометрической жидкостью в жидкостных манометрах чаще всего является ртуть, а при малых диапазонах измерения давления - вода, этанол, толуол, силиконовое масло.

Ртуть в обычных условиях имеет очень небольшое давление пара и обладает неизмеримо малой способностью растворять газы. Однако высокое поверхностное натяжение ртути приводит к тому, что ее мениск даже в достаточно широких трубках имеет выпуклый вид. Обусловленная этим явлением погрешность измерений для манометрических трубок с внутренним диаметром S мм составляет около минус 0,07 мм, а при диаметре 16 мм - примерно минус 0,01 мм.

Ртутные барометры делят на чашечные с вертикальным расположением барометрической трубки, U-образные и на приборы с наклонной барометрической трубкой.

Рис. 241. Ртутный барометр (а). Высота мениска (б). U-образный барометр с открытым коленом (в) и U-образный дифбарометр (г)

В первом типе приборов чашка 5 (рис. 241,а), наполненная ртутью, непосредственно сообщается с атмосферой через защитный патрон 6, а барометрическая трубка 3 имеет запаянный конец и снабжена наружной шкалой 1 с подвижной шкалой-нониусом 4, позволяющей измерять положение мениска ртути с погрешностью ±0,1 мм. Положение мениска ртути и определяет внешнее атмосферное давление в мм рт. ст. Защитный патрон 6 служит для предотвращения попадания пыли на открытую поверхность ртути в сосуде 5. Он содержит активированный уголь, пропитанный иодом, и закрыт с двух сторон полимерной ватой. Такой фильтр защищает ртуть от пыли и одновременно не позволяет проникать пару ртути из сосуда 5 в помещение.

Для приготовления адсорбента 20 г активированного угля пропитывают раствором, содержащим 5 г иода в 50 мл метанола, отфильтровывают и высушивают на воздухе.

Прежде чем проводить какие-либо отсчеты, барометр устана вливают строго вертикально по отвесу 7. Отклонение на 1° от вертикали вызывает погрешность в измерении давления ±0,1 мм при высоте столбика ртути h_t = 760 торр.

Отсчет значения h_t берут от нижней нулевой точки шкалы, когда острие 8 касается поверхности ртути, до верхней линии 0-0 мениска ртути в трубке 3 (рис. 241,б). При оценке положения мениска он должен находиться на уровне глаз. Вследствие отражения делений шкалы, нанесенных на трубку, от поверхности ртути, положение верхней точки мениска трудно заметить. Поэтому отсчет для барометрических трубок с нанесенными на них делениями рекомендуют брать на фоне передвижной полости бумаги или стекла, имеющей одну половину черную, а другую белую (см. рис. 81,е). Окулярную нить зрительной трубы для отметки 0-0 (на рис. не показана) устанавливают так, чтобы деления шкалы, если она нанесена на барометрическую трубку, оказались сбоку, а не перед глазами.

Истинное расстояние h_t⁰ , отвечающее температуре t между острием 8 и верхней точкой мениска 0-0 на шкале, отличается из-за термического расширения шкалы от произведенного отсчета h_t и равно:

h_t⁰ = h_t [l + α(t-t_ш)], (10.2)

где h_t - отсчет по шкале при температуре t, t_ш - температура, при которой градуировалась шкала; α - коэффициент линейного расширения материала шкалы; значения а для стекла и латуни равны соответственно 1 • 10^-5 и 2 • 10^-5 на 1 °С.

После приведения значения h_t, к истинному h_t⁰ вносят еще и температурную поправку. Тогда

H₀⁰ = h_t⁰/(1 + βt), (10.3)

где β - коэффициент объемного расширения ртути, равный 1,8168• 10-4 на 1 °С в температурном интервале 0 - 100 °С.

Эта поправка приводит объем ртути, отвечающий температуре t, к объему, занимаемому ею при 0 °С. Поэтому ртутные манометры в процессе измерения давления должны быть защищены от изменения температуры вдоль барометрической трубки. Погрешность в оценке температуры на 1 °С будет соответствовать погрешности 0,12 мм при определении давления.

Если ртутный барометр содержит над ртутью остаточный воздух, то исключить его влияние на показания прибора можно только калибровкой такого барометра по образцовому прибору.

Ртутный барометр U-образного типа с открытым концом (рис. 241,в) имеет около изгиба сужение 3 для того, чтобы резкие колебания давления не привели к выбросу ртути. Этот тип манометров широко применяют для измерения давлений от 5 до 300 торр. При измерениях трубку 4 соединяют с системой повышенного давления, а трубку 1, снабженную шкалой 2, оставляют открытой на атмосферу. Тогда давление в системе, связанной с манометром через трубку 4, будет равно алгебраической сумме показаний барометра, расположенного вблизи, и данного барометра.

Таблица 35. Поправки на капиллярное понижение столба ртути в стеклянных трубках

Диаметр мениска, мм	Поправки при высоте мениска l, мм
	0,2	0,4	0.6	0,8	1,0	1.2	1,4	1.6	1.8
5	0,39	0,76	1,10	1,41	1,64	1,84	-	-	-
6	0,26	0,51	0,75	0,96	1,15	1,30	1,42	-	-
7	0,18	0,37	0,53	0,69	0,82	0,94	1,04	1,13	-
8	0,13	0,26	0,38	0,50	0,61	0,70	0,78	0,84	0,90
9	0,10	0,20	0,29	0,38	0,45	0,52	0,59	0,64	0,69
10	0,08	0,15	0,21	0,28	0,34	0,39	0,45	0,49	0,53
11	0,06	0,11	0,16	0,21	0,26	0,31	0,35	0,38	0,41
12	0,04	0,08	0,13	0,16	0,20	0,24	0,27	0,29	0,32
13	0,03	0,07	0,10	0,13	0,16	0,18	0,21	0,23	0,25
14	0,03	0,05	0,07	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,19
15	0,02	0,04	0,06	0,08	0,09	0,11	0,12	0,14	0,15
16	0,02	0,03	0,05	0,06	0,07	0,09	0,10	0,11	0,12
18	0,01	0,02	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07	0,07
20	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04

Примечание. Высота мениска - это значение l (см. рис. 241,б) расстояние между верхней точкой мениска и его нижним краем.

В показания этих двух барометров вносят все поправки, рассмотренные выше при описании барометра. Наиболее серьезным источником погрешностей является капиллярное понижение мениска ртути. В табл. 35 приведены поправки на это явление, которые прибавляют к наблюдаемой высоте ртутного столба.

Данными табл. 35 можно пользоваться только при работе с совершенно сухой и чистой ртутью (см. разд. 1.9). Из табл. 35 видно, что применение для манометров трубок небольшого внутреннего диаметра приводит к неприемлемо высоким значениям капиллярного понижения мениска ртути, которое сильно зависит от высоты мениска l. Поэтому применять для ртутных барометров и манометров трубки с диаметром меньше 8 мм не рекомендуют.

Если сечения левой и правой трубок барометра и манометра одинаковы и мениски ртути имеют одну и ту же высоту l, то никаких добавочных измерений проводить не нужно. Если же диаметры трубок разные и мениски ртути не одинаковы по высотe, то следует ввести поправку, представляющую собой разность поправок для верхнего и нижнего менисков.

Перед началом измерений U-образным барометром (рис. 241,в) проводят проверку нуля, соединив с атмосферой оба колена в дифбарометре (рис. 241,г), соединив оба колена между собой при помощи крана 3 при закрытых кранах / и 2. По закону сообщающихся сосудов уровни в обоих коленах при этом устанавливаются на одной горизонтали. Перемещая шкалу 4 вверх или вниз, совмещают ноль шкалы с этой горизонталью.

Рис. 242. Наклонный барометр (а) и U-образный вакуумметр (б)

Наклонный барометр с открытым концом 1 (рис. 242,а) обладает более высокой чувствительностью к изменениям давления по сравнению с U-образным вертикальным барометром. В наклонном колене 3 ртуть продвигается на большее расстояние l и измеряемое давление ее столба по шкале 2 равно

h_t = l sin α, (10.4)

где α - угол наклона трубки к горизонтали.

Жидкостные вакуумметры - приборы для измерения небольших давлений газа в системе (вакуум от лат. vacuum - пустота).

Вакуум считают низким, если давление соответствует 100 – 10⁴ Па (примерно, 1 - 100 торр), среднему вакууму отвечает давление от 100 до 0,1 Па, и высокому - от 0,1 до 10^-6 Па.

Для измерения низкого вакуума в интервале 600 - 4 • 10⁴ Па (5 - 300 торр) в лабораториях широко используют U-образный вакуумметр (рис. 242,6). Он является составной частью любой установки по вакуумной перегонке жидкостей (см. разд 8.4).

Высота вакуумметрической трубки l определяет значение измеряемого давления. Внутренний диаметр этой трубки равен 9-10 мм.

Критерием отсутствия воздуха в трубке l служит появление резкого звука, когда ртуть ударяется в запаянный конец трубки. Если в трубке l виден хотя бы мельчайший пузырек воздуха вакуумметр нельзя использовать.

Манометрическая трубка l сужена в месте нижнего изгиба 3 и в верхней части 2 запаянного конца, чтобы предупредить сильный удар в запаянный конец при быстром впуске воздуха в манометр.

Точность измерения давления вакуумметром составляет 0,5 - 1,0 торр. Концы трубок 6 и 7 присоединяют один к прибору, в котором измеряют давление, другой - к вакуум-насосу. При выполнении работ под вакуумом до впуска воздуха в вакуумируемый прибор кран 4 следует закрывать во избежание загрязнения ртути. Кран открывают только на время снятия показаний вакуумметра. Перед работой вакуумметр проверяют по показаниям образцового вакуумметра.

Значение вакуума определяют по шкале 8 от верхней точки поверхности ртути в полностью заполненной ею трубке l до верхнего края мениска ртути, когда столбик ртути опустился. Стеклянные трубки вакуумметра прикреплены к деревянной стойке хомутами 5.

Погрешность измерений давления этим вакуумметром достигает 10 Па.

Измерение среднего вакуума проводят при помощи вакууметров Гюйгенса (рис. 243,а) и Цимерли (рис. 243,б).

Рис. 243. Вакуумметры Гюйгенса (а) и Цимерли (б)

Вакуумметр Гюйгенса состоит из двух сосудов 6 одинаковой формы диаметром 30 - 40 мм, наполненных ртутью и погруженных в термостат 7 с постоянной температурой. Правый резервуар содержит над ртутью нонановую кислоту 5 или н-дибутилфталат - жидкости с малым давлением пара и небольшой плотностью. Этот сосуд соединен с капилляром 4 диаметром 1,5 - 3,0 мм, расположенным под углом а равным 5-10°. Сосуд 2 служит для удаления из жидкости растворенные газов путем соединения его через кран 1с глубоким вакуумом (см. разд. 10.8) при закрытом кране 3. Вакуумирование продолжают до появления давления пара жидкости 5. Предварительно из жидкости тщательно удаляют примесь воды (см. разд. 8.3). После подготовки прибора к работе закрывают кран 1 и открывают кран 3, соединяющий прибор с системой, в которой нужноизмерить давление.

Температуру в термостате поддерживают близкую к комнатной с точностью ±0,05 °С. Если в первом сосуде над ртутью находится около 10 мл нонановой кислоты, то изменение температуры всего на 1 °С вызовет изменение длины столба жидкости в капилляре с внутренним диаметром 1,5 мм на 6 мм.

Манометр Гюйгенса позволяет измерять давление ниже 1 торр с погрешностью ±0,001 торр. Калибруют прибор по манометру Мак-Леода (см. ниже).

Гюйгенс Христиан (1629-1695) - нидерландский механик, физик и математик.

В вакуумметре Цимерли диаметр сосудов 1, 2 и 3 (рис. 243,б) не менее 16 мм. Такой диаметр исключает поправки на капиллярное понижение мениска ртути (см. табл. 35). Сосуды 1 и 3 соединены с прибором, в котором измеряется давление через трубку 5, а сосуд 2 соединен через капилляр 4 с сосудом 3. Такое соединение сосудов составляет основное отличие этого вакуумметра от U-образного вакуумметра (см. рис. 242,6).

Когда вакуумметр Цимерли соединен с прибором, в котором надо измерить вакуум, то оба столба ртути в сосуде 2 и капилляре 4 начнут опускаться до тех пор, пока их уровни не станут постоянными; при этом столб ртути разрывается в верхнем изгибе капилляра. Значение Л, покажет абсолютное давление в присоединенном к вакуумметру через трубку 5 приборе.

Чтобы подготовить вакуумметр к работе, через боковую трубку 5 наливают ртуть, пока сосуды 1 и 2 не наполнятся на 2/3 высоты. Затем вакуумметр откачивают до возможно более глубокого вакуума. При этом, чтобы удалить пузырьки воздуха, прилипшие к стенкам трубок, вакуумметр наклоняют назад почти до горизонтального положения. Затем, не отключая вакуума, его ставят вертикально и наклоняют влево, пока ртуть не потечет из верхней части сосуда 2 через капилляр 4 в сосуд 3 время перетока ртути удаляются последние количества воздуха и образуется затвор, который препятствует попаданию воздуха в сосуд 2 Когда уровень ртути в сосуде 1 приближается к ее основанию, вакуумметр возвращают в вертикальное положение и в него после отключения вакуума осторожно впускают воздух. При этом ртуть поднимается в сосуде 2 и капилляре 4 до тех пор, пока оба столба ртути не сольются в верхнем изгибе капилляра, заполнив сосуд 2 и капилляр. Уровни ртути в сосудах 1 и 3 должны находиться приблизительно на 20 мм выше отметки 0-0.

Рис. 244. Чашечный вакуумметр с наклонной вакуумметрической трубкой (а) и вакуумметр Дубровина (б)

Измерение высокого вакуума проводят при помощи жидкостных чашечных вакуумметров с наклонной вакуумметрической трубкой, вакуумметров Дубровина, Мак-Леода и Гурского.

Чашечный вакуумметр с переменным наклоном вакуумметрической трубки 1 (рис. 244,а) позволяет измерять вакуум в пяти диапазонах от 0 до 1800 Па (от 0 до 16 торр) с погрешностью 0,5 - 1,0%, определяемой погрешностью самого прибора, ошибкой отсчета показаний по шкале 3 и несоответствием действительного и расчетного значений плотности вакуумметрической жидкости [см. уравнение (10.5)].

Стеклянная трубка 1 имеет длину 250 - 300 мм с внутренним диаметром около 4 мм. Дуга 2 содержит пять отверстий для фиксированного наклона трубки. Корректировку нулевого показания 0-0 осуществляют вращением регулировочного винта 7, перемещающего плунжер-вытеснитель 8 в чашке 5. Плунжер при погружении или подъеме изменяет уровень вакуумметрической жидкости в сосуде 5, а следовательно, и в трубке 1. В качестве манометрической жидкости помимо ртути чаще всего применяют этанол с концентрацией 95,5% (об.).

Значение давления определяют из соотношения

p = l [ sin α + d₂² / (d₁² - 4 d₃² )] ρg, (10.5)

где p - давление, г/(см • с²); l - длина манометрической жидкости в трубке 1, см; α - угол наклона трубки; d₁ и d₂ - внутренние диаметры соответственно d₂ чашки 5 и трубки 1; d₃ - наружный диаметр плунжера 8, р - плотность 95,5%-го этанола составляет 0,810 г/см3; g - ускорение свободного падения, равное 980,665 см/с² .

Трехходовой кран 6 служит для присоединения прибора к вакууммируемой системе и корректировке нулевого показания шкалы 3. Резиновые трубки 4 соединяют части прибора.

Вакуумметр Дубровина (рис. 244,б) позволяет растянуть шкалу давлений и тем самым увеличить точность измерений почти в 25 раз. В вакуумметре находится запаянная в верхнем конце свободно плавающая в ртути трубка 3 высотой 300 мм и внутренним диаметром 9 мм. Боковое смещение трубки ограничено тремя направляющими конусами 4, приваренными к сосуду 1 и слегка касающимися наружной стенки трубки 3.

Перед измерением трубка 3 полностью заполнена ртутью и плавает в сосуде 1. При уменьшении давления в этом сосуде трубка начинает всплывать, а уровень ртути в ней понижается. Значение h_t отвечает измеряемому давлению в системе. С уменьшением давления на 1 торр значение h_t, уменьшается на 1 мм. Нижний предел измерения давления этим прибором лежит около 1 Па (0,01 торр).

Если вместо ртути использовать силиконовое масло (см. разд. 1.7), то нижний предел измерения давления может быть доведен до 8 •10^-2 Па (6 • 10^-4 торр).

Дубровин Александр Иванович (1855-1922) - русский врач и общественный деятель.

Рис. 245. Вакууметры Мак-Леода (а) и Гурского (б)

Вакуумметр Мак-Леода (рис. 245,а) применяют для измерения высокого вакуума в пределах от 0,01 до 100 Па (10^-4 - 1,0 торр). Он служит также для калибровки и проверки остальных вакуумметров. Измерения, проводимые при помощи этого прибора, основаны на предположении справедливости закона Бойля - Мариотта для низких давлений.

Мак-Леод Джон (1877-1935) - канадский химик-органик, лауреат Нобелевской премии.

Бойль Роберт (1627 - 1691) - английский физик и химик. Закон открыл в 1660 г. Этот же закон независимо от Бойля был открыт французским физиком Э. Мариоттом.

Для измерения давления вакуумметр Мак-Леода присоединяют к вакуумной системе через вакуумный кран 1. После создания в приборе вакуума открывают трехходовой кран 7, связывающий манометр через трубку 9 с атмосферой, под давлением которой ртуть поднимается из склянки 10 вверх. При своем движении ртуть отсекает в резервуаре 5 вместимостью от 100 до 300 мл объем газа V₀, занимающий этот резервуар, и связанный с ним объем капилляра 4 длиной 80 мм и диаметром 0,7 – 1,6 мм. Рядом с капилляром 4 расположен капилляр 2 того же диаметра длиной 200 мм. Ртути дают подняться в капилляре 2 пока она не достигнет положения А на уровне вершины капилляра 4. Ртуть в этом капилляре доходит лишь до более низкой точки B, сжимая газ в сосуде 5 и в капилляре 4 до объема V₁. Как только ртуть в капилляре 2 достигнет уровня А, кран 7 закрывают.

Давление сжатого в капилляре 4 газа после такой операции равно измеряемому давлению системы плюс давление столба ртути между уровнями А и В. Если h_t - высота столба ртути, определяемая по рядом расположенной шкале, а давление р системы ничтожно мало по сравнению с давлением этого столба ртути, то из закона Бойля – Мариотта следует, что

р = h_tV_l / V₀ (10.6)

где р - измеряемое давление, торр; V_l - объем сжатого газа в капилляре 4, мл; V₀ - объем сосуда 5 и капилляра 4, мл.

Так как капилляр 4 имеет постоянный диаметр, имеем

V_l = h_tV_l (10.7)

где V_l - объем капилляра на единицу его длины l, см³.

Отсюда

p = h_t² (V_l /V₀), (10.8)

т.е. давление газа в системе (в торр) пропорционально квадрату высоты столба ртути в капилляре 4. Отношение V_l /V₀ определяют заранее, тщательно измеряя объем капилляра 4 и общий объем сосуда 5 и капилляра 4.

После измерения давления вакуумметр соединяют при помощи крана 7 с вакуумным насосом, присоединяемым к трубке 8, и ртуть снова опускается в склянку 10.

Вакуумметр Мак-Леода дает неправильные результаты при измерении давления легко конденсирующихся газов, а также газов, содержащих примеси NH₃, СO₂, Н₂O, НСl, SO₂ и других им подобных не подчиняющихся закону Бойля - Мариотта. Поэтому между вакуумметром и вакуумной системой ставят ловушки (см. разд. 10.9) с жидким азотом для вымораживания таких примесей.

Вакуумметр Мак-Леода неприменим также для контроля в быстро изменяющемся вакууме. Как правило, на одно измерение уходит 15 - 25 с, в течение которых вакуумметр отключен от вакуумной системы.

Поплавковый вакуумметр Гурского (рис. 245,б) позволяет непрерывно и непосредственно измерять давление в диапазонах 10^-6 - 10^-4 торр и 10^-4 - 10 торр.

Он состоит из поплавка 2, погруженного в ртуть 5 (на рисунке поплавок поднят) и имеющего несущее кольцо 4 и груз 6. Груз подобран таким образом, чтобы поплавок имел стабильное вертикальное положение и его верхний и нижний штоки меньше касались направляющих выступов 9 верхней и нижней (находится в ртути) трубок сосуда 3. Трубка 7 соединена с вакуумом, значительно более низким, чем измеряемый. Трубка 1 связана с исследуемой системой. Когда внутри и снаружи поплавка давление одинаково, головка штока 11 находится в самом верхнем положении. Если давление в системе выше контрольного в трубке 8 и внутри поплавка, то последний погружается в ртуть на глубину h_t. Тогда измеряемое давление р (в торр) равно

p = h_t /C, C = d²/(D- d²) , (10.9)

где d и D - соответственно внутренний и внешний диаметры поплавка, мм.

Деформационные манометры. К этому типу манометров относят приборы, в которых измеряемое давление определяют по деформации упругих элементов: трубчатых пружин, плоских и гофрированных мембран, мембранных коробок, полых кварцевых спиралей и ложечек.

Мембранный манометр служит главным образом для измерения атмосферного давления при проведении некоторых экспериментов с газами и для измерения небольших давлений в замкнутых пространствах. На рис. 246,а приведен манометр с металлической коробкой 3, из которой выкачан воздух. Коробка имеет гофрированную мембрану 4. При увеличении внешнего давления мембрана вдавливается в коробку и приводит в движение связанный с нею рычажной механизм 2 и стрелку 1, указывающую на значение внешнего давления. Такие манометры называют еще анероидами. Калибруют анероид по ртутному манометру.

Анероид может измерять давление в интервале от 100 до 10⁷ Па с погрешностью

0,5 - 2,5%. Значение измеряемого давления (чувствительность анероида) зависит от толщины мембраны, диаметра коробки, свойств материала, из которого изготовлена коробка и мембрана, глубины и формы гофрировки.

Рис. 246. Анероид (а) и манометр Бурдона (б)

Манометр Бурдона содержит одновитковую плоскую пустотелую металлическую трубку 2 (рис. 246,б), выполняющую роль упругого элемента. Трубку перед измерением соединяют с источником давления. При повышении давления трубка стремится выпрямиться, при этом ее свободный конец совершает движение, приблизительно пропорциональное измеряемому давлению. Это движение передается при помощи рычага 4, зубчатого сектора 5 и колеса 6 стрелке 3. Отсчет давления по перемещению стрелки является довольно грубым, но удобным.

Диапазон измеряемого давления манометром Бурдона составляет от 0,1 до 2500 МПа с погрешностью 0,2 - 4,0%.

Рис. 247. Кварцевые вакуумметры Боденштейна (а) и ложечковый (б)

Вакуумметр Боденштейна (рис. 247,а) состоит из полой кварцевой спирали 2, находящейся в сосуде 3, и кварцевой нити 4, на конце которой закреплено либо зеркало 6 для наблюдения за поворотом нити, либо острие 7, отклоняющееся от нулевого положения (расположенного под ним острого конуса). Движение острия и зеркала происходит тогда, когда прибор через трубку 5 присоединяют к вакуумной системе. Воздух, находящийся в расширении 1 и спирали, раскручивает ее. Отсчеты показаний отклонения светового луча или иглы производят с помощью лупы 8 или микроскопа. Прибор реагирует на изменение давления в 5 - 10 Па. Перепад давлений между внутренней частью спирали и окружающим ее пространством не должен превышать