1.3. Барометры ртутные

Барометры предназначены для измерения атмосферного давления. Ртутные барометры выпускают двух типов: чашечные и сифонные. Наи­большее применение нашла чашечные барометры (рис. 5).

Рис. 5. Чашечный ртутный барометр

В барометре этого типа широкий сосуд и стеклянная трубка заключены в металлическую оправку 1 и 8. В верхней части этой оправки имеется сквозная прорезь 3 для наблюдения уровня ртути в стеклянной трубке. Вдоль про­рези на латунной оправе нанесена шкала в мил­лиметрах с ценой деления 1 мм рт. ст. В проре­зи оправы помещен специальный визир 4, снаб­женный нониусом с ценой деления 0,1 мм рт. ст. Визир может перемещаться в прорези с помощью винта 5. Этим винтом осуществляется точная наводка визира на верхний уровень мениска ртути в трубке. Погрешность отсчета для барометров этого типа не превышает 0,1 мм рт. ст. Барометр должен находиться в вертикальном положении, для чего он подвешивается свободно на кольце 2. К оправе 6 прикреплен термометр 7 для определения температуры ртутного столба и шкалы барометра.

За меру атмосферного давления принимают высоту столба ртути, выраженную в миллиметрах при 0°С и нормальном ускорении свободного падения g = 9,80665 м/с². В действительности высота столба ртути отсчитывается при иных t и g. Поэтому показания барометра необходимо приводить к 0°С и нормальному g_н по формулам

, (9)

, (10)

где h₀ – показания барометра, приведенные к 0^оС, мм рт. ст;

h_t – показания барометра при температуре t, мм рт. ст;

 – коэффициент расширения ртути, равный 0,00018 К^–1;

h_н – показания барометра, приведенные к нормальному ускоре­нию силы тяжести, мм рт. ст.

Значение местного ускорения свободного падения g можно определить по формуле

, (11)

где  – географическая широта; H – высота над уровнем моря, м.

Таким образом, к отсчитанному значению по ртутному баромет­ру вводят следующие поправки:

С₀ = h₀ – h_t – поправка для приведения показаний барометра к 0°С;

– поправка для приведения показаний барометра к нормальному ускорению свободного падения.

Кроме этих поправок к отсчету по барометру должна быть при­бавлена инструментальная поправка С_и, которая берется из пас­порта на барометр. Таким образом, показание барометра, приведен­ное к 0°С и g_н определяются по формуле

h_н = h_t + C₀ + C_g + C_и. (12)

2. Приборы давлений с упругими чувствительными элементами

Приборы давления, основанные на использовании деформации упругих чувствительных элементов, воспринимающих измеряемое дав­ление среды и преобразующих его в перемещение или усилие, приме­няются в различных областях техники в широком диапазоне измерений от 50 Па до 1000 МПа. Они изготавливаются в виде тягомеров, напоромеров, тягонапоромеров, манометров, вакуумметров и мановакуумметров.

Они подразделяются на следующие разновидности:

1. Приборы давления прямого действия – показывающие и самопишущие, у которых перемещение центра или свободного конца упругого чувствительного элемента, вызываемое действием давления, при помощи дополнительного механизма преобразуется в перемещение отсчетного устройства для показания и записи измеряемой величины.

2. Приборы давления прямого действия и реле давления (без отсчетных устройств), снабженные электроконтактами и предназначенные для цепей измерения и сигнализации или только сигнализации отклонения давления от заданного значения, а также для работы в схемах защиты, блокировки или позиционного регулирования.

3. Первичные приборы давления с отсчетными устройствами или без них, снабженные передающими преобразователями с унифицированными выходными сигналами переменного тока и составляющие с взаимозаменяемыми вторичными показывающими или самопишущими приборами отдельные измерительные комплекты. Некоторые приборы этого типа используются также в системах автоматического регулирования и управления.

4. Первичные приборы давления с отсчетными устройствами или без них, снабженные передающими преобразователями с унифицированными выходным сигналом постоянного тока и предназначенные для работы с взаимозаменяемыми вторичными показывающими или самопишущими приборами в системах автоматического регулирования и управления.

В качестве упругих чувствительных элементов в приборах давления используют мембраны, мембранные коробки, сильфоны и трубчатые пружины. В качестве преобразователей механических перемещений упругих чувствительных элементов приборов давления в перемещение отсчетного устройства или изменения параметров электрических цепей используются контактные, реостатные, тензорорезисторные, пьезоэлектрические, электростатические, электромагнитные и другие преобразователи.