Лабораторна робота № 1
ВИМІРЮВАЛЬНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ НАДЛИШКОВОГО ТИСКУ SITRANS Р серії ZD
1. Мета роботи
Вивчити принцип дії, конструкцію та методику повірки компактного вимірювального перетворювача надлишкового тиску SITRANS Р фірми «Siemens» з цифровою індикацією та уніфікованим вихідними сигналом по струму. Провести повірку приладу.
Вивчити принцип дії, конструкцію та провести повірку електроконтактного мано вакуумметра ЕКМВ.
2. Завдання на виконання роботи
2. 1. Познайомитись з лабораторним стендом.
2.2. Вивчити загальні теоретичні відомості про тиск, одиниці тиску, поняття абсолютного, надлишкового та барометричного тисків. Розподіл манометрів за принципом дії.
2.3. Вивчити загальну теорію тензорезисторних перетворювачів тиску. Вивчити будову та структурну схему вимірювача надлишкового тиску SITRANS Р з цифровою індикацією та уніфікованим вихідним сигналом по струму, суть двопровідної схеми живлення та передачі вимірювальної інформації.
2.4. Зняти реальну статичну характеристику перетворення манометра SITRANS Р , провести його повірку по зразковому манометру .
2.5. Вивчити принцип дії, конструкцію, технічні характеристики та використовування електроконтактного мановакуумметра ЕКМВ.
2.6. Зняти реальну статичну характеристику перетворення мано- вакуумметра ЕКМВ та оцінити гістерезис його вихідних сигналів двохпозиційного регулювання .
2.7. По статичним характеристикам перетворення визначити абсолютну, відносну та приведену похибки по діапазону вимірювання для обох приладів.
2.6. Побудувати графіки для обох приладів:
а) реальної статичної характеристики перетворення;
б) залежності відносних та приведених похибок по отриманому діапазону вимірювання (точки наносити через кожних 10 кП).
3. Загальні теоретичні відомості про тиск
Тиск рідин газів пари є важливим параметром що характеризує хід багатьох хіміко-технологічних процесів в харчовій промисловості.
Тиском називається фізична величина, яка характеризується інтенсивністю нормальних, тобто, перпендикулярних до поверхні, розподілених сил, з якими одне тіло діє на поверхність іншого. Іншими словами тиск характеризується силою, що рівнорозподілена по нормалі до поверхні іншого тіла, на яке вона діє.
Розрізняють поняття: абсолютного , атмосферного та надлишкового тисків.
Абсолютний
тиск Р
–
це тиск, який відраховується від стану
повної відсутності тиску, тобто, за
початок абсолютного тиску приймають
абсолютний нуль тиску, що відповідає
тиску в середині ємності після повної
відкачки із неї повітря. Нуль такого
тиску – це «тиск пустоти».
Прикладом
абсолютного тиску – є атмосферний тиск
Р
,
який ще називають барометричним. Він
визначається вагою стовпа атмосфери
(слоїв атмосфери), що знаходиться на
точкою вимірювання атмосферного тиску.
В
більшості випадків тиск, який необхідно
вимірювати, утворюється і відкритих чи
закритих посудинах, тобто, в просторі
оточеному атмосферою і який знаходиться
під дією атмосферного тиску. В цих
випадках практичне значення має
перевищення тиску в посудині над
атмосферним. Таке перевищення називають
надлишковим тиском
Р
.
За початок відліку надлишкового тиску Р приймають значення атмосферного тиску. Таким чином, надлишковий тиск дорівнює відповідному йому абсолютному тиску за відрахуванням значення атмосферного Р .
Р = Р - Р .
Від’ємне
значення надлишкового тиску за цією
формулою називають розрідженням або
вакуумметричним тиском
Р
.
Це тиск , що менший атмосферного і
дорівнює:
Р = Р - Р .
Ця залежність показує, що Р не може перевищувати атмосферний тиск Р , який має місце в даний момент і в даному місці, і що від’ємне значення абсолютного тиску не може бути.
Термін вакуум походить від латинського «vacuum» (пустота) і означає тиск, що значно нижчий атмосферного.
Одиницею
вимірювання тиску в системі СІ є паскаль
(Па). 1Па – тиск прикладений силою 1 ньютон
(Н), яка рівномірно розподілена по
нормальній до неї площі в 1м
.
Пристави кратності: 1кПа = 10
Па,
а 1МПа = 10
Па.
В манометрії допускається використання і позасистемних одиниць тиску.
Найбільш розповсюджена - технічна атмосфера (ат), що являє собою тиск, який утворюється силою в 1кг, рівномірно розподіленою по нормалі до поверхні, площею в 1см ( ат або кгс/м ).
1ат
= 1кгс/см
= 98066,5Па
100кПа = 0,1 МПа.
Так як тиск в одну технічну атмосферу є досить великою величиною, то на практиці для вимірювання малих тисків використовують одиниці тиску: мм.рт.ст та мм водяного стовпа.
1ат = 735,56 мм.рт.ст
при температурі 0
С.
1ат = 10 м водяного стовпа при 4 С.
1мм рт.ст. = 133,322 Па
1мм.вод.стовпа = 9,8 Па
Наступна одиниця тиску – бар:
1бар
= 10
Па
= 0,1 МПа
і
є по величині трохи
більшим
за технічну атмосферу.
Ще використовується одиниця тиску - фізична атмосфера (атм), яка дорівнює тиску стовпа ртуті висотою 760мм при температурі 0 С на 1 см і прискоренні вільного падіння g= 9,81 м/с .
1 атм = 1,0332 кгс/см 103 КПа – відповідає нормальному атмосферному тиску і використовується як одиниця при перерахунках об’ємів газу та повітря, при їхньому переході із одного стану в інший ( при зріджені газів).