3.1.1. Рідинні манометри.

Рідинні манометри, заповнені водою, застосовуються для вимірювання тисків до 0,2 ат ., ртуттю - до 1 ат.

За допомогою цих манометрів тиск визначається за різницею рівнів рідини. Для визначення тиску використовується рівняння гідростатики

,

де h - відстань по вертикалі між вимірюваною точкою B (рис. 1.1 а, б, в) і точкою, в якій тиск – Р . (Знак "+" якщо т. А вище точки В і знак "-" якщо точка А нижче точки В).

Рідинний манометр, призначений для вимірювання надлишкового тиску, виконаний у вигляді трубки зі з’єднаним з атмосферою верхнім кінцем і під’єднаним до місця вимірювання нижнім кінцем, прийнято називати п’єзометром (рис. 1.1 а ).

а б

в г

Рис.3.1.1. Схема рідинних манометрів.

Декілька з’єднаних послідовно U - подібних манометрів утворюють батарею манометрів ( рис. 1,1 г) і тиск

p_абс = p_а + γ ( )

Рис.3.1.2. Рідинний дифманометр.

Манометри, які міряють різницю тисків, прийнято називати диференціальними манометрами ( рис. 3.1.2 ). Перепад тисків між точками А і В буде Δp=γΔh, а величини тиску в точках А, В такий манометр не покаже.

При вимірюванні невеликих тисків застосовують мікроманометри (рис. 3,3). Мікроманометри застосовують при вимірюванні тисків до 0,01 ат.

П ри p_абс = p_атм, l = 0. При підвищенні тиску p_абс рівень у чашці буде понижуватися, а рівень у трубці підвищуватися. Так як площина поперечного перерізу трубки набагато менша площі чашки, зниженням рівня у чашці можна знехтувати. Тиск p_абс = p_атм + γh , де для більшої точності відліку

Рис.3.1.3. Мікроманометр із похилою трубкою.

п’єзометрична трубка встановлена похило. В такому випадку h = lsinα

Кут нахилу трубки зручно вибирати так, щоб, зручно було робити розрахунки.

При цьому кути α підібрані такі, щоб sinα були відповідно рівні 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8.

3.1.2. Пружинні манометри.

Робота пружинних манометрів (рис. 1.4) заснована на тому, що лінійна деформація пружного елемента 2 (мембрани, пустотілої трубчатої пружини) прямо пропорційні вимірюваному тиску.

Пружинні манометри застосовують для вимірювання великих тисків (десятки й сотні кПа).

Перед виконанням лабораторної роботи необхідно самостійно вивчити види тисків і одиниці їх вимірювання, вивчити прилади, які застосовуються для вимірювання надлишкового (манометричного), вакуумметричного, атмосферного тисків, різниці тисків по [2] с.41...46 , а по [3] с.15...24.

Рис. 1.4. Пружинний манометр; 1- штуцер; 2 - трубчата пружина; 3 - тяга; 4 - зубчатий сектор; 5 - стрілка.

3.2. Похибки вимірювань.

3.2.1. Похибки прямих вимірювань.

Похибки і-го вимірювання

(3.2.1)

X — дійсне значення вимірюваної величини

X_i — результат окремого вимірювання

(3.2.2)

— випадкова похибка

б_e — систематична похибка

Числова оцінка середнього значення Х через середню арифметичну величину Х_і

(3.2.3)

Середньоарифметична похибка

де (3.2.4)

Середньоквадратична похибка

(3.2.5)

Визначення необхідного числа вимірювання для максимального точного результату

, де ₀ — величина випадкової похибки

Зменшення похибки із збільшенням кількості вимірювань

, де n — число вимірювань

Приклад. Якщо  = 4, то при одному вимірюванні (n = 1) ;

При

Похибка прямих вимірювань буде при безпосередньому вимірюванні. Наприклад, коли лінійкою вимірюється якийсь лінійний розмір. Із такими вимірюваннями і їх похибками у студентів проблем, принаймі суттєвих, не виникає.