Глава 4

ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИя

§ 4.1. Общие сведения

Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давление—одна из основных величин, определяющих термодинамическое состояние веществ. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования. С задачей измерения давления приходится сталки­ваться при измерениях некоторых технологических параметров, например расхода газа или пара, при изменяющихся термодинами­ческих параметрах, уровня жидкости, и др.

Различают следующие виды давления: атмосферное, абсолют­ное, избыточное и вакуум (разрежение).

Атмосферное (барометрическое) давление—давление, созда­ваемое массой воздушного столба земной атмосферы.

Абсолютное давление — давление, отсчитанное от абсолютного нуля. За начало отсчета абсолютного давления принимают давле­ние внутри сосуда, из которого полностью откачан воздух.

Избыточное давление — разность между абсолютным и баро­метрическим давлениями.

Вакуум (разрежение)—разность между барометрическим и аб­солютным давлениями.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу давления принят паскаль (Па) — давление, создаваемое силой в 1 ньютон (Н), равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м² н направленной нормально к ней.

Разнообразие видов измеряемых давлений, а также областей их применения в технологии и научных исследованиях обусловило использование наряду с системной единицей давления и внесистем­ных единиц. К их числу относятся бар, миллиметр ртутного столба, килограмм-сила на квадратный сантиметр, килограмм-сила на квадратный метр, миллиметр водного столба. Соотношения единиц давления, допущенных к применению, приведены в приложении 3.

Средства измерений давления классифицируют но виду измеряе­мого давления и принципу действия. По виду измеряемого давле­ния средства измерений подразделяют на:

манометры избыточного давления — для измерения избыточного давления;

манометры абсолютного давления — для измерения давления, отсчитанного от абсолютного нуля;

барометры — для измерения атмосферного давления;

Сверхвысокое давление

Высокое давление Среднее давление Умеренное давление Избыточное давление

Абсолютное давление

Рис. 4.1. диапазон давлений (в Па),

с уществующими средствами

измерений давления

вакуумметры — для измерения вакуума (разрежения);

мановакуумметры — для измерения избыточного давления и ва­куума (разрежения).

Кроме перечисленных средств измерений в практике измерений получили распространение:

напоромеры — манометры малых избыточных давлений (до 40кПа);

тягомеры — вакуумметры с верхним пределом измерения не бо­лее— 40 кПа;

тягонапоромеры — мановакуумметры с диапазоном измерений

+ 20 -20 кПа;

вакуумметры остаточного давления — вакуумметры, предназна­ченные для измерения глубокого вакуума или остаточного давле­ния, т. е. абсолютных давлений менее 200 Па;

дифференциальные манометры — средства измерений разно­сти давлений.

По принципу действия средства измерений давления подразде­ляют на: жидкостные, поршневые, деформационные (пружинные), ионизационные, тепловые, электрические. Такое подразделение не является исчерпывающим и может быть дополнено средствами измерений, основанными на иных физических, явлениях.

В настоящее время существует большой парк средств измере­ний давления, позволяющий осуществить измерение давления в диапазоне 10^-12—10¹¹ Па (рис. 4.1) [13].

Далее рассмотрены средства измерений давления, широко при­меняемые в качестве рабочих при технологических измерениях. Средства измерений, применяемые в качестве образцовых, рассмот­рены в гл. 15.