1.2.3. Электрические приборы для измерения давления

Существует достаточно большое количество способов преобразования давления в электрический сигнал, однако наибольшее распространение получили приборы, основанные на емкостном, магнитном и тензомет­ри­ческих принципах.

Е

Рис. 1.5. Емкостный преобразователь давления: 1 – неподвижная пластина конденсатора; 2 – мембрана; 3 – изолятор

мкостные преобразователи давления. Одной из основных конструкций емкостного преобразователя давления является одностаторная, в которой чувствительный элемент (мембрана) образует одну пластину конденсатора и перемещается относительно его другой неподвижной пластины (рис. 1.5).

Магнитные преобразователи давления. Основным элементом магнитных преобразователей (рис. 1.6) является дифференциальный трансформатор, измеряющий перемещение механического чувствительного элемента. В качестве чувствительных элементов могут, например, использоваться сильфон или трубка Бурдона.

Рис. 1.6. Магнитный преобразователь давления

Тензорезисторные преобразователи давления. Тензорезисторные чувствительные элементы представляют собой металлическую и(или) диэлектрическую измерительную мембрану, на которой размещаются тензорезисторы (чаще всего в виде уравновешенного измерительного моста) с контактными площадками для подключения к внутренней или внешней электроизмерительной схеме. Деформация мембраны под воздействием внешнего давления приводит к локальным деформациям тензорезисторного моста и его разбалансу, который измеряется электронным блоком (рис. 1.7). Поскольку чувствительность полупроводниковых тензорезисторов в десятки раз выше, чем у металлических, и, кроме того, интегральная технология позволяет в одном кристалле кремния формировать одн

Рис. 1.7. Тензорезисторный преобразователь давления: 1 – мембрана; 2 – измерительная схема; 3 – тензометрический мост; 4 – источник питания

овременно как тензорезисторы, так и микроэлектронный блок обработки, то в последние годы получили преимущественное развитие интегральные полупроводниковые тензорезисторные чувствительные элементы. Особенно широкое применение в изготовлении тензорезисторных преобразователей в силу своих высоких механических, изолирующих и теплоустойчивых качеств получила технология «кремний на сапфире».

1.3. Лабораторная установка

Лабораторная установка (рис. 1.8) представляет собой грузопоршневой манометр типа MTU. Манометр состоит из измерительной системы, включающей плунжер 1, грузовую платформу 2, грузы 3, контрольную стойку 4, масляного насоса 5, масляного бака 6, манометрических гнезд 7 и 8 для подключения поверяемых манометров 9 и 10 и запорных клапанов 11–14.

Рис. 1.8. Схема лабораторной установки: 1 – плунжер; 2 – грузовая платформа; 3 – грузы; 4 – контрольная стойка; 5 – масляный насос; 6 – масляный бак; 7, 8 – манометрические гнезда; 9, 10, – поверяемые манометры; 11–14 – запорные клапаны

1.4. Порядок выполнения работы

1. Закрепить на ниппеле поверяемого манометра уплотнительное кольцо.

2. Установить поверяемый манометр в манометрическое гнездо.

3. Открыть на 1,5÷2 оборота запорные клапаны 11 и 14.

4. Установить стрелку манометра на «0» при помощи регулировочного винта на тыльной стороне манометра.

5. Закрыть запорные клапаны 11 и 14.

6. Открыть на 1,5÷2 оборота запорный клапан 12 и, вращая шток поршня против часовой стрелки, заполнить цилиндр поршневого насоса маслом.

7. Закрыть запорный клапан 12 и открыть запорные клапаны 11 и 13.

8. Перемещая поршень насоса в обратном направлении и вращая грузовую платформу, добиться совмещения белых рисок на платформе и контрольной стойке.

9. Записать показание манометра (n – количество делений по шкале).

10. Добавляя с шагом 1 кг/см² эталонные грузы на платформу, повторить действия п. 8. Давление, создаваемое эталонным грузом, не должно превышать предельного значения, на которое рассчитан поверяемый манометр.