7.2.8. Преимущества и недостатки жидкостных приборов

Основными преимуществами жидкостных при­боров являются простота устройства и высокая точность измерений.

Основным недостатком жидкостных приборов являет­ся узость диапазона измеряемых давлений, не превыша­ющих 0,4 МПа для ртутных манометров. При больших давления приборы становятся слишком громоздкими.

К другим недостаткам жидкостных приборов отно­сятся также хрупкость стеклянных трубок и необходи­мость пользоваться для увеличения диапазона измеряе­мых давлений ртутью и другими жидкостями, пары которых ядовиты.

Благодаря простоте устройства, стабильности пока­заний и легко достижимой высокой точности измерений жидкостные приборы широко применяются в лаборатор­ной практике, а также и как образцовые для градуировок шкал и поверок других приборов.

7.3. Пружинные приборы

7.3.1. Манометр с одновитковой трубчатой пружиной

По мере развития мировой промышленности, особенно в связи с появлением паровых машин и желез­ных дорог, потребовались приборы, более удобные, чем жидкостные манометры.

Первый деформационный манометр с трубчатым чув­ствительным элементом был изобретен случайно. Рабо­чий при изготовлении змеевика для дистилляционного аппарата, сплющил поперечное сечение цилиндрической трубки, изогнутой по спирали. Тогда, чтобы восстано­вить форму трубки, один конец ее заглушили, а в другой конец насосом под давлением подали воду. При этом часть трубки с деформированным сечением приняла цилинд­рическую форму, а спираль на этом участке разогнулась. Этот эффект был использован немецким инженером Шинцем, который в 1845 г. применил трубчатый чув­ствительный элемент для измерения давления. Эту дату и принято считать днем рождения деформацион­ных манометров, хотя идея создания деформационного барометра - анероида еще в 1702 году была предложе­на немецким философом и математиком Лейбницем (1646-1716 гг.), а патент на него получен Види в 1844 г. Промышленное производство трубчатых деформационных манометров было организовано французским фабрикан­том Бурдоном, получившим в 1849 г. патент на изобре­тение одновитковой трубчатой пружины, именем кото­рого она до сих пор часто называется ("Бурдоновская трубка"), В 1850 г. Примавези и Шеффер изобрели мем­бранный манометр, а несколько позже в 1881 г. Клейма­ном получен патент на сильфонный манометр.

Простота и компактность деформационных маномет­ров позволяет измерить давление от 10 Па (1 мм вод. ст.) до 1-2 ГПа (более 10000 кгс/см²). При этом достигается высокая точность измерений, в отдельных случаях погреш­ности измерений не превышают 0,02-0,05%.

При необходимости измерять большие давления при­меняют манометры с одновитковой трубчатой пружиной (рис. 3.20).

Манометр с одновитковой трубчатой пружиной со­стоит из полой тонкостенной изогнутой латунной труб­ки Бурдона, один конец которой запаян и соединен при помощи поводка через зубчатый механизм со стрелкой, второй, открытый конец трубки, сообщается с сосудом, в котором измеряется давление Р.

Рис. 7.9. Манометр с одновитковой трубчатой

пружиной

Жидкость или газ под давлением выше атмосферно­го сообщается с полостью трубки, оказывая давление на ее поверхность. Поскольку внешняя сторона трубки (рис. 7.9, б) а-b больше по площади внутренней а₁-b₁, то благодаря большей силе, воспринимаемой внешней сто­роной трубки, последняя стремится выпрямиться и пе­ремещающийся при этом запаянный конец трубки тянет через поводок рейку (зубчатый сектор), приводящую в движение шестеренку, на оси которой закреплена стрел­ка манометра. Поворачивающая на определенный угол при заданном давлении стрелка, показывает соответству­ющее давление, нанесенное на шкале циферблата.

Трубчатые пружины манометров, предназначенные для измерения давления до 250 кгс/см², изготавлива­ют из медных сплавов, для измерения давлений более 250 кгс/см² - из стали.

Манометры разделяют на классы по точности. В соответствии с ГОСТ 2405-88 манометры имеют следующие классы точности: 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4. Чем ниже класс точности, тем манометры более точнее, т.е. имеют меньшую допустимую ошибку измерения.