книги из ГПНТБ / Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы

где Р— давление, обозначенное на грузах и определяемое

форму ­

лой

( I I . 2).

Зависимость (IV.28) определяется

экспериментально.

Д л я вычисления значений АР/

(соответствующих

показаниям

о ] ) ,

полученных при различных

значениях

массы

Am

дополнитель­

ных

гирь, н а к л а д ы в а е м ы х

при градуировке

шкалы,

применяется

формула

д р ;

=

= _ ^ _ / 1

_РЛ

( І Ѵ 3 0 )

1

980,66F

I

fyj

к

где

значения

Am принимаются

равными 0,005; 0,010; 0,015; . . . кг,

величина АР/

в ы р а ж а е т с я

в килограмм - силах на квадратный

сан­

тиметр, Fi — в квадратных

сантиметрах и g в

сантиметрах

на се­

кунду в квадрате .

В результате градуировки получаем зависимость показаний при­

бора b от значений давления АР/,

соответствующих

массе

допол­

нительных гирь.

Как сказано выше, для работы с прибором требуется

обратная

зависимость,

определяемая

формулой (IV.28), которая

находится

путем соответствующего

пересчета

зависимости

b от АР\,

полу­

ченной экспериментально. .

Т а б л и ц а 1

Зависимость АР/

= ср (6) манометра

МП-2,5 (п)

—9 —8 —7 _ 6 - 5 —4 —3 —2 — 1 b 0

I

2 3

4

5

6

7

8

9

0

нометров МП-2,5, а кроме того, градуируются

(или проверяются)

шкалы, в результате чего составляется (или проверяется) градуиро-

вочная таблица

( т а б л . 1 ) .

З а к а н ч и в а я описание прибора,

следует

отметить, что впервые

циркуляционную

систему в грузопоршневом

манометре с целью ав­

томатизации отсчетного устройства

использовал

Ю . А. Трескин [25].

В предложенном

им манометре

измеряемое

давление действует

непосредственно

на нижний

торец

поршня,

грузодержатель присое­

динен к средней его части, а

к верхней части присоединен дроссели­

рую с помощью насоса прокачивается

рабочая жидкость . При дви­

жении вверх

к л а п а н частично

перекрывает проходное отверстие,

в результате

чего в верхней камере повышается

давление, дейст­

вующее на клапан сверху. В

качестве

измерителя

этого давления

в манометре

Ю. А. Трескина

применен

жидкостный манометр.

разрежения, впервые была предложена П. В. Индриком

( В Н И И М )

[30]. Прибор

представлял собой грузопоршневой

мановакуумметр

с неуравновешенным поршнем,

который

мог поворачиваться на

180° так, что

грузоприемное

устройство

оказывалось

или над

поршнем или под ним. В последнем случае к нему

подвешивались

нок

и резервуара,

установленного

на

некоторой высоте

по отношению

При сообщении резервуара с ат­

мосферой

давление

столба

ртути

Рис. 23. Схема

грузопоршневого

уравновешивалось

давлением, созда­

вакуумметра

с

поршнем, урав­

ваемым

весом

поршня,

грузоприем-

новешенным

столбом

ртути:

ного

диска

и

всего

комплекта гру­

/ — резервуар;

2 — поршневая пара;

зов,

наложенных

на диск.

После

3 — разделительный

сосуд; 4 — ж и д ­

сообщения

резервуара

с

простран­

костный

пресс

ством, в

котором

создано

разреже ­

ние, поршень опускается и для приведения

в первоначальное

(нуле­

вое) положение с него надо

снять

соответствующее

количество

грузов.

Величина

разрежения определяется

по

формуле

(II . 2), в

кото­

рой Р принимается равной измеряемому

разрежению,

m —

массе

грузов, снятых с грузоприемного диска при втором

уравновешива­

нии поршня, a F—

приведенной площади

поршня.

Класс

точности

вакуумметров

с

поршнем,

уравновешенным

столбом

ртути,

0,05.

Существенным недостатком

вакуумметров

является

наличие

в них ртути, что, во-первых, сводит к

нулю одно

из преимуществ

грузопоршневых

приборов — их

безвредность и, во-вторых, значи ­

тельно повышает

инерционность

[14].

МАНОВАКУУЛШЕТР МВП-2,5

Образцовый

грузопоршневой

мановакуумметр МВП - 2,5 принад­

лежит

к группе грузопоршневых

приборов с взаимно уравновешен ­

ными

поршнями, разработанных

во В Н И И Г К .

Он предназначен д л я поверки образцовых пружинных

маномет­

ров с верхними пределами измерения

не более

2,5

кгс/см 2

классов

не ниже 0.25

и образцовых пружинных

вакуумметров, а т а к ж е д л я

рых

применена система

двух

взаимно

уравновешенных поршней

[31],

поэтому рассмотрим

его

несколько

подробнее.

рой поршни

были

взаимно

уравновешены и приведены в нулевые

положения,

определяемые по рискам,

нанесенным

на откидных

рамках, то после

сообщения

его с пространством,

в котором

со­

з д а н о избыточное

давление,

равновесие

поршней нарушится.

Д л я

Вывод

уравнения

для мановакуумметра

аналогичен

выводу

уравнения

(IV . 10) д л я

манометра МП-2,5.

В ы р а ж а я через параметры прибора условия равновесия

поршней

при двух

уравновешиваниях, соответствующих

различным

значе­

(р1 - р\ + в ' - в") Fi = [ К — О — К — т\) X

x - ^ - K ' - t ) ' -

( Ѵ Л )

где Р3 и Ра

— абсолютное давление

в разделительном сосуде в

мо­

менты

1-го

и 2-го уравновешиваний;

В' и

В"

— атмосферное

дав ­

ление

в моменты 1-го и 2-го уравновешиваний;

іщ'

и т"

—

масса

простого поршня, грузоприемного диска и грузов,

наложенных

на

диск простого поршня при 1-м и 2-м уравновешиваниях; т2'

и т2"

—

то ж е , , д л я

дифференциального поршня;

Fi

и F2 — приведенные

площади

узкой и широкой

частей

дифференциального

поршня;

Fz — приведенная п л о щ а д ь

простого

поршня;

Q B И Q M — плотность

Применив формулу (V. 1)

для

случая

измерения

избыточного

д а в л е н и я Р следует

принять

Р'Я =

В',

Р = Р"Л —

В",

т\

= т\, т\

— т2 =

т,

где m — масса

грузов, наложенных

на

диск

дифференциального

поршня для уравновешивания

давления

Р.

Р

= ^ Е ( і

_

М

(Ѵ.2)

т. е. формулу,

аналогичную

формуле

(П . 2) . При измерении разре­

жения следует

принять

Р'я =

В',

Р в а к = В"

— Р"я, т'2

= ml,

т[—т\ =

m,

где m — масса грузов, наложенных на

диск

простого

поршня для

уравновешивания

разрежения

Рвак.

Подставив эти значения в формулу

(V.1),

получим

я в а к = ^

- %

^ (

і

- ^ Ч

(Ѵ.з)

V

Рм /

Схема мановакуумметра

МВП - 2,5 позволяет применить его так­

ж е для измерения

абсолютного

давления .

новешивании

сообщить

разделительный

сосуд

с

пространством, в

котором создано некоторое

абсолютное

давление

Ра,

то,

полагая

в выражении

(V.1)

т\

=

т'[,

т\—т'%

=

т,

Р"л

=

Ря,

получим

Л ,

=

^ (

і

-

^ - )

+

Я ; +

Д б ,

(V.4)

где

АВ = В"—В' — изменение

атмосферного

давления

за

период

времени между первым и вторым уравновешиваниями .

Если в уравнении

(V.4)

принять

Р

= Р'

=

В",

а

а

I

т. е. если при

втором уравновешивании

поршней сообщить

резерву­

ар

с атмосферой, то уравнение примет

вид

B'=!M(i-l!L)+p-

(ѵ.5)

Fi

\

Рм

/

Следовательно, мановакуумметр

МВП - 2,5 может быть применен

и для измерения атмосферного давления, т. е. по существу

являет­

ся

манобаровакуумметром .

5—894

65

З д е сь уместно отметить, что применение

мановакуумметра

МВП - 2,5 дл я измерения

абсолютного

или атмосферного

давления

хотя и возможно, но вряд

ли целесообразно, поскольку в настоящее

время существуют более современные и, в частности,

менее

инерци­

онные

образцовые

грузопоршневые

приборы для измерения ука ­

занных

величин.

В результате теоретического и экспериментального

исследова­

ний

мановакуумметра

[32] были

найдены

соотношения,

позволив­

шие осуществить рациональный выбор конструктивных

парамет ­

ров,

оценить

эксплуатационные

качества

прибора

и р а з р а б о т а т ь

методику испытаний и государственной поверки

маиовакуумметров

этого типа.

Мановакуумметр МВП - 2,5 имеет следующую метрологическую*

характеристику:

пределы измерения избыточного дав­

0—2,5 кгс/см2

ления

пределы измерения

разрежения

0—1

кгс/см2

пределы допускаемой

погрешности:

в диапазоне 0,1—2,5 кгс/см 2

± 0 , 0 5 %

от измеряемой

величины

в диапазоне 0—0,1 кгс/см 2

±0,00005

кгс/см2

( ± 0 , 5 мм вод. ст.)

номинальное

значение

приведенной

1 см 2

площади простого поршня F3

номинальные значения

приведенных

площадей

дифференциального

поршня

Fi и

F2

0,5 и I см 2

К

мановакуумметру

прикладываются

три

комплекта

грузов .

Первый комплект состоит из 4 грузов, обозначенных

«0,5 кгс/см2 —

давление», 4 грузов

«0,1 кгс/см 2 — давление», 2 грузов «0,05 кгс/см 2 —

давление».

Грузы накладываются на грузоприемный диск дифференциаль ­

ного поршня при измерении избыточного давления .

Второй

комплект

состоит

из

10

грузов,

обозначенных

«0,1 кгс/см 2

— разрежение» и 2 грузов

«0,05 кгс/см 2 — разрежение» .

Грузы накладываются на грузоприемный диск простого поршня

при

измерении разрежения .

В

третий

комплект

входит

7

грузов,

обозначенных

руководством К- И. Хансуварова ( В Н И И Г К ) . Он предназначен

д л я

поверки образцовых

грузопоршневых вакуумметров В П П

2-го

раз ­

ряда

класса 0,05

и

других приборов,

применяющихся для

измере­

ния

разрежения

и имеющих допустимую погрешность

не

менее

0,05%, а т а к ж е

для

непосредственных

точных измерений

разре­

жения .

г —

I

Рис. 25. Схема

вакуумметра

ВП с поршнем,

уравнове­

шенным пружинами:

1—

воронка;

2 — пружины;

3— трубка;

4— штуцер;

5 — гайка;

6 — колпачок

(прозрачный);

7 — указатель; S — поршень; 9—вен­

тиль; 10 — цилиндр; / / — втулка;

12 — шкив;

13 — поводок;

14 —

наконечник;

15 — грузы; 16 — коромысло;

17 — чашка

В

основу

принципиальной

схемы

вакуумметра

В П положена

схема

опрокинутого

поршня,

предложенная и примененная впер­

вые П. В. Индриком [30] при

разработке конструкции грузопорш-

состоящим

из коромысла и двух спиральных пружин, предназна­

ченных для

уравновешивания

собственного веса поршня и сооб­

щ а ю щ и х прибору необходимую

жесткость подвижной системы.

5*

67

лен в нулевое положение,

то

после

подключения

вакуумметра

к

пространству, в котором

создано разрежение, поршень поднимет­

ся

и для приведения его в нулевое положение к наконечнику потре­

буется подвесить

грузы.

Измеряемое разрежение

определяется

формулой

(П . 2), в кото­

рой

Р принимается равным измеряемому

разрежению .

К

вакуумметру

прилагается

комплект из 19 грузов массой по

100 г, 1 — массой 50 г и 4 — массой по 10 г.

И з них 9 грузов массой по 100 г предназначены для

нагружения

поршня поверяемого прибора (типа В П П ) .

Вакуумметр В П имеет следующую

метрологическую

характери­

стику:

пределы измерения

0—700 мм рт. ст.

пределы допускаемой погрешности:

в диапазоне 0—75 мм рт. ст.

± 0 , 0 1 5 мм рт. ст.

в диапазоне 75—700 мм рт. ст.

± 0 , 0 2 %

от

измеряемой

номинальное

значение

приведенной

величины

площади поршня

1 см 2

Вакуумметры поверяют в метрологических институтах по мето­

дике, изложенной в технических условиях

заводов-изготовителей.

Основной параметр — приведенная

площадь

поршня — опре­

ВАКУУММЕТР ВПП

Вакуумметр

В П П

2-го

р а з р я д а

класса

0,05 т а к ж е

принадлежит

к группе малоинерционных

манометрических

приборов,

разрабо ­

танных

под

руководством

К.

И.

Хансуварова

( В Н И И Г К ) .

Он

предназначен д л я поверки образ ­

цовых

пружинных

вакуумметров

и других приборов для

измерения

разрежения,

имеющих

допусти­

мую

погрешность не менее

0,2%,

а т а к ж е

д л я

непосредственных

измерений

разрежения .

Принципиальная

схема

ва­

куумметра

В П П

показана

на

рис. 26. Она в общем

аналогична

схеме, примененной в вакууммет­

ре ВП и отличается от

нее кон­

струкцией

и

принципом

действия

уравновешивающего

устройства.

Это

устройство

у

вакуумметра

В П П

основано

на

использовании

подъемной силы поплавка, погру­

женного в резервуар с водой [35].

Вакуумметр

В П П

состоит

из

поршня

(см. рис.

26)

с

наконеч­

ником

для

наложения

грузов и

указателем,

в р а щ а ю щ и м с я

в

ци­

линдре

от

электродвигателя

со

скоростью 50—60 об/мин. К вер­

хней части

цилиндра присоединен

колпачок,

на

котором

нанесены

риски для

определения

нулевого

положения

поршня.

Поплавок

Рис.

26. Схема вакуумметра

ВПП

расположен в стакане,

заполнен­

ном

водой,

и

соединен

с пружи ­

с поршнем,

уравновешенным

поп­

ной,

обеспечивающей

необходи­

лавком:

/ — указатель;

2 — колпачок;

3 — пор­

мую

жесткость.

Д л я

заполнения

шень;

4 — вентиль;

5 — цилиндр; 6 —

вакуумметра

рабочей

жидкостью,

втулка;

7 — шкнв; 8 — поводок; 9 — гру­

зы;

10— наконечник;

11—

поплавок;

которая при

работе прибора

под

12 — стакан;

13 — пружина

жесткости;

действием

атмосферного

давле ­

14 — воронка;

J5 — штуцер

ния

поступает в зазор

между

поршнем

и

цилиндром

служит во-

ронка.