Приборы для измерения давления

По характеру измеряемой величины приборы разделяют на такие группы:

1. Приборы для измерения атмосферного давления  -барометры.

2. Приборы для измерения разности абсолютного и атмосферного давлений, т.е. избыточного и вакуумметрического давлений: манометры – приборы, измеряющие избыточное давление  ;  вакуумметры – приборы, измеряющие вакуум  ;  мановакуумметры – приборы, измеряющие и избыточное давление и вакуум.

3. Приборы для измерения абсолютного давления р  манометры абсолютного давления. Манометры абсолютного давления обычно применяют для измерения малых абсолютных давлений.

4. Приборы для измерения разности давлений – дифференциальные манометры.

5.Приборы для измерения малого избыточного давления и вакуума – микроманометры.

По принципу действия различают приборы:

 жидкостные;

 пружинные;

 поршневые;

 электрические;

 комбинированные и др.

К жидкостным относятся приборы, основанные на использовании гидростатического закона распределения давления. Принцип действия заключается в том, что измеряемое давление уравновешивается давлением, создаваемым весом столба рабочей жидкости. Высота столба рабочей жидкости служит мерой давления.

Действие пружинных приборов основано на применении закона Гука. Сила давления деформирует упругий элемент прибора. Деформация упругого элемента пропорциональна давлению и служит его мерой. Упругий элемент прибора – пружина может представлять собой мембраны (плоские, выпуклые, гофрированные), сильфоны (тонкостенные трубки с поперечной гофрировкой), трубчатые пружины овального сечения (пружины Бурдона).

В поршневых приборах сила измеряемого давления жидкости, приложенная к поршню прибора, уравновешивается внешней силой, величина которой служит мерой давления.

Действие электрических приборов основано на использовании пропорциональности между изменением некоторых электрических свойств материалов и изменением давления. Например, омическое сопротивление некоторых сплавов пропорционально давлению окружающей среды. Это свойство используется для измерения высоких давлений. При измерении быстропеременных давлений используется свойство проводников изменять электрическое сопротивление при деформации. Электрический проволочный датчик наклеивают на упругий элемент, деформирующийся под действием измеряемого давления.

К комбинированным относятся приборы, принцип действия которых носит смешанный характер (например, электромеханические приборы).

9. Сила давления жидкости на плоские поверхности . Центр давления.

Сила давления жидкости на погруженную в нее плоскую поверхность (рис.2.9) равна

 (2.12)

Рисунок 2.9 – Схема для определения силы

давления жидкости

 - гидростатическое давление в центре тяжести поверхности.

где - гидростатическое давление на свободной поверхности жидкости в резервуаре; - глубина погружения центра тяжести смоченной части плоской поверхности; S-площадь смоченной части плоской поверхности;

Таким образом, полная сила давления на плоскую стенку равна произведению площади этой стенки на величину гидростатического давления в ее центре тяжести.

Выражение можно представить в виде

 (2.13)

где  (2.14)

 (2.15)

Сила  представляет собой силу поверхностного давления . Поскольку давление распределено равномерно по всей площади смоченной части поверхности, его равнодействующая приложена в центре тяжести этой поверхности.

Сила  обусловлена давлением самой жидкости. Сила приложена в центре давления Д, координату которого определяют по формуле

, (2.16)

где  - момент инерции плоской фигуры относительно оси ОХ.

Для прямоугольника  (b-ширина, h-высота фигуры), для круга диаметром d .