Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Средства измерений давления. Поверка и калибровка. Учебное пособие
.pdf
Секторный механизм передаточный механизм схематично
приведен на рис. 11а. При изменении давления перемещается
свободный конец трубчатой пружины. Это перемещение с помощью
поводка приводит к повороту зубчатого сектора. Поворот зубчатого
сектора через чубчатую передачу передается трибке и закрепленной
на ней стрелке манометра. Плотный контакт трибки и зубчатого
сектора обеспечивается спиральной пружиной.
В хвостовой части зубчатого сектора имеется паз. Перемещением
в нем конца поводка можно регулировать ход стрелки манометра.
Секторный механизм позволяет обеспечить более высокую точность.
Но при этом манометры быстро выходят из строя при наличии тряски
и вибрации.
Для работы в этих условиях применяются приборы с рычажным
механизмом (рис. 11б).
Такие приборы имеют шкалу с дугой не более 90…100°
и применяются в основном в транспортных установках. Приборы
с рычажным механизмом имеют класс точности 1,5; 2,5 и 4. Ход
стрелки регулируется изгибанием рычага.
Приборы, предназначенные для измерений пульсирующих
давлений, часто выполняются с корпусами, заполненными вязкой
жидкостью, например глицерином.
Температурные погрешности трубчатых манометров
вызываются двумя явлениями.
Тепловое расширение трубки и элементов передаточного
механизма деформации трубки показывающей стрелке приводит
к смещению нуля.
Изменение модуля упругости материала трубки при колебаниях
температуры приводит к изменению чувствительности трубки.
Для компенсации смещения нуля может устанавливать
биметаллический компенсатор на свободном конце трубки. Для
компенсации изменения чувствительности также применим
биметаллический компенсатор, изменяющий длину поводка.
На рис. 12 представлен общий вид манометра избыточного
давления с диапазоном измерений от 0 до 1 МПа класса точности 1,5.
21
Рекомендуемые цвета окраски корпусов газовых манометров
Газ
Цвет корпуса манометра
Аммиак
Ацетилен
Водород
Кислород
Хлор и фосген
Пропан и другие горючие газы
Другие негорючие газы
Желтый
Белый
Темно-зеленый
Голубой
Серовато-зеленый
Красный
Черный
Таблица 1
Внешний вид манометра, вакуумметра и мановакуумметра
приведен на рис. 13.
22
Рис. 12. Общий вид манометра
Рис. 13. Внешний вид манометра (а), вакуумметра (б) и мановакуумметра (в)
Мембранные манометры (рис. 14) предложены Шефером в 1949
году. Они применяются значительно реже трубчатых.
Их использование ограничивается, как правило, случаями, когда
к измерениям предъявляются специальные требования.
Рис. 13. Мембранный манометр: 1 – мембрана; 2 – шток;
3 – зубчатый сектор; 4 – триб
К специальным манометрам можно также отнести приборы,
измеряющие давление вязких сред и веществ, содержащих твердые
частицы. В этих конструкциях присоединительный штуцер
Изготавливается значительно большего проходного размера
(30…90 мм), а измерительная полость заполнена несжимаемой
жидкостью и отделена от рабочего измерительного пространства
диафрагмой (мембраной), воспринимающей измеряемое давление.
23
Мембранные манометры допускают значительно большие
перегрузки по давлению, чем манометры с трубкой Бурдона. При
давлениях, превышающих верхний предел измерения, мембрана
должна всей своей поверхностью опираться на защитное устройство,
полностью повторяющее профиль мембраны. Они менее
восприимчивы к вибрациям т.к. мембраны обладают значительной
жесткостью.
Двухстрелочный манометр (рис. 14) используется в качестве
контрольного манометра для проверки правильности работы
прибора на рабочем месте.
Он представляет собой два манометра, помещенные в одном
корпусе, которые измеряют одно и то же давление. Штуцер, как
правило, один, но может содержать и два штуцера. Имеются два
чувствительных элемента (трубчатые пружины), два передаточных
механизма, два указателя, две шкалы. Снимают два показания по
двум шкалам, рассчитывают среднее значение. Таким образом,
несколько уменьшается погрешность результата измерения.
Рис. 14. Двухстрелочный манометр
В настоящее время в качестве контрольных двухстрелочных
манометров проще использовать манометры повышенной точности,
выпускаемые с именованной шкалой классов точности 0,4; 0,6; 1.
Сдвоенные или двойные манометры (рис. 15) – те же
двухстрелочные манометры, но они измеряют два разных давления,
то есть в одном корпусе фактически помещены два разных
манометра. Имеются два штуцера, через которые два разных
24
давления подаются в один корпус с двумя чувствительными
элементами (две трубчатые пружины), двумя передаточными
механизмами, двумя шкалами, двумя указателями. Их используют,
когда необходимо одновременно следить за давлением в двух
системах.
Рис. 15. Сдвоенный (двойной) манометр
Применяются также дифференциальные манометры, которые
представляют собой 2 манометра в одном корпусе. Такие манометры
можно назвать сдвоенные или «двухшкальные». Внешний вид такого
манометра приведен на рис. 16.
Рис. 16. Дифференциальный двухстрелочный манометр:
1 – стрелка низкого давления; 2 – шкала избыточного давления;
3 – шкала разности давлений; 4 – стрелка высокого давления
Такой прибор имеет два штуцера. В один поступает низкое
давление, в другой – высокое. Один передаточный механизм
приводит в движение стрелку высокого давления. Второй – шкалу
разности давлений и расположенную на ней стрелку низкого
давления.
25
Такие дифференциальные манометры обеспечивают измерения
3-х величин: низкое давление, высокое давление и разницу давлений.
В то время как другие дифманометры – только разницу давлений.
Приборы с контрольной стрелкой (рис. 17) позволяют
фиксировать максимальное давление за какой-то промежуток
времени.
Рис.17. Манометр с контрольной стрелкой
В конструкцию вводится дополнительная стрелка, которая
перемещает за собой с помощью специального поводка
показывающую стрелку манометра. При уменьшении давления
показывающая стрелка уходит в сторону меньших значений.
Контрольная стрелка остается в положении, соответствующем
максимальному измеренному давлению. Контрольная стрелка создает
дополнительное трение. За счет этого увеличивается погрешность. У
таких манометров нормируется два значения погрешности:
с контрольной стрелкой и без нее.
Приборы, предназначенные для измерений пульсирующих
давлений, часто выполняются с корпусами, заполненными вязкой
жидкостью, например глицерином (рис. 18).
26
Рис. 18. Манометр, заполненный вязкой жидкостью
В приборах с сигнализирующим устройством (рис. 19)
дополнительно вводятся задающие сигнальные стрелки: минимальная
и максимальная, которые позволяют устанавливать значения
давлений, при которых срабатывает сигнальное устройство. Если
давление достигнет установленного значения замыкаются контакты,
расположенные на показывающей и задающей стрелках.
Рис. 19. Манометр с сигнализирующим устройством
(электроконтактный): 1 – указательная стрелка; 2 – контактное
устройство указательной стрелки; 3 и 4 – указатели нижнего
и верхнего предела сигнализирующего устройства; 5 – клеммная
колодка; 6 – устройство перемещения указателей
27
В свое время изготавливались эталонные манометры
(рис. 20) с условной шкалой диаметром 160 мм (класс точности
0,4) и диаметром 250 мм (класс точности 0,25 и 0,15).
Рис. 20. Эталонный манометр с условной шкалой класса точности 0,25
В настоящее время на некоторых предприятиях часто
используются эталонные манометры для поверки рабочих
манометров класса точности 0,4.
3.3. Нормируемые метрологические характеристики
манометров
Метрологические и технические характеристики рабочих
манометров нормируются ГОСТ 2405–88 «Манометры, вакуумметры,
мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие
технические условия».
Обозначения согласно ГОСТ 2405: ДМ – манометр,
ДВ – вакуумметр, ДА – мановакуумметр, ДТ – тягомер,
ДН – напоромер, ДГ – тягонапоромер.
Номинальная статическая характеристика преобразования
(НСХ) – линейная.
Диапазон показаний. Диапазон измерений,
Ширина диапазона измерений может быть равна может быть
0…100% или 25…75 % диапазона показаний.
Цена деления шкалы.
Характеристики основной погрешности.
28
Нормируется предел допускаемой приведенной погрешность γо
о
о
max min
γ 100
pp
и вариация. За нормирующее значение принимается ширина
диапазона показаний диапазон измерений
,
где Δо – предел допускаемой абсолютной погрешности;
p
max
и p
– пределы диапазона показаний.
min
Класс точности численно равен пределу допускаемой
приведенной погрешности.
Вариация показаний приборов не должна превышать
абсолютного значения предела допускаемой основной погрешности.
ГОСТ 2405 предусматривает выпуск приборов с классами
точности 0,4; 0,6 1,0; 1,5; 2,5 и 4. Причем класс 0,4 устанавливается
по заказу потребителя.
Предусматривается возможность применения приборов
с дифференцированным значением основной погрешности.
Допускаемые значения погрешности различны для разных участков
диапазона измерений. Например, класс точности обозначается
«1,5–1–1,5». Это означает, что предел допускаемой приведенной
погрешности, в пределах 0,25…0,75 диапазона измерений γо =1,0,
в пределах 0…0,25 и 0,75…1,0 диапазона измерений γо =1,5.
Вариация не должна превышать абсолютного значения предела
допускаемой основной погрешности.
После производства и ремонта погрешность не более 0,8 γ.
У электроконтактых манометров нормируется погрешность
и вариация срабатывания. Предел допускаемой погрешности
и вариация срабатывания контактов соответствует следующему более
грубому классу точности. Соответственно при классе точности
показаний 1,0 срабатывание γср= 1,5; кл. т. 1,5 – γср= 2,5;
кл. т. 2,5 – γср= 4,0.
Температура окружающего воздуха должна быть 20 или 23°С
с допускаемым отклонением:
± 2 °С ‒ для приборов классов точности 0,4; 0,6 и 1;
±5 °С ‒ для приборов классов точности 1,5; 2,5 и 4.
Дополнительные погрешности
Дополнительная погрешность вызванная отличием окружающей
температуры от нормальной.
29
Согласно ГОСТ 2405 изменение показаний от воздействия
,.100
э
p
D
температуры окружающего воздуха не должно превышать:
– для приборов класса точности 0,4; 0,6; 1; и 1,5 – 0,06%/°С;
– для приборов класса точности 2,5 и 4 – 0,1%/°С.
3.4. Поверка деформационных манометров
Основным документом, нормирующим методы и средства
поверки, является Рекомендация МИ 2124–90 ГСИ «Манометры,
вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, и тягонапоромеры,
показывающие
и самопишущие. Методика поверки».
Условие выбора эталонного средства поверки
Δэ ≤αΔр,
где Δэ – предел допускаемой абсолютной погрешности
эталонного средства измерений;
Δр – предел допускаемой абсолютной погрешности
поверяемого манометра.
При этом α ≤ 0,50.
При государственной поверке (по действующему закону, просто
при поверке) должно быть α ≤ 0,25.
В тексте документа дана формула
где D – диапазон показаний поверяемого прибора (нормирующее
значение, равное р
max
– р
то есть разность между максимальным
min,
и минимальным значениями диапазона показаний прибора).
Условия поверки
Температура воздуха 20 или 23 ºС с отклонениями не более:
– при поверке приборов класса точности 0,6 и 1,0 – ±2 ºС;
– при поверке приборов класса точности 1,5; 2,5 и 4 – ±5 С.
Прибор должен выдерживаться в нерабочем состоянии при
температуре окружающего воздуха не менее:
– при разнице температур воздуха и местом, откуда вносится
прибор, более 10 ºС – 12 ч.;
– при разнице температур воздуха и местом, откуда вносится
прибор, от 1 до 10 ºС – 1 ч.;
– при разнице указанных температур менее 1ºС выдержка не
требуется.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]