- •Раздел 1 Общие вопросы метрологии
- •Лекция 1
- •Лекция 2
- •Лекция 3
- •Метрологические характеристики
- •Лекция 4
- •Раздел 3 Теория погрешностей измерений
- •Лекция 5
- •Оценка погрешности измерений
- •Лекция 6
- •Лекция 7
- •Проверка нормальности распределения
- •Проверка однородности нескольких серий измерений
- •Раздел 4 Теория неопределенности измерений
- •Лекция 8
- •Лекция 9
- •Расчет неопределенности измерений
- •Расчет неопределенности по типу А
- •Расчет неопределенности по типу В
- •Расчет неопределенности
- •Алгоритм расчета неопределенности
- •Раздел 5 Методы и средства измерений
- •Лекция 10
- •Государственная система промышленных приборов
- •Унифицированные информационные сигналы
- •Общий принцип устройства цифровых средств измерения
- •Лекция 11
- •Температурные шкалы
- •Средства измерения температуры
- •Термометры сопротивления
- •Элементы теории термопар
- •Термоэлектрические преобразователи
- •Влияние температуры свободных концов
- •Измерение термо-ЭДС
- •Пирометрические милливольтметры
- •Автоматические потенциометры
- •Лекция 12
- •Жидкостный манометр
- •Деформационный манометр
- •Тензорезистивные преобразователи давления
- •Пьезорезистивные преобразователи давления
- •Грузопоршневые манометры
- •Лекция 13
- •Расходомеры переменного перепада давления
- •Расходомеры постоянного перепада давления
- •Тахометрические расходомеры
- •Электромагнитные расходомеры
- •Ультразвуковые расходомеры
- •Раздел 6 Методы передачи данных
- •Лекция 14
- •Лекция 15
- •Правила выбора технических средств
- •Построение функциональных схем ТТК
- •Раздел 8 Стандартизация
- •Лекция 16
- •Стандартизация
- •Нормативные документы
- •Стандарты РФ
- •Раздел 9 Сертификация
- •Лекция 17
- •Сертификация
- •Принципы сертификации
- •Схемы сертификации
- •Виды сертификации
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Жидкостный манометр —
манометр, в котором измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости, образующегося под действием этого давления.
Леонардо |
Эванджелиста |
Винченцо |
да Винчи |
Торричелли |
Вивиани |
Первое применение: Леонардо да Винчи применил пьезометрическую трубку для измерения давления воды в трубопроводах (труд «О движении и измерении воды» XV век).
Первый жидкостный манометр: Торричелли и Вивиани (ученики Галилео Галилея, 1643 г.), которые при исследовании свойств ртути, помещенной в трубку обнаружили существование атмосферного давления. Так появился ртутный барометр.
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
278 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Принцип действия
на примере U-образного жидкостного манометра, состоящего из двух соединенных между собой вертикальных трубок 1 и 2, наполовину заполненных жидкостью.
при равенстве давлений Р1 и Р2 свободные поверхности жидкости (мениски) в обеих трубках установятся на уровне 1 — 1.
Если одно из давлений превышает другое (р1 > р2), то разность давлений вызовет опускание уровня жидкости в трубке 1 и, соответственно, подъем в трубке 2, вплоть до достижения состояния равновесия.
При этом на уровне 2 — 2 уравнение равновесия примет вид
Р = Р1 — Р2 = ρgН
P1 |
P2 |
P1 |
P2 |
2 |
H
1 1
2
Методические
погрешности
влияние температуры на плотность среды
зависимость ускорения свободного падения от высоты над уровнем моря
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
279 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Средства измерения давления
|
|
|
|
|
жидкостные |
|
деформационные |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
электрические |
|
с силовой компенсацией |
||
|
|
|
|
|
грузопоршневые
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
280 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Деформационный манометр — манометр, в котором измеряемое давление, действующее на упругую оболочку чувствительного элемента, уравновешивается напряжениями, которые возникают в материале упругой оболочки.
Первый деформационный манометр изготовил швейцарский инженер Рудольф Шинц, который в 1846 г. применил трубчатый чувствительный элемент для измерения давления. Позднее конструкцию усовершенствовал М. Бурдон, выпустив в 1848 первые промышленные манометры.
Принцип действия упругие чувствительные элементы, осуществляющие преобразование давления в пропорциональное перемещение рабочей точки.
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
281 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Статическая (упругая) характеристика – зависимость
перемещения рабочей точки от давления.
Она характеризуется:
•начальной зоной пропорциональных перемещений
(упругая деформация)
•нелинейной областью (пластическая деформация)
•гистерезисом (вариация прямого и обратного
ходов)
•упругим последействием (запаздывания)
Она определяется:
•формой
•крутизной
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
282 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Характеристика упругих свойств чувствительных элементов - жесткостью по силе:
kF = F/h= pSэ/h
F – сила, действующая на упругий ЧЭ (перестановочное усилие)
Sэ – эффективная площадь ЧЭ h = перемещение рабочей точки
Методические погрешности
• влияние температуры на упругие характеристики чувствительного элемента
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
283 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
типы чувствительных элементов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трубчатая пружина |
|
сильфон |
|
мембрана |
|
мембранная коробка |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
одновитковые пружины |
|
тонкостенная трубка с |
|
гибкая тонкая пластина, |
|
сваренные или спаянные |
|||||||||
эллиптического или |
|
поперечными кольцевыми |
|
закрепленная по |
|
по внешней кромке |
|||||||||
плоскоовального сечения. |
|
гофрами на боковой |
|
окружности. Под |
|
мембраны. Жесткость |
|||||||||
Открытый конец |
|
стенке. жесткость зависит |
|
влиянием разности |
|
коробки вдвое ниже |
|||||||||
закреплен в держателе, а |
|
от материала, наружного |
|
давлений центр |
|
жесткости каждой из |
|||||||||
открытый перемещается |
|
и внутреннего диаметров, |
|
мембраны перемещается. |
|
мембран. |
|||||||||
на 3 – 5 мм. Для давлений |
|
радиуса закругления |
|
У мембран нелинейная |
|
|
|
|
|||||||
до 5 МПа изготавливают |
|
гофр, угла уплотнения |
|
статическая |
|
|
|
|
|||||||
из латуни или бронзы, а |
|
гофр и их числа. |
|
характеристика и малые |
|
|
|
|
|||||||
для высоких из |
|
Выполняются |
|
перемещения, поэтому их |
|
|
|
|
|||||||
легированных сталей и |
|
цельнотянутыми или |
|
применяют для |
|
|
|
|
|||||||
сплавов никеля. |
|
сварными. |
|
преобразования в силу. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
284 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Пружинные манометры
Пределы измерений
избыточное |
0,1 … 1000 МПа |
вакуумметры |
-0,1 … 0 МПа |
абс. давление |
0 … 2,5 МПа |
Класс точности
образцовые
0,16; 0,25; 0,4
повышенной точности
0,6; 1
технические
1,5; 2,5; 4
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
285 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Средства измерения давления
|
|
|
|
|
|
|
жидкостные |
|
|
деформационные |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
электрические |
|
с силовой компенсацией |
|
|
|
грузопоршневые
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
286 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
Принципиальная схема преобразователя давления
Основным отличием одних приборов от других является точность регистрации давления, которая зависит от принципа преобразования давления в электрический сигнал.
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
287 |
|
Методы и средства измерений Методы и средства измерений давления
методы преобразования давления
|
|
|
|
|
тензорезистивный |
|
|
пьезорезистивный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
емкостной |
|
резонансный |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
индукционный |
|
ионнизационный |
||
|
|
|
|
|
Электронный образовательный ресурс: «Метрология, стандартизация и сертификация» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
288 |
|