12. Основные функциональные узлы, механизмы и детали весов. Основные технические характеристики. Основные мх весоизмерительных приборов

- Устойчивость подвижной системы (коромысла) и время колебаний - t_уст ;

- Чувствительность, цена деления;

- Постоянство показаний отсчетного устройства (вариация показаний);

- Неравноплечесть рычажной системы

13. Общие сведения о давлении. Классификация методов и средств измерений давления.

• Давление — физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил, с которыми одно тело действует на поверхность другого

• Под давлением понимается сила, с которой молекулы вещества в термодинамической системе воздействуют на единицу ограничивающей ее поверхности

• За единицу давления в Международной системе единиц СИ принято давление, называемое паскалем (Па)

Виды давления:

Атмосферное давление (Рв)создается массой воздушного столба земной атмосферы. Оно имеет переменную величину, зависящую от высоты местности над уровнем моря, географической широты и метеорологических условий (барометрическое давление).

Абсолютное давление (Ра) – это давление внутри какой-либо системы, под которым находится газ, пар или жидкость, отсчитываемое от абсолютного нуля. На поверхности Земли Ра=100кПа=1бар.

Вакуумметрическое давление определяется разностью между атмосферным давлением и абсолютным давлением внутри вакуумной системы

Избыточное давление определяется разностью между абсолютным давлением(Ра) и атмосферным давлением(Рв)

Методы измерения давления:

Прямые измерения

-поршневой метод ( Измеряемое давление сравнивается с силами тяжести грузов )

-жидкостный метод ( Измеряемое давление сравнивается с силами давления столба

жидкости (ртути, воды) соответствующей высоты )

Косвенные измерения

-деформационный (Измеряемое давление сравнивается с силами развиваемыми при

деформации упругих элементов (пружин, мембран, манометрических

и анероидных коробок, сильфонов и манометрических трубок) )

-электрический (Измеряемое давление сравнивается с упругими силами,

возникающими при деформации некоторых материалов и

вызывающими электрические эффекты )

Средства измерений давления классифицируют по следующим признакам:

• по используемому методу измерения

• по виду измеряемого давления

По принципу действия чувствительного элемента приборы для измерения давления разделяют на жидкостные, деформационные, грузопоршневые и электрические. В качестве образцовых, по которым осуществляется поверка рабочих приборов, применяют грузопоршневые манометры

Простейшим прибором для измерения давления или разности давлений является двухтрубный (или U-образный) манометр.

p=hρg

Более удобным средством измерения давления является однотрубный (чашечный) манометр, в котором одна из трубок заменена сосудом, диаметр его, как правило, в 20 раз больше диаметра трубки. Принцип действия манометра аналогичен рассмотренному выше.

р = h1ρg(1+s/S)

Грузопоршневые манометры

1 – сосуд; 2 – цилиндрическая колонка; 3 – соединительный штуцер; 4 – стальной поршень; 5 – тарелка; 6 - грузы

Уравновешивающие воспринимаемое поршнем давление р (Па) при равновесии системы определяемое по формуле:

где G1 иG2 – массы поршня с тарелкой и грузов, кг;

S— площадь поршня, м2;gн — нормальное ускорение свободного падения тел, м/с2

Электрические средства измерений давления

1 – крышка; 2, 4 и 5 -металлическая прокладка; 3 - изолированный проводник; 6 – штуцер; 7 – мембрана; 8 и 9 – пьезоэлементы; 10 – шарик;

Пьезоэлектрические манометры применяют при из­мерении пульсирующего с высокой частотой давления в механизмах с допустимой нагрузкой на чувствительный элемент до 8 ГПа. Чувствительным элементом в пьезоэлектрических манометрах, преобразующим механические напряжения в колебания электрического тока, являются пластины цилиндрической или прямоугольной формы толщиной в несколько миллиметров из кварца, титаната бария или керамики типа ЦТС (цирконат-титанат свинца).

Величина электрического заряда будет прямо пропорциональна давлению:

q = kpS

Схема тензометрического прибора

а) схема прибора; б) деформации мембраны

( 1 – корпус; 2 – круглая сапфировая пластина; 3 – выводные провода; 4 – сборные пластинки; 5 - диэлектрик)

В тензометрических манометрах в качестве чувствительного элемента применяются тензорезисторы, принцип действия которых основан на изменении сопротивления под действием деформации.

Тепловые вакуумметры: а — сопротивления; б— термопарный: 1 — электрические вводы; 2 — вакуумный баллон; 3 — платиновая нить; 4 — соединительная трубка; 5 — термопара

Принцип действия тепловых вакуумметров основан на зависимости теплопроводности газовой среды от степени ее разряжения. В обеих схемах чувствительным элементом является нагретая путем пропускания электрического тока платиновая нить 3, расположенная в вакуумном баллоне 2. При увеличении разряжения среды ее теплопроводность будет уменьшаться, следовательно, нагретая платиновая нить будет хуже отдавать тепло стенкам вакуумного баллона 2, в результате чего ее температура будет возрастать.

Приборы давления в зависимости от измеряемой величины разделяют на манометры (для измерения избыточного или абсолютного давления), барометры (для измерения атмосферного давления), вакуумметры (для измерения вакуумметрического давления).

• Манометры, предназначенные для измерения малых избыточных давлений (до 40 кПа), называют напоромероми, а предназначенные для измерения малых вакуумметрических давлений (до 40 кПа) — тягомерами. Приборы давления, которые имеют двустороннюю шкалу с пределами измерения ±20 кПа, называют тягонапоромерами (значение нуль на шкале соответствует атмосферному давлению). Для измерения разности давлений используют дифференциальные манометры (дифманометры). Мановакуумметр – ИП для измерения избыточного давления и давления разреженного газа (от 100 кПа до 2,4 МПа)