- •Лабораторная работа 1
- •3.1 Манометр с одновитковой трубчатой пружиной.
- •3.2 Технические манометры
- •3.3 Манометр с многовитковой трубчатой пружиной (рис 2)
- •4.Описание лабораторного стенда
- •5. Порядок выполнения работы
- •5.2 Поверка технического манометра с одновитковой трубчатой пружиной методом сличения.
- •6. Содержание отчета
- •Протокол поверки 1
- •Протокол поверки 2
Тверской государственный технический университет
Кафедра АТП
Лабораторная работа 1
Изучение и поверка деформационных манометров
Тверь 2009
1. Цель работы.
Изучение принципа действия и устройства технических деформационных манометров и освоение методики их проверки.
2. Задание на работу.
Изучить принцип действия и конструкцию технических манометров с трубчатыми пружинами.
Осуществить поверку технического манометра с трубчатой пружиной методом измерения значений физической величины, воспроизводимых образцовыми мерами.
Осуществить поверку технического манометра методом сличения с образцовым средством измерений того же вида.
Сделать заключение о пригодности прибора к эксплуатации.
3. Назначение и принцип действия автоматического потенциометра.
Для измерения давления в различных отраслях промышленности в настоящее время широко применяются деформационные манометры. В этих приборах в качестве чувствительных элементов используются трубчатые пружины, сильфоны, мембраны.
Принцип действия деформационных (или пружинных) манометров основан на использовании упругой деформации пружинного элемента, возникающей под действием давления.
Исключительно важную роль в технических измерениях имеют манометры с трубчатыми пружинами. Они используются при измерении давлений в диапазонах от 0 0,5 кгс/см2до 016 000 кгс/см2. Широкое применение этих приборов обусловлено простатой их конструкции, наглядностью показаний, высокой точностью, надежностью и небольшими размерами.
В химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности применяются манометры с одновитковой и многовитковой трубчатыми пружинами.
3.1 Манометр с одновитковой трубчатой пружиной.
Манометр с одновитковой трубчатой пружиной (рис. 1а) содержит трубчатую пружину 1 (чувствительный элемент), один конец которой укреплен в держателе 2, а второй конец закрытый пробкой 3, соединен с поводом 4 передаточного механизма.
Одновитковая трубчатая пружина представляет собой металлическую трубку эллиптического (рис. 1б) или овального (рис.1в) сечения, изогнутую по дуге. Малая ось “в” (рис.1б) сечения расположена в плоскости чертежа (рис.1). При изменении давления, подаваемого через держатель 2 во внутреннюю полость трубки, возникает деформация сечения трубки. При увеличении давления сечение трубки стремится принять круглую форму (рис.1г). При этом деформация сечения отрезка трубки А приводит к перемещению отрезка трубки Б (рис.1а), а деформация сечения отрезка Б - к перемещению отрезка В и т.д таким образом деформация сечения трубки вызывает перемещение ее незакрепленного конца. При увеличении давления первоначальный угол закручивания трубкиуменьшается и становится равным(рис.1а). Обратная картина имеет место при уменьшении давления. Изменениеугла закручивания трубки служит мерой давления. Обычно величинасвязана с измеряемым давлением линейно:
, (1)
где k- коэффициент передачи или преобразования трубки. Коэффициентkявляется функцией ряда величин
, (2)
где E- модуль упругости материала трубки;
- коэффициент Пуассона;
R- радиус кривизны трубки;
а, в - большая и малая ось сечения;
б - толщина стенки трубки.
При прочих равных условиях коэффициент kпропорционален начальному углу закручиваниятрубки.
Для измерения давлений до 50 кгс/см2 (4,9103кПа) трубки изготавливаются из латуни или бронзы, а для более высоких давлений из стали.
Максимальное изменение угла закручивания трубчатой пружины при давлении, соответствующему верхнему пределу измерения, составляет 6 8. Увеличение угла поворота достигается с помощью передаточного механизма, представляющего собой усилитель угловых перемещений. Обычно применяются зубчато-селекторные механизмы (рис.1а). Механизм состоит из трубчатого сектора 5, зубчатого колеса 6 и спиральной пружины 3. На оси 8 зубчатого колеса закреплена указывающая стрелка 9. Пружина 7 одним концом прикреплена к оси 8 зубчатого колеса, а другим - к неподвижной точке платы механизма.. пружина несколько закручена, в результате этого устраняются зазоры в зубчатом зацеплении и шарнирных соединениях механизма. К сектору винтом 11 укреплена пластина 10 с продельным пазом, позволяющим перемещать ее в продольном направлении для измерения плеча и изменения коэффициента передачи (усиления) передаточного механизма. На пластинке 10 укреплен шарнир 12 поводка 4.
При перемещении под действием измеряемого давления незакрепленного конца одновитковой трубчатой пружины 1 поводок 4 перемещает пластину 10. При этом зубчатый сектор 5 поворачивается вокруг точки 0 и заставляет поворачиваться шестерню 6 вместе с осью 8 и стрелкой 9 на определенный угол, который в несколько десятков раз больше, чем угол поворота зубчатого сектора 5.
Величина угла поворота стрелки 9, изменяющейся обычно в диапазонах 0 270или 0300, определяется по шкале 13.
Манометры с одновитковой трубчатой пружиной выпускаются, в основном, показывающими и подразделяются на технические, или рабочие, контрольные и образцовые.