Жидкостные манометры и вакуумметры.

Жидкостные манометры (вакуумметры) - устройства, в которых давление среды уравновешивается давлением столба жидкости, налитой в манометр (вакуумметр). Схематично манометр (вакуумметр) имеет вид U-образной трубки, в которую налита манометрическая жидкость - вода, масло или ртуть. Один из концов манометра присоединяется к измеряемому объему, второй конец - подсоединяется к объему с известным давлением (рис. а), либо запаян (рис. б). В случае а) манометр называется дифференциальным, т. к. измеряет разность давлений в различных объемах.

Давление определяется по разности уровней жидкости в трубках при известной плотности жидкости ρ, налитой в манометр, P=ρgh, где h - разность уровней жидкости; g - ускорение свободного падения.

1. Трубки Пито - дифференциальные манометры, измеряющие разность давлений в струях жидкости или газа между статическим давлением и динамическим. Давление в движущемся потоке есть сумма внешнего давления Р, статического ρgh и динамического давления , гдеh - глубина погружения; ρ - плотность жидкости; V - скорость потока. Согласно закону Бернулли, сумма этих давлений остается постоянной вдоль всего потока (струи) так, что Р+ ρgh+ =const для любой точки потока.

Схема трубки Пито

2. Трубка Вентури представляет собой два колена жидкостного манометра, разделенные мембраной с малым относительно основной трубы отверстием. Используя закон Бернулли и закон неразрывности струи получаем соотношение между перепадом давления ΔР и скоростью потока , гдеd₁ - диаметр трубы; d₂ - диаметр отверстия в диафрагме.

Трубка Вентури

Пружинные манометры и вакуумметры представляют собой подвижную часть, размеры которой зависят от давления (так называемую «улитку»). Подвижная часть каким-либо образом соединяется с индикатором положения «улитки» (см. рис). Пружинные манометры являются самым распространенным измерительным устройством при определении давления. Эти манометры просты в исполнении, надежны, не содержат жидкостных наполнений и при тщательной калибровке могут давать достаточно точные результаты.

Пружинные манометры и вакуумметры

Электрические манометры - устройства, в которых информация о давлении воспринимается как изменение какого-либо электрического параметра, например, сопротивления или разности потенциалов. Это может быть камера с проводящим, чаще всего угольным порошком, сопротивление которого зависит от положения гибкой мембраны. Это может быть камера, наполненная кремнийорганической жидкостью. Тогда под действием разности давлений (рис.) появляется разность потенциалов, пропорциональная давлению. Промышленно изготавливаются многочисленные датчики на основе тензорезисторов - сопротивлений, изменяющихся в зависимости от разности давлений, различного рода пьезоэлектрики с прямым пьезоэффектом - появлением разности потенциалов между поверхностями кристаллов при наличии разности давления между ними.

Схема датчика давления типа «Сапфир»: Тр - тензорезистор; полость заполнена кремнийорганической жидкостью