2. Завдання на виконання роботи

2.1. Познайомитись з лабораторним стендом вимірювання тиску.

2.2. Вивчити загальну теорію вагопоршневих та деформаційних манометрів, а також деформаційних манометрів з дистанційною передачою та приладу РМ1.

2.3. Зняти реальні статичні характеристики перетворення трубчастих манометрів типів МТИ та МЕД в комплекті із РМ1, провести їхнє перевірення по зразковому манометру МО.

2.4. Вивчити принцип дії, конструкцію, технічні характеристики та використовування електроконтактного мановакуумметра ЕКМВ.

2.5. По статичним характеристикам перетворення визначити абсолютну, відносну та приведену похибки по діапазону вимірювання для приладів.

2.6. Побудувати графіки для приладів МТИ та МЕД:

а) реальної статичної характеристики перетворення;

б) залежності відносних та приведених похибок по отриманому діапазону вимірювання.

2.7. Зняти реальну статичну характеристику перетворення мано-вакуумметра ЕКМВ та оцінити гістерезис його вихідних сигналів двохпозиційного регулювання.

3.Загальна теорія вагопоршневих та деформаційних манометрів

3.1. Вагопоршневі манометри .

В них тиск зрівноважується тиском, який утворюється в циліндрі, що

заповнений робочою рідиною, мірними вагами (гирями) та вагою не

ущільненого поршня (рис.1,б), тобто, поршня 1, який входить в циліндр 2 з рівномірним по колу і невеликим по величині (<0,01мм) зазором. Будучи оточеним робочою рідиною (мастилом), що протікає через цей зазор, і зовсім не доторкуючись до внутрішньої поверхні циліндру, поршень знаходиться в рідині у зваженому стані.

а) б)

Рис.1. Схема не ущільненого поршня (а) та манометра типу МП-2,5 (б).

Рівняння рівноваги сил найпростішого поршневого манометра (рис.1,а )

має вигляд: (1)

де G - сила, що прикладена до поршня; Р - вимірюваний тиск; F - площа поперечного перерізу поршня; Т- сила рідинного тертя до бокової поверхні поршня.

Після перетворення (почленного ділення на Р ) одержимо

(2)

де - ефективна площа поршня.

Теоретичні й експериментальні дослідження показали, що сила рідин­ного

тертя Т пропорційна тискові Р , тобто Т / Р = соnst. Тому F_еф не зале­жить від тиску, з чого випливає, що вимірюваний тиск прямо пропорційний силі, яка зрівноважує його.

Найбільш часто вимірюваний тиск зрівноважують вагою зовнішнього

навантаження (набір дисків-важок). Рівняння вимірювання цих манометрів має вигляд

(3)

де m - маса поршня та навантаження на нього.

Таким чином утворюють тиск рідини в циліндрі до тисяч атмосфер. При цьому зберігається гідростатичний принцип дії приладу. Рівномірність заповненого рідиною кільцевого зазору, що оточує поршень, досягається повільним (30об/хв.) повертанням поршня навколо своєї осі. Так як рідина має певну в’язкість , то при обертанні утворюється зусилля, яке відштовхує

поршень від стінок циліндру (ефект віджимання).

Завдяки нестисливості використовуваної робочої рідини поршневі вимірювачі тиску мають дуже високий клас точності (0,02; 0,05), тому їх широко використовують для перевірення манометрів і вакуумметрів (зокрема, й зразкових), а також дифманометрів (рис. 2,б).

Відповідно із стандартом випускаються манометри вагопоршневі 1-го розряду з допустимою основною приведеною похибкою 0,02% від вимірюваного тиску, якщо він лежить в межах від 10 до 100% верхньої межі вимірювання. Відповідно для другого розряду ця ж похибка дорівнює 0,05%.

Типи вагопоршневих манометрів: наприклад, МП-2,5 (рис.1,б) з верхньою межею вимірювання 0,25 МПа (2,5 кгс/см²); МП-60 з діапазоном вимірювання від 0,1 до 6 МПа (від 1 до 60 кгс/см²). Їх класи точності відповідно 0,02 та 0,05.

Такі манометри використовуються в якості лабораторних приладів (вони відтворюють міру тиску) при перевіренні робочих манометрів, наприклад, деформаційних або електричних.