2. Приборы для измерения уровней жидкости и глубин потока

Уровни свободной поверхности жидкости в резервуарах, мерных емкостях и т. д. можно определить при помощи уровнемерных (водомерных) стекол, игольчатых и поплавковых уровнемеров.

Уровнемерное стекло представляет собой стеклянную трубку 2, присоединенную к резервуару 1 или лотку, снабженную шкалой 3, градуированной в линейных единицах (рис. 2.1).

Рис. 2.1 - Схемы измерения уровней жидкости уровнемерным стеклом: а - внешнее давление соответствует атмосферному давлению; б - внешнее давление не равно атмосферному давлению

Нуль шкалы располагается на уровне, от которого выполняют отсчет, например, дне резервуара. Уровни жидкости в резервуаре и трубке будут одинаковыми при одном и том же давлении на свободной поверхности. В случаях, когда внешнее давление не равно атмосферному, верхний конец трубки присоединяют к резервуару выше максимального уровня в нем (рис. 2.1,6). Для уменьшения влияния капиллярности на показания прибора применяют трубки диаметром не менее 12 - 15мм. Отсчет ведут на уровне мениска в трубке, так же устанавливают и нуль шкалы. Максимальная случайная погрешность отсчета при этом не превышает половины цены деления шкалы.

Игольчатый уровнемер (мерная игла, шпитценмасштаб) представляет собой иглу 1, укрепленную на нижнем конце штанги 2, снабженной указателем I и перемещаемой по вертикали. При движении иглы указатель скользит вдоль шкалы 4, предназначенной для отсчета высоты (рис. 2.2). При измерении острие иглы устанавливают на уровне жидкости и отсчитывают высоту по шкале. Точность результатов повышается, если штангу оборудуют двойной иглой (рис. 2.2,6). Указатель снабжают нониусом, по которому можно делать отсчеты с точностью до 0,1мм (рис. 2.2,в). Основная систематическая погрешность измерения определяется неточностью градуировки шкалы прибора. Главными причинами случайных погрешностей являются неточность установки иглы на уровень в результате прилипания жидкости к её острию и неточность отсчета показания.

Рис. 2.2 - Схемы мерных игл: а - одинарная; б - двойная; в - со шкалой на штанге

Поплавковый уровнемер (См приложение Г) представляет собой поплавок 1, помещенный на измеряемый уровень жидкости. Противовес 2, частично уравновешивающий поплавок, укреплен на нити, переброшенной через блок. С ней соединен указатель 3, перемещающийся по шкале при изменении положения поплавка (рис.2.3).

Для определения глубины открытого потока в рассматриваемом сечении мерной иглой измеряют отметки свободной поверхности и дна. В плавно изменяющемся и равномерном открытом потоке глубины можно определять и с помощью пьезометров, присоединенных к дну лотка.

Систематические погрешности возникают в результате неточности градуировок шкал и сил трения в направляющих устройствах и блоках, случайные погрешности - от ошибок отсчета показаний.

3. Приборы для измерения давления

Давление жидкости определяют с помощью приборов, различающихся по принципу действия (жидкостные, механические, электрические, комбинированные и др.), характеру измеряемой величины (барометры, манометры, вакуумметры, мановакуумметры), классу точности (0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; 4,0; 6,0). Для измерения атмосферного давления применяют барометры, избыточного - манометры; вакуумметрического - вакуумметры. Мановакуумметры позволяют фиксировать избыточное давление и вакуум. С помощью дифференциальных манометров устанавливают разность давлений в двух точках. Микроманометрами определяют с достаточной точностью малые давления [3].