Передаточная характеристика

(1.3.11)

с., с.

Рис. 3.1.6

Колокольные приборы используются для измерения малых давлений и в качестве дифманометров.

Чувствительный элемент – колокол, частично погруженный в масло. Давление ”+” подводится к верхней трубке, ”–” – к нижней. Колокол подвешен к угловому рычагу, расположенному в неподвижном бачке, заполненным маслом.

При перемещении колокола под действием разности давлений осуществляется поворот cектора , связанного с рамкой ферродинамического преобразователя. Таким образом, , а следовательно, и пропорциональны разности давлений .

Действие кольцевых приборов основано на принципе кольцевых весов. Он представляет собой кольцевую трубку, разделённую в верхней части на две секции, в которые подаются давления и . Кольцо 1 подвешено на неподвижной опоре 2. К нижней части кольца прикреплён груз 3. Полость кольца до половины заполнена жидкостью. Верхние части полости кольца сообщаются с измеряемой средой гибкими шлангами 4 и 5. При равенстве давлений ( ) рабочая жидкость располагается на одном уровне. При уровень в левой части кольца понижается, а в правой повышается. При этом:

(1.3.12)

Рис. 3.1.7

Одновременно от разности давлений на глухую перегородку появится вращающий момент , поворачивающий кольцо на угол по часовой стрелке.

,

где – средний радиус кольца, м;

– площадь поперечного сечения кольца, м².

Этот момент уравновешивается противодействующим моментом

, (1.3.13)

где – масса груза, кг; – расстояние от центра тяжести до точки опоры, м.

В положении равновесия

или

Угол поворота определяется по формуле

(1.3.14)

Таким образом, измеряемая разность давлений пропорциональна синусу угла поворота:

. (1.3.15)

Т.е., шкала прибора неравномерная.

Для расширений диапазона шкалы и её линеаризации между стрелкой и кольцом вводится профилированное лекало.

Приборы с водяным и масляным заполнением работают до давления 0,05 МПа, с ртутным заполнением 1–10 МПа. Основная погрешность не превышает ±1,5 % от верхнего предела измерений.

Преимущества кольцевых приборов – отсутствие уплотнительных устройств.

Недостатки – наличие трубок, подводящих давление.

3.2. Грузопоршневые манометры

Этот тип манометров, как правило, используется для градуировки и поверки различных пружинных манометров.

Диапазон их измерений от 0,1 до 1000 МПа. Давление в замкнутой системе, наполненной маслом, создаётся массой поршня с грузом.

В состоянии равновесия:

,

г

Рис. 3.2.1

де – эффективная площадь поршня, м².

При перемещении поршня возникают силы трения_, что вносит некоторую погрешность в результаты измерений. Для уменьшения влияния силы трения грузу с поршнем придаётся вращательное движение. Максимальное давление, создаваемое грузами, составляет 5 МПа. Для поверки манометров на более высокое давление используется винтовой шток. При этом поршневая колонка блокируется игольчатым вентилем. В качестве эталонного (контрольного) используется пружинный манометр. Для создания высоких (до 1000 МПа) давлений применяют грузопоршневые манометры с гидравлическим мультипликатором (рис. 3.2.2). Он включает в себя грузопоршневой манометр 1 и двухпоршневой мультипликатор с цилиндром низкого давления 2 и цилиндром высокого 3. Полость под поршнями заполнена маслом. Оба поршня приводятся во вращение с помощью шкива и муфты. К трубке 5 подсоединяют поверяемый манометр.

Рис. 3.2.2

Для этой системы можно записать следующее выражение:

,

где ; ; ;

, – эффективная площадь поршня низкого давления, м²;

–то же высокого, м²;

и – масса груза и поршня высокого и низкого давления;

– давление_, создаваемое грузопоршневым манометром.

Так как , то .

При МПа.