50 Призначення, устрій, область застосування, принцип дії перетворювачів тиску типу "Сапфір22".

Манометри з тензоперетворювачами. Загальна теорія та конструкція тензометричних перетворювачів.

Принцип дії тензометричних перетворювачів грунтується на, так званому, тензоефекті - зміні їхнього активного опору провідника за пружних деформацій.

Самий поширений варіант використання тензоефекту - це розтягування дроту або стрічки з тензочутливого матеріалу. Такі перетворювачі використовують для вимірювання невеликих переміщень, деформацій, або інших механічних ве

личин, що пов’язані з деформаціями. Як матеріали для тензоперетворювачів використовуються константан, сплави

міді й нікелю, нікелю й хрому. Поряд з металевими тензоперетворювачами дедалі ширше застосовуються напівпровідникові, які відзначаються значно вищою

чутливістю, меншими габаритами і масою.

(ПВП) "Сапфір"

В цьому випадку тензорезистори наносяться у вигляді монокристалічної плівки кремнію на сапфірову мембрану А сам первинний вимірювальний перетворювач складається з тензомодуля і вмонтованого електронного підсилювача ЕП . Тензомодуль – це корпус 1, в якому розміщується двошарова мембрана – нижня 2 металева, та верхня 3 із сапфіру, що закріплюється на металевій мембрані 2. На сапфіровій мембрані розміщується чотири однотипних тенезорезистори, які вмикаються за мостовою схемою. Сапфір – це мінерал (різновид корунду, підклас простих окислів алюмінію), який виготовляють синтетично і який являє собою кристал синього чи голубого кольору з домішками заліза та титану. Окремі резистори з’єднані так , що за прогину мембрани опори резисторів R1 та R3 зростають, а R2 та R4 зменшуються.

При зростанні тиску рівновага мосту порушується і виникає різниця напруги у вимірювальній діагоналі, яку сприймає перетворювач.

Максимальне значення напруги Uвих = 0,1 В, тому напругу підсилюють в ЕП , який розміщують в цьому ж корпусі. Сигнал вимірювальної інформації подається за двопровідною схемою до блоку живлення БЖ , де перетворюється в уніфікований сигнал по струму, який подається на вторинний прилад.

Вимірюючи перетворювачі «Сапфір» забезпечують вимірювання тисків до 100мПа, розрідження – до 10-5 мПа, різниці тисків від 2,5Па до 16мПа. За класом точності бувають: 0,1; 0,25; 0,5. Переваги : надійність, так як використовуються незначні деформації чутливих елементів; стабільність, високий клас точності – 0,1 , дистанційна передача інформації.__

51 Витратоміри змінного перепаду тиску: призначення, принцип дії, вивід рівняння витратоміра.

Первинні вимірювальні перетворювачі (ПВП) витрати змінного та постійно-

го перепаду тиску відносяться до дросельних перетворювачів, тобто, перетво-

рювачів, які дещо звужуютьють основний потік рідини або газу в трубопрово-

ді. Принцип дії таких перетворювачів ґрунтується на законі стаціонарного руху

ідеальної рідини Данила Бернуллі: «Якщо зменшити поперечний переріз тру-

би, то швидкість руху рідини або газу в цьому місці зростає, а тиск зменшуєть-

ся», тобто, виникає різниця тисків ( D р) в речовині в місцях до звуження та відразу після звуження.

Одним з найбільш поширених методів вимірювання витрати рідини, газу

та пари є метод змінного перепаду тиску, оснований на вимірюванні різниці

тисків, яка створюється будь-яким звужуючим пристроєм, встановленим в тру-

бопроводі на шляху руху речовини. Таким чином, під час протікання речовини

утворюється різниця тисків до і після звужуючого пристрою.

ще зменшується в перерізі на певній віддалі за діафрагмою, а вже потім зростає

в перерізі і поступово заповнює весь переріз трубопроводу. Перед діафрагмою

і за нею утворюються зони з вихровим зустрічним рухом відносно основного

потоку. Завихрення за діафрагмою значно більші, ніж перед нею. Тиск потоку

перед діафрагмою дещо зростає за рахунок підпору перед діафрагмою.

Основу дросельних вимірювальних перетворювачів (витратомірів змінного

перепаду тиску) складає безпосередньо звужуючий пристрій (діафрагма), який

має спеціальні виводи в кутах (до і після діафрагми) для під’єднання імпульс-

них трубок, що забезпечують відведення тисків Р1та Р2 на входи дифманомет-

ра, який є вторинним приладом витратоміра.

В перетворювачах змінного перепаду тиску замість перерізу потоку 2 F ви-

користовують площину 0 S звужувального пристрою, тому формула об’ємної

витрати приймає вид:

Витратоміри змінного перепаду тиску є найпоширенішими при вимірюванні

витрати рідини, пари і газу.

В якості зву-жуючих пристроїв, крім діафрагм, використовуються нормальні, подовжені та короткі сопла Вентурі (рис. n, c, m) і нестандартні пристрої з гідравлічним опором (крани, клапани, заслінки, теплообмінники та ін.).

Комплект такого витратоміра включає в себе звужувальний пристрій,

з’єднувальну (імпульсну) лінію, диференційний манометр (дифманометр) з

тим або іншим передавальним перетворювачем і вторинний прилад.

В перетворювачах змінного перепаду тиску замість перерізу потоку 2 F ви-

користовують площину 0 S звужувального пристрою, тому формула об’ємної

витрати приймає вид:

де a - постійний коефіцієнт витрати для даної речовини, що залежить від

діаметру трубопроводу, який визначає 1 F , і типу звужуючого пристрою, а також

фізичних властивостей потоку (так званого числа Рейнольдса Rer , яке є основ-

ною характеристикою протікання (течії) рідини).