7.4. Классификация средств измерения давления
Для прямого измерения давления жидкой или газообразной среды с
отображением его значения непосредственно на шкале, табло или индика-
торе первичного измерительного прибора применяются манометры
(ГОСТ 8.271-77). Если отображение значения давления на самом первич-
ном приборе не производится, но он позволяет получать и дистанционно
передавать соответствующий измеряемому параметру сигнал, то такой
прибор называют измерительным преобразователем давления (ИПД)
или датчиком давления. Возможно объединение этих двух свойств в од-
ном приборе (манометр-датчик).
Манометры классифицируют по принципу действия и конструкции,
по виду измеряемого давления, по применению и назначению, по типу отображения данных и другим признакам (рис. 29).
Рис. 29. Классификация манометров |
По принципу действия манометры можно подразделить на:
- жидкостные (измеряемое давление уравновешивается гидростати-
чески столбом жидкости (воды, ртути) соответствующей высоты);
- деформационные (давление определяется по величине деформации
и перемещения упругого чувствительного элемента (УЧЭ) - мембраны, трубчатой пружины, сильфона);
- электрические (давление определяется на основании зависимости
электрических параметров: сопротивления, емкости, заряда, частоты - чув-
ствительного элемента (ЧЭ) от измеряемого давления).
- грузопоршневые (измеряемое или воспроизводимое давление гид-
ростатически уравновешивается через жидкую или газообразную среду
прибора давлением веса поршня с грузоприемным устройством и комплек-
том образцовых гирь);
По виду измеряемого давления манометры подразделяют на:
- собственно манометры (приборы для измерения избыточного и аб-
солютного давления);
- вакуумметры (приборы для измерения разрежения);
- мановакуумметры (приборы для измерения давления и разреже-
ния);
- барометры (приборы для измерения атмосферного давления);
- дифференциальные манометры (дифманометры) (приборы для из-
мерения разностного давления);
- напоромеры (приборы для измерения небольших (до 20-40 кПа) из-
быточных давлений газовых сред);
- тягомеры (приборы для измерения небольших (до 20-40 кПа) раз-
режений газовых сред);
- тягонапоромеры (приборы для измерения небольших (до 20-40
кПа) избыточных давлений и разрежений газовых сред);
- микроманометры (дифманометры с малым перепадом давления).
Технические характеристики всех этих средств измерения давления
определяются соответствующими общими техническими условиями
(ГОСТ 2405-88, ГОСТ 18140-81 и др).
По области применения манометры подразделяют на:
- общепромышленные или технические (работающие в промышленных условиях при перепадах температур и влажности окружащей среды, вибрациях, загрязнении внешней среды и т.п.);
- лабораторные (приборы повышенной точности для использования в
комфортных и стабильных условиях лабораторий);
- образцовые (для поверки рабочих манометров);
- эталонные (хранители единиц давления с целью передачи их образ-
цовым приборам);
- специальные (применяются в экстремальных условиях: на железно-
дорожном транспорте, судах, котельных установках, при работе с кислот-
ными и другими агрессивными средами).
По типу отображения значений измеряемого давления манометры подразделяют на:
- прямопоказывающие (с визуальным считыванием данных непо-
средственно по аналоговой (стрелочной) или цифровой шкале прибора);
- сигнализирующие (электроконтактные) (с выдачей управляющего
электрического сигнала путем замыкания или размыкания контактов при
достижении измеряемым давлением заранее установленного контрольного
значения);
- регистрирующие (самопишущие) (с записью в память значений
давления как функции времени и их отображением на электронном табло).
Манометры выполняют функцию локального контроля и в большин-
стве случаев из-за отсутствия возможности дистанционного доступа к их
показаниям (за исключением манометров с унифицированным выходным
электрическим сигналом) не могут использоваться для целей современной
автоматизации. Такую возможность обеспечивают измерительные прео-
бразователи давления.
Классифицируются эти приборы по принципу действия, виду измеряемого давления и типу выходного сигнала (рис. 30). ИПД различаются, кроме того, по используемым единицам измерения и ряду основных технических параметров (ГОСТ 22520-85).
По принципу действия или способу преобразования измеряемого
давления в выходной сигнал ИПД подразделяются, прежде всего, на:
- деформационные (деформационные перемещения упругого чувст-
вительного элемента (мембраны, сильфона, трубки Бурдона) трансформи-
руются с помощью дополнительных промежуточных механизмов и преоб-
разователей в электрический или электромагнитный сигнал);
- электрические (измеряемое давление, оказывая воздействия на чув-
ствительный элемент, изменяет его собственные электрические параметры: сопротивление, ёмкость или заряд, которые становятся мерой этого давления).
В последние годы получили развитие и другие принципы создания
ИПД: волоконно-оптические, гальваномагнитные, объемного сжатия, акустические, диффузионные и т.д.
По виду измеряемого давления ИПД подразделяются на:
- преобразователи абсолютного давления (ДА);
- преобразователи избыточного давления (ДИ);
- преобразователи вакууметрического давления (ДВ);
- преобразователи избыточного/вакууметрического давления
(ДИВ);
- преобразователи дифференциального давления (ДД);
- преобразователи гидростатического давления (ДГ).
По выходному сигналу ИПД подразделяются на:
- аналоговые (измеряемое давление преобразуется в аналоговый
унифицированный пневматический или электрический сигнал);
- цифровые.
Рис. 30. Классификация измерительных преобразователей давления |
