2. Трубчатые пружины.

Трубчатые пружины чаще всего выполняются в виде одновитковых, центральная ось которых представляет собой дугу окружности с центральным углом равным 200—270°. Из числа этих пружин наиболее широкое применение получили пружины Бурдона эллиптического (б на рис.) и плоскоовального сечения (в,г на рис.).

Один конец пружины Бурдона закрепляют неподвижно, а другой — свободный, закрытый пробкой и запаянный — соединяют с механизмом прибора, передающим преобразователем или другим устройством. Тонкостенные пружины Бурдона применяют в приборах для измерения вакуумметрического давления до 1 кгс/см2 (0,1 МПа) и избыточного давления до 60 кгс/см2 (6 МПа). Для измерения избыточного давления до 200 — 1600 кгс/см2 (20—160 МПа) применяют толстостенные пружины овального сечения.

Трубчатая пружина тем чувствительнее, чем больше радиус ее кривизны R_K и чем меньше толщина δ стенок трубки. Кроме того, чувствительность пружины Бурдона, а также и ее жесткость в сильной степени зависят от отношения a/b осей поперечного сечения и формы сечения вблизи концов большой оси.

Например, пружина эллиптического сечения обладает большей чувствительностью и меньшей жесткостью, чем плоскоовалыюго сечения.

Пружина круглого сечения практически нечувствительна к давлению,

так как ее поперечное сечение не деформируется при воздействии давления.

Статическая характеристика пружин Бурдона линейна. Для обеспечения надежной работы соотношение размеров сечения пружины Бурдона выбирают обычно с таким расчетом, чтобы обеспечивались необходимый запас прочности ее и достаточное перемещение свободного конца пружины (не менее 1—2 мм).

Мембраны и мембранные коробки чаще применяются для небольших разностей давления. Для более значительных разностей обычно применяют сильфонные манометры и трубчатые.

-Электрические манометры

(действие основано на свойствах отдельных веществ изменять свои электрические параметры под действием давления).

1. Пьезоэлектрические манометры.

Действие манометров этого тина основано на использовании пьезоэлектрического эффекта, наблюдаемого у ряда кристаллов (кварца, турмалина, титаната бария, сегнетовой соли и др.). Пьезоэлектрические манометры, использующие в качестве первичного преобразователя кварц (двуокись кремния SiO₂), нашли наибольшее практическое применение по сравнению с приборами, использующими другие кристаллы, благодаря существенным достоинствам кварца, который негигроскопичен, обладает большой механической прочностью, хорошими изоляционными качествами и независимостью пьезоэлектрических свойств от температуры сравнительно в широком интервале (20—400°С).

Если из кристалла кварца вырезать прямоугольную пластину с гранями, параллельными осям (срез Кюри) и подвергнуть ее сжатию (или растяжению) вдоль электрической оси, то на гранях, перпендикулярных этой оси, появятся электростатические заряды, равные по значению и противоположные по знаку.

Пьезокварцевые манометры, позволяющие измерять давление до 1000 кгс/см2 (100 МПа) и выше, широко применяются при измерении быстропеременных давлений. При этом чем быстрее протекает исследуемый процесс, тем достовернее данный метод. Практически

пьезоэлектрический эффект можно считать безынерционным и достаточно стабильным.

В корпусе преобразователя расположены две кварцевые пластины 2 и 4, которые обращены друг к другу сторонами одинаковой полярности. Эти стороны кварцевых пластин прилегают к металлической контактной пластине 3. Вторые стороны кварцевых пластин прилегают к металлическим опорам 1 и 5 и через них электрически замыкаются на корпус преобразователя. Металлические опоры вместе со столбиком из кварца зажимаются между металлической

плоской мембраной 9 и крышкой 6. Шарик, находящийся между крышкой 6 и верхней опорой, способствует равномерному распределению давления на поверхности кварца. Нижняя часть корпуса имеет штуцер 10 для соединения преобразователя с объектом измерения.

При измерении давления положительный заряд, появляющийся на гранях кварцевых пластин, отводится на корпус, а отрицательный заряд с граней пластин снимается контактной пластиной 3 и с помощью провода 8 подается на измерительное устройство. Втулка из янтаря, установленная в канале 7, изолирует провод от корпуса преобразователя.

Основные трудности измерения давления при помощи пьезопреобразователя вызываются электростатической природой зарядов.их малым значением, невозобновляемостью и тенденцией к быстрому стеканию через утечки.

2. Манометры сопротивления.

Действие манометров сопротивления основано на изменении электрического сопротивления веществ под действием внешнего избыточного давления. К числу таких веществ относятся полупроводники, платина, манганин, константан, вольфрам и ряд других металлов.

На рис. показана схема манометра с преобразователем из манганиновой проволоки. В корпусе манометра 1 на двух металлических стержнях 3 смонтирован манганиновый резистор 2. Металлические стержни, являющиеся одновременно выводными проводниками, электрически изолированы от корпуса преобразователя. Крепление стержней осуществляется посредством гайки 4. Герметичность соединения гайки 4 с корпусом преобразователя

достигается уплотнением, состоящим из двух шайб и изоляционных прокладок. Ниппель 5 служит для присоединения преобразователя на месте его установки к объекту.Стержни в верхней своей части имеют зажимы, служащие для присоединения преобразователя к измерительному прибору. Для измерения сопротивления манганиновой катушки преобразователя обычно применяют мосты, а при точных измерениях — потенциометры. Пределы допускаемой основной погрешности манометра с манганиновым резистором не превышают ±1 %. При более тщательной градуировке прибора погрешность показаний может быть значительно уменьшена.