Прилади для вимірювання тиску
Для вимірювання тиску використовуються різні прилади, тип і конструкція яких залежать від тиску, що вимірюється, і тієї точності, яка має бути забезпечена внаслідок вимірювань. Серед приладів для вимірювання тиску розрізняють: п'єзометри, манометри, вакуумметри.
П'єзометр являє собою вертикальну скляну трубку, нижній кінець якої сполучається з тією сферою, де вимірюється тиск, а верхній кінець - з атмосферою (рисунок 1.2). Трубка заповнена рідиною, тиск якої вимірюється, і забезпечена шкалою. Під час підключення п'єзометра до сфери з тиском, що вимірюється, рідина підіймається в ньому на висоту, за якою можна визначити тиск безпосередньо або використовуючи залежність (1.5). П'єзометри використовуються для вимірювання невеликого тиску (до 3...4 мм.вод.ст.). Вони забезпечують досить високу точність вимірювання, тому найчастіше використовуються під час лабораторних гідравлічних досліджень.
Рисунок 1.2 - П'єзометр
Принцип дії манометрів і вакуумметрів однаковий, тому їх конструкції схожі. За конструктивними ознаками манометри і вакуумметри поділяються на такі групи:
• рідинні, що вимірюють тиск за висотою врівноваженого стовпа рідини;
• механічні, що вимірюють тиск за деформацією пружних елементів приладів (пружини або мембрани);
• поршневі, які вимірюють тиск за допомогою навантаженого відомою силою поршня, що переміщується в циліндрі, заповненому маслом;
• електричні, принцип дії яких базується на пропорційності між зміною електричного опору провідників і зміною тиску.
Рідинні манометри і вакуумметри є найпростішими і в той же час досить точними приладами для вимірювання тиску і розрідження.
Різниця тиску в двох точках всередині рідини вимірюється за допомогою диференціальних манометрів (дифманометрів). Як дифманометр може бути використаний U- подібний рідинний манометр. У цьому випадку праве і ліве коліна приладу підключаються до точок, різниця тиску в яких вимірюється. Якщо прилад не працює, робоча рідина знаходиться в обох колінах на однаковому рівні (звичайно по середині колін). Цей рівень і приймають за нуль шкали. Під час підключення приладу робоча рідина переміститься. Висоту врівноваженого стовпа робочої рідини (показання приладу) визначають додаванням висот опускання рідини в одному коліні і підйому - в другому коліні від первинного нульового положення. Якщо з'єднувальні (імпульсні) трубки повністю заповнені рідиною, то шуканий перепад тиску можна знайти за залежністю:
p1 - p2 =(ρp-ρ)ghp (1.6)
Необхідно також враховувати поправку на розташування дифманометра відносно точок підключення колін.
Рідинні дифманометри можуть бути використані для вимірювання малих перепадів тиску, якщо підібрати робочу рідину з густиною, близькою до густини рідини в резервуарі. Якщо ρр < р, то U - подібна трубка приладу має бути перевернутою.
Рідинні манометри, вакуумметри, дифманометри, що найчастіше застосовуються в техніці, мають шкалу в межах 100...1000 мм, нижня межа якої визначається точністю відліку, верхня - громіздкістю конструкції і незручністю зняття показів.
Пружинні манометри і вакуумметри мають цілий ряд переваг: зручність шкали для спостереження, простоту будови, надійність у роботі, невеликі розміри, широкі межі вимірювань. Якщо тиск в апараті або в трубопроводі може бути вищим чи нижчим атмосферного, то для його вимірювання використовують мановакуумметри.