6.1 Схема пружинно-трубчатого манометра

Схема пружинно-трубчатого манометра приведена на рисунке 6.1.

Рис. 6.1. Схема пружинно - трубчатого манометра

6.2. Выбор класса точности трубчато-пружинного манометра для контроля параметра р.

Определяем допуск контролируемого параметра

T = p_max - p_min , (6.1)

где р_max − наибольшее значение контролируемого параметра, МПа; р_min − минимальное значение контролируемого параметра, МПа.

Для контролируемого параметра 6_-0,2^+0,4 МПа:

− наибольшее давление р_max = 6,4 МПа;

− минимальное давление р_min = 5,8 МПа.

T =6,4 - 5,8 = 0,6МПа.

Допускаемую погрешность измерения контролируемого параметра определяем по формуле:

δ_изм = 0,33Т , (6.2)

δ = 0,33·0,6 = 0,198 МПа.

Пределы измерения манометра определяем по формулам

− нижний предел измерения

Н_ди ≤ р_min - δ_изм , (6.3)

Н_ди ≤ 5,8- 0,198 = 5,602 МПа

− верхний предел измерения

В_ди ≤ р_min - δ_изм , (6.4)

В_ди ≤ 6,4 + 0,198 = 6,598 МПа

В соответствии с определенными значениями Н_ди и В_ди выбираем манометр с верхним пределом измерений 8 МПа.

Приведенную погрешность манометра определяем по формуле

(6.5)

МПа

По найденному значению основной приведенной погрешности выбираем манометр класса точности 2,5.

6.3. Определение изменения угла закручивания конца пружины при наибольшем давлении

Угол закручивания связан с давлением соотношением

(6.6)

Изменение угла закручивания определяем по формуле

_a = α_p –α₀ , (6.7)

_a = 278 – 270 = 8^º

6.4. Определение погрешности измерения, если диаметр трубки d0 выполнен с допуском ±1,0 мм.

Из формулы (6.6) выразим давление:

(6.8)

П одставим в зависимость (6.8) величину D₀ с наибольшим и наименьшим размерами:

МПа

МПа

Максимальную абсолютную погрешность определим по выражению:

(6.9)

_max = 7,9 – 7,4 = 0,5 МПа

Погрешность является мультипликативной, т.к. зависит от измеряемого параметра.

7 Измерение давления с помощью пьезоэлектрического преобразователя

Напряжение на пьезокристалле кварца преобразователя давления меняется от U_min до U_mах, причем используется n пластин толщиной h и размером a·b. Емкость измерительной цепи Свх = 10 пФ. Пьезоэлектрическая постоянная для кварца k₀ = 2,2·10^-12 Кл/Н и относительная диэлектрическая проницаемость ε= 4,5.

Исходные данные представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 – Исходные данные

Параметр	Обозначение	Значение
1. Число пластин n	n	4
2. Размеры пластины	а b	15 мм 15 мм
3. Толщина пластины	h	0,8 мм
4. Наименьшее напряжение	Umin	8 В
5. Наибольшее напряжение	Umах	54 В

Требуется:

1. Изобразить схему пьезокристалла с заданным количеством пластин.

2. Определить диапазон измерения давления для заданных напряжений

3. Определить систематическую погрешность от влияния внешних физических величин, в результате чего емкость измерительной цепи Свх увеличится на 5 %.