Краткая теория. Давлением называют величину силы, воздействующей на единицу площади поверхности

Давлением называют величину силы, воздействующей на единицу площади поверхности тела, направленной перпендикулярно к поверхности и равномерно распределённой по ней. Давление равно отношению указанной силы к площади поверхности тела.

Единица давления в Международной системе единиц (СИ) – паскаль. Один паскаль (Па) – давление силы в один ньютон (Н) на площадь в один квадратный метр

1Па = 1 Н/м². (6.1)

В настоящее время в приборах, измеряющих давление, используют также внесистемные единицы: килограмм-сила на квадратный метр, килограмм-сила на квадратный сантиметр, бар, миллиметр водяного столба, миллиметр ртутного столба.

В таблице 6.1 приведены соотношения между различными единицами давления.

Значения давления удобно выражать в кратных единицах, например:

килопаскаль – 1кПа = 10³ Па; мегапаскаль – 1МПа = 10⁶ Па.

Различают следующие виды давления жидких и газообразных сред:

абсолютное давление р_а – полное давление среды, отсчитанное от абсолютного вакуума;

избыточное давление р_и – разность между абсолютным и атмосферным (р_б) давлениями

р_и = р_а – р_б. (6.2)

Избыточное давление называют «положительным» в случае, когда абсолютное давление больше атмосферного.

р_а > р_б. (6.3)

Термин «положительное» иногда опускают и называют такое давление просто избыточным. Его измеряют манометрами.

Избыточное давление называют «отрицательным» в случае, когда абсолютное давление меньше атмосферного

р_а < р_б. (6.4)

Такое давление измеряют вакуумметрами. Мановакуумметры измеряют отрицательное и положительное избыточное давление.

В вакуумметрах – приборах, измеряющих отрицательное избыточное давление, обычно знак «минус» опускают. Давление в этом случае обозначают р_в и называют «вакуумметрическим»или «разрежением»

р_в = р_б – р_а при р_а < р_б. (6.5)

Таблица 6.1.

Соотношение между единицами давления

Единица	Па	кгс/см^2	кгс/см^2или мм вод. ст.	мм рт. ст.	бар
Па		0,101972·10^-4	0,10197	7,50065·10^-3	10^-5
кгс/см^2	98066,5		10^-4	735,56	0,980665
кгс/см^2или мм.вод.ст.	9,80665	10^-4		73,56·10^-3	9,80665·10^-5
мм.рт.ст.	133,322	13,595·10^-4	13,595		1,3332210^-3
бар	10^5	1,01972	1,01972·10^-4	750,065

Большинство показывающих манометрических приборов (манометров, мановакуумметров и вакуумметров) являются устройствами прямого действия (преобразования), в которых давление последовательно преобразуется в перемещение чувствительного элемента, например, трубчатой пружины, и связанного с ним механически показывающего устройства.

В приборе с трубчатой пружиной трубка 1 изогнута (рисунок 6.1) с определенными радиусами внутреннего r и внешнего R диаметров. Один конец такой пружины запаян, а другой – соединен с держателем 2, с помощью которого внутренняя полость трубки сообщается с областью измеряемого давления р.

Под воздействием избыточного давления (как положительного, так и отрицательного), подведенного к внутренней полости, трубка стремится к распрямлению (при вакуумметрическом давлении – к закручиванию). Распрямление трубки происходит обычно на угол не более 15^о, а перемещение ее свободного конца составляет в зависимости от размера чувствительного элемента от 2 до 10 мм.

р

1 – пружина; 2 – держатель.

Рисунок 6.1. – Принципиальная схема чувствительного элемента манометра в виде одновитковой трубчатой пружины

Технические манометры, вакуумметры, мановакуумметры поверяют в соответствии с рекомендацией МИ 2124 – 90.

В качестве эталонов применяют эталонные грузопоршневые манометры, эталонные деформационные манометры, калибраторы давления различных типов, удовлетворяющие условиям выбора эталона.

При выборе эталонного прибора или задатчика давления необходимо, чтобы верхний предел измерений эталона или максимальное давление задатчика были не ниже верхнего предела измерений поверяемого манометра.

Результатом экспериментального определения погрешности манометра должно быть также соблюдение следующего условия:

γ ≤ γ_П, (6.6)

где γ – значения приведённой погрешности на поверяемых отметках поверяемого манометра; γ_П – предел допускаемой основной погрешности поверяемого манометра.

За нормированное значение в манометрах принимают – диапазон измерений.

Контрольные вопросы

1. В соответствии с какой рекомендацией поверяют технические манометры?

2. Какие операции выполняют при поверке технических манометров?

3. Какие эталонные средства используют при поверке технических манометров?

4. Какое значение давления принимают за нормированное значение при определении погрешности технических манометров?

5. Сколько поверяемых отметок необходимо устанавливать при поверке манометров класса точности 1; 1,5; 2.5?

6. По каким формулам рассчитывают абсолютную и приведённую погрешности манометров?

Дата добавления: 2015-08-13