Какой прибор используется для измерения давления воздуха

Тема 7 Приборы для измерения давления

Приборы для измерения давления весьма разнообразны. Они классифицируются по различным признакам.

По характеру измеряемой величины приборы разделяют на такие группы:

1. Приборы для измерения атмосферного давления —барометры.

2. Приборы для измерения разности абсолютного и атмосферного

давлений, т.е. избыточного и вакуумметрического давлений:

 манометры – приборы, измеряющие избыточное давление ;

 вакуумметры – приборы, измеряющие вакуум ;

 мановакуумметры – приборы, измеряющие и избыточное давление и вакуум.

4. Приборы для измерения абсолютного давления р  манометры абсолютного давления. Манометры абсолютного давления обычно применяют для измерения малых абсолютных давлений.

4. Приборы для измерения разности давлений – дифференциальные манометры.

5. Приборы для измерения малого избыточного давления и вакуума – микроманометры.

По принципу действия различают приборы:

 комбинированные и др.

К жидкостным относятся приборы, основанные на использовании гидростатического закона распределения давления. Принцип действия заключается в том, что измеряемое давление уравновешивается давлением, создаваемым весом столба рабочей жидкости. Высота столба рабочей жидкости служит мерой давления.

Действие пружинных приборов основано на применении закона Гука. Сила давления деформирует упругий элемент прибора. Деформация упругого элемента пропорциональна давлению и служит его мерой. Упругий элемент прибора – пружина может представлять собой мембраны (плоские, выпуклые, гофрированные), сильфоны (тонкостенные трубки с поперечной гофрировкой), трубчатые пружины овального сечения (пружины Бурдона).

В поршневых приборах сила измеряемого давления жидкости, приложенная к поршню прибора, уравновешивается внешней силой, величина которой служит мерой давления.

Действие электрических приборов основано на использовании пропорциональности между изменением некоторых электрических свойств материалов и изменением давления. Например, омическое сопротивление некоторых сплавов пропорционально давлению окружающей среды. Это свойство используется для измерения высоких давлений. При измерении быстропеременных давлений используется свойство проводников изменять электрическое сопротивление при деформации. Электрический проволочный датчик наклеивают на упругий элемент, деформирующийся под действием измеряемого давления.

К комбинированным относятся приборы, принцип действия которых носит смешанный характер (например, электромеханические приборы).

Основными характеристиками приборов, измеряющих давление, являются:

диапазон измеряемых давлений;

линейность – линейная зависимость между измеряемой величиной и показанием прибора;

Основными преимуществами жидкостных приборов являются:

высокая точность измерений.

Основными недостатками жидкостных приборов являются:

узость диапазона измеряемых давлений (от 10 до 10 5 Па);

хрупкость стеклянных трубок;

необходимость пользоваться для увеличения диапазона измеряемых давлений ртутью и другими жидкостями, пары которых ядовиты.

С целью уменьшения ошибки из-за капиллярности в приборах используют стеклянные трубки диаметром 10…15 мм для воды и 6…9 мм для ртути.

Ртутный барометр (рис. 13). Основная часть барометра – вертикальная толстостенная стеклянная трубка со шкалой и с запаянным верхним концом, из которой полностью удален воздух. Нижний конец трубки опущен в чашу с ртутью, в которой на свободную поверхность рабочей жидкости действует атмосферное давление.

Следствие из закона Паскаля для горизонтального уровня ,совмещенного с поверхностью ртути в чаше, позволяет приравнять атмосферное давление и давление столба ртути в трубке, то есть

р_бар = р_рт = _р × g × h,

где – плотность рабочей жидкости (ртути),;

–ускорение свободного падения, ;

–высота столба ртути в трубке, м.

Высота h является мерой атмосферного давления .

Рисунок 13 – Принципиальная схема жидкостного барометра

Пьезометр (от греч. piezo  давлю). Обычно применяется для измерения избыточного (манометрического) давления в рассматриваемой точке. Представляет собой вертикальную стеклянную трубку со шкалой. Верхний конец трубки открыт в атмосферу. Нижний конец пьезометра соединяется с местом измерения давления (рис. 15). Абсолютное давление в точке С в соответствии с основным гидростатическим законом определяется выражением

р_с = р_бар +  × g × h_c,

где  плотность жидкости;

глубина погружения точки, в которой измеряется давление, относительно уровня жидкости в пьезометрической трубке.

h_c = = .

Вакуумметр жидкостной (обратный пьезометр). Представляет собой вертикальную стеклянную трубку со шкалой. Один конец трубки соединяется с местом измерения давления. Второй конец трубки опущен в чашу с рабочей жидкостью (рис. 16). Условие равенства давлений, записанное для поверхности , совмещенной со свободной поверхностью рабочей жидкости в чаше, в случае вакуумметра имеет вид

p_A + _р × g × h_вак = р_бар.

Из этой формулы получаем выражение, определяющее численно вакуумметрическую высоту

h_вак = =.

Рисунок 15 – Пьезометр Рисунок 16  Вакуумметр

U – образный манометр. Представляет собой U – образную стеклянную трубку со шкалой, заполненную рабочей жидкостью до нулевой отметки. Одна ветвь манометра открыта в атмосферу, другая соединена с местом, где измеряется давление. На рис. (17 а и б) показаны U – образные манометры для изменения избыточного и вакуумметрического давлений.

Рисунок 17 – U-образный манометр для измерения избыточного (а) и вакуумметрического (б) давлений

При измерении избыточного давления для горизонтального уровня справедливо выражение

р_А = р_бар + _р × g × h,

где  разность уровней рабочей жидкости в ветвях манометра.

Очевидно, что измеренное определяется избыточное давление

h = = .

При измерении вакуумметрического давления для горизонтального уровня n—n справедливо выражение

p_А + _р × g × h = p_бар.

Измеренная разность уровней рабочей жидкости в ветвях манометра является мерой вакуумметрического давления

h = = .

Дифференциальный манометр применяется для измерения разности давлений. Представляет собой U – образный манометр, обе ветви которого присоединяются к местам измерения давления (рис. 18). Разность давлений в рассматриваемых точках определяется разностью уровней рабочей жидкости в ветвях манометра.

Для горизонтального уровня справедливо выражение

p_А +  × g × h = p_B + _р × g × h

p_A – p_B = (_p  ) × g × h.

Если в рассматриваемых объемах, в которых измеряется разность давлений, находится газ, то изменением весового давления в газе, заполняющем часть измерительной трубки, обычно пренебрегают. Это, как правило, допустимо, так как плотность газов на три порядка меньше плотности жидкостей. Тогда условие равенства давлений горизонтального уровня принимает вид

p_А = p_B + _р × g × h.

Измеренная разность уровней рабочей жидкости в ветвях манометра является мерой разности давлений в рассматриваемых точках

h = .

Микроманометр применяется для измерения давления и разности давлений с достаточно высокой точностью. Представляет собой чашу, заполненную рабочей жидкостью, с наклонной трубкой и наклонной шкалой (рис. 19). При измерении малых давлений в газах для увеличения точности в качестве рабочих жидкостей в приборах применяют легкие жидкости, например, спирт. Показанием прибора является величина l смещения жидкости в наклонной трубке.

Рисунок 18 – Дифференциальный Рисунок 19 Микроманометр

Для уровня справедливо

p = p_бар + _р × g × h.

Поскольку , избыточное давление на поверхности жидкости в чаше равно

р_изб = р – р_бар = _р × g × l × sin,

где  расстояние, на которое перемещается рабочая жидкость по шкале прибора при замере;

угол наклона трубки к горизонту.

Точность прибора возрастает с уменьшением угла наклона трубки, так как при этом увеличивается показание прибора, соответствующее данному давлениюр. Приборы с наклонной трубкой применяют для измерений давлений, равных 240…1470 Па.

Основными преимуществами пружинных приборов являются:

широкий диапазон измеряемых давлений.

Основным недостатком пружинных приборов является нестабильность их показаний, вызываемая рядом причин: постепенным изменением упругих свойств деформируемого элемента, возможным возникновением остаточной деформации в нем, износом передаточного механизма.

Трубчатые пружинные приборы измеряют давление в пределах от до 1 ×Па; погрешность измерений 1…3%. Мембранные приборы применяют для измерения вакуума и избыточного давления, не превышающего 2,5 МПа.

Манометр, вакуумметр и мановакуумметр с одновитковой трубчатой пружиной (рис. 20). Основной деталью прибора является согнутая в дуге окружности полая трубка, имеющая в сечении овальную форму (пружина Бурдона). Один конец трубки запаян. Измеряемое давление р передается внутрь трубки через второй открытый ее конец. Под действием разности давлений в корпусе прибора и внутри полой трубкир пружина деформируется.

Если р  р_бар, то избыточное давление разгибает трубку 1. если р  р_бар, то трубка сгибается, так как в ней устанавливается вакуумметрическое давление (разрежение). Запаянный конец трубки, перемещаясь, приводит в действие передаточный механизм 2. Стрелка прибора перемещается относительно шкалы 3, проградуированной в единицах давления.

Приборы с мембранной пружиной. Упругим элементом мембранного прибора является мембрана 2 (рис. 21), представляющая собой гофрированную металлическую пластинку, закрепленную между фланцами нижней и верхней частей корпуса прибора. На мембрану через канал штуцера 1 передается давление p, под действием которого мембрана прогибается. Через передаточный механизм 3 прогиб передается на стрелку прибора, скользящую по шкале

Чтобы погоду вам узнать, надо барометр правильно выбирать

Кроме давления, эти приборы показывают температуру, влажность, прогнозируют выпадение осадков на ближайшее время, а также предупреждают об усилении ветра. Тем читателям, которые еще незнакомы с таким полезным домашним предсказателем погоды, настоятельно советуем прочитать нашу статью, чтобы заполнить пробелы в своем кругозоре.

Наилучший выбор

Итак, узнав какие существуют типы барометров, можно выделить из них самые лучшие для бытового использования.

Механический

Людям, которые предпочитают классические элементы декора, очень хорошо подойдет механический настенный барометр. Промышленность производит эти устройства в виде часов, штурвалов, настенных картин. Также производятся настольные приборы. Помимо барометра, они оснащаются градусником, гигрометром. К преимуществам этого устройства можно отнести:

1. Высокая точность.
2. Безопасность, в нем нет вредных металлов.
3. Красивый внешний вид.
4. Компактность.

Единственным минусом является хрупкость. При падении его легко повредить, показания уже не будут точными. Но если один раз надежно повесить на стену,то этот минус станет несущественным.

Электронный

Является отличным выбором для современных людей, отдающих предпочтение высоким технологиям. Подобные приборы более функциональны, хоть и работают по принципу механических аналогов. Производители наделяют их возможностью показывать местное и мировое время, время заката и восхода солнца, параметры влажности воздуха, температуру в тени и на солнце. Преимуществом подобных устройств является:

1. Современный внешний вид.
2. Высокая точность данных.
3. Широкая функциональность.

Из минусов выделяется та же хрупкость. Также электронные приборы работают от штатных аккумуляторов или переменных источников питания. Придется менять батарейки или устройство может пострадать от перепада напряжения.

После покупки

Как настроить и как отрегулировать барометр

Вместе с товаром поставляется пошаговая инструкция, мало отличающаяся от одной модели к другой, с подробным описанием как правильно установить значения. Справится самостоятельно не представит сложностей.

• Калибровка.

Барометр обязательно нужно откалибровать по месту проживания. Речь идет о высоте над уровнем моря, это важный факт, так как заводские настройки установлены на нулевую отметку.

• Настройка.

Телевизионную сводку погоды можно использовать в качестве ориентира для определения текущего значения атмосферного давления. Стрелка должна быть правильно расположена на индикаторе. Для этого с помощью отвертки поворачивают регулировочный винт до тех пор, пока стрелка не будет соответствовать значению атмосферного давления. Есть конструкции, когда настроить винтом не представляется возможным, тогда просто двигается шкала. В показания барометра вводятся поправки, если это указано в инструкции.

Где повесить

Выбирая место для размещения устройства, рекомендуется ровная поверхность и пространство, которое не «поражается» прямыми солнечными лучами, а также не подвергается сквознякам.

Как пользоваться

Барометры сложны в изготовлении, очень деликатны, поэтому требуют осторожного обращения. Например, их нельзя перевозить в самолетах, они выходят из строя от перепада давления.

Принцип их работы прост: снижение давления предупреждает ухудшение метеорологических условий, повышение – прогнозирует улучшение погоды.

Текущие показания не имеют значения, важна динамика изменений.

Советы для корректного прогнозирования:

• Анализировать показания в одно и то же время, дважды в сутки;
• Перед снятием показаний, постучать по стеклу;
• Проверять правильность работы время от времени. Для этого барометр отклонить от своего нормального положение примерно на 45 градусов, в этом случае у анероидов стрелка должна повернуться в сторону по направлению движения по часовой стрелке. Если происходит иначе, следует обратиться к специалисту.

Разновидности устройств

Прибор для вычисления давления был придуман в 1643 году физиком Торричелли. За основу своего устройства ученый взял ртуть. В тот момент это был самый точный барометр.

С тех пор барометры совершенствовали и видоизменяли. Существуют следующие типы этих устройств:

Приборы с ртутной шкалой. Самые старые, но наиболее точные. Ртуть очень точно реагирует на влияние давления, практически без погрешности. Для дома подобный прибор опасен. Пары ртути пагубно влияют на здоровье человека.

Выбор барометра крайне важен, так как от его точности может зависеть самочувствие метеозависимого человека.

Выводы

Барометр – весьма чуткое изделие, и обращаться с ним надо довольно осторожно, а по поводу материалов, из которых их изготавливают, хочется сразу предупредить: конечно, латунный корпус стилизованного под ажурный штурвал барометра смотрится очень фешенебельно и дорого, что не так и далеко от истины, а такой же вариант из золотистого металла отечественного производителя обойдется вам намного дешевле. Поэтому прежде чем оформить и оплатить покупку, ознакомьтесь с различными вариантами аналогичной темы.

Лучшие модели

Выбирая барометр для домашнего использования, можно обратить внимание на следующие модели, обзор которых привденен далее в статье.

RST 05733

Модель в пластиковом корпусе, покрытом акриловым лаком. Имеет светлое табло, с четко читаемыми надписями на русском языке. Страна производитель — Швеция. Прибор неприхотлив и не требует постоянных настроек. Имеет надежное крепления для стены. К преимуществам модели можно отнести:

1. Классический темный дизайн.
2. Крупные надписи на циферблате.
3. Надежность.

Такой прибор станет хорошим подарком для охотников.

RST 05116

Устройство, оснащенное гигрометром и термометром. Сочетает отличное качество, уникальный дизайн, надежность всех элементов. Корпус изготовлен из дерева, с последующей полировкой. Предназначен для настенного использования, имеет надежное внутреннее крепление. Из плюсов можно выделить:

1. Высокую точность.
2. Надежность.
3. Стильный классический дизайн.
4. Табло на русском языке.

Такой прибор будет красиво смотреться в кабинете делового человека или отставного офицера.

Meteo Guide MG 01308

Любителям цифровой техники понравится современная метеостанция. Вмещает в себя: часы, гигрометр, градусник, будильник. Оснащен звуковым оповещением о перепадах значений. Имеет четко читающийся дисплей, множество простых настроек. Модель можно установить на стол или повесить на стену демонтировав подставку. Из плюсов можно выделить:

1. Современный дизайн.
2. Простоту настроек.
3. Оповещение.
4. Возможность настройки подсветки и четкости экрана.

Данное устройство работает от батареек, не нуждается в частой смене настроек. Может быть использовано в качестве домашних цифровых часов.

Влияние атмосферного давления на поведение рыбы

Зная закономерности поведения рыбы, зависящие от показателей давления в атмосфере, можно научиться выбирать подходящий период для рыбной ловли.

Особенности поведения рыб:

1. У рыб, чей пузырь расположен без зависимости от внешнего взаимодействия с водой (судак и окунь), реакция на изменение атмосферного давления не ярко выраженная. При этом, в знойную погоду с повышенным давлением рыба набирает аппетит и активно клюет на различные приманки. Когда же на улице непогода, а атмосферное давление понижена, рыба уходит на дно и перестает сильно реагировать на добычу.
2. Такие рыбы, у которых пузырь, расположенный в ротовой полости, напрямую взаимодействует с внешней средой (водой) активно реагирует на малейшие колебания. Это такие представители, как щука, плотва, лещ, карась. При любом изменении рыба вынуждена корректировать давление внутри собственного пузыря, поэтому активно начинает поиск пищи.

Зная особенности рыб, можно определить, в какую погоду лучше идти за тем или иным уловом. При этом желательно несколько дней отслеживать изменение показателей, чтобы сделать точные расчеты.

Механический барометр Утес

Назначение

Приборы измерения атмосферного давления используются повсеместно в быту, на кораблях, при астрономических наблюдениях, на метеостанциях, в общем, везде, где потребуется ради интереса или в связи с рабочей или иной необходимостью предвидеть погоду, но только на ближайший период (8–12 ч., или на следующий день).

Барометром можно определить высоту возвышенностей (поэтому заводские изделия часто совмещают высотомер), так как давление меняется с высотой. Часто прибор измеряет и относительную влажность (гигрометр).

Основные категории и их принцип действия

Сегодня на полках магазинов представлено множество приборов, которые различаются не только внешним видом и ценой, но и принципом работы. Поэтому далее мы остановимся на каждом типе отдельно.

1. Механические. Также называют анероидными. Такой прибор представляет собой коробку цилиндрической формы с гофрированным основанием. В середине этого устройства располагается сильфон. Если атмосферное давление повышается, коробка сжимается и тянет пружину, а при понижении механизм выталкивает пружину назад. За счет изменения положения пружины показатель на шкале также поднимается или же опускается.
2. Электронные. Они более компактны по своим габаритам, в отличие от своих механических собратьев, но в то же время они более функциональны. Эти устройства показывают информацию на современном жидкокристаллическом дисплее.

Какие бывают виды барометров

Барометр изобретен в 1641 году итальянским математиком и физиком Джованни Баттиста Балиани (это была водяная конструкция). Несколько лет спустя, в 1644 году, Эванджелиста Торричелли изобрел первый ртутный барометр.

Основная функция барометра – показывать состояние атмосферного давления. Как происходит этот процесс? Устройство оснащено колонкой, внутри которой находится ртуть. При контакте с силой, действующей со стороны воздуха, ртуть перемещается по градуированной шкале и останавливается на относительном значении, соответствующем давлению.

Технологическая эволюция повлияла на сектор барометров, и теперь лучшие производители предлагают приборы всех типов и размеров, работающие без ртути, которая признана токсичным загрязняющим металлом. Таким образом, ртутные модели стали частью истории, их легче найти в музее, а на рынке зарекомендовали себя аналоговые и цифровые устройства.

Аналоговые или механические безжидкостные конструкции (обычно называемые анероиды) в основе сделаны из металла, используют давление воздуха на пружину, которая, сжимаясь, перемещает ручку-стрелку, указывающую на погодные условия. Им не нужны электронные схемы или батареи для получения результатов. Именно на них сфокусирован настоящий рейтинг.

Но есть новинки, цифровые экземпляры, которые являются самой современной версией этих измерительных устройств. Их особенности: используют встроенные электронные датчики, а показания отображаются на дисплеях. Популярность этих моделей объясняется наличием множества полезных для пользователя опций: часы, будильник, термометр, календарь фаз луны, гигрометр, барометр и т.п. Пара моделей для ознакомления вошла в наш ТОП, хотя эти приборы относятся к категории метеостанций.

Нюансы выбора

Отнестись к выбору барометра очень важно. Этот прибор будет служить долгие годы, а его качество влиять на общие показания давления. Также при выборе стоит учитывать, необходима ли будущему владельцу дополнительная функциональность или от нее можно отказаться, выбрав прибор по прямому назначению. Ряд дополнительных функций существенно влияют на конечную стоимость устройства.

Материал

Промышленность производит барометры из различных материалов. Для электронных устройств присуще пластиковое исполнение корпуса, в различных цветовых интерпретациях. Барометры механические более дорогие. Их корпуса делают из настоящего дерева, часто ценных или экзотических парод. Также корпус может быть выполнен в форме круга, штурвала, подзорной трубы, якорей или старинных кораблей. Это тоже существенно прибавляет стоимость изделия, но по красоте далеко превосходит электронные аналоги.

Электронный прибор лучше выбирать более крупных габаритов. На его экране может быть много различной информации. Считать нужные данные на удалении от устройства может стать большой проблемой для слабовидящих людей.

Крепление корпуса

Очень важный нюанс. Барометр хрупкий прибор. Электрические и механические приборы должны надежно крепиться к столу или стене. Лучше выбирать по наличию углубленной выемки в корпусе, чем прибор с отдельным креплением. Крепление должно обеспечит четкое равновесие, с отцентровкой, прибор не должен двигаться или болтаться от сквозняка или внешних вибраций.

Размеры

Барометры давно перешли из разряда простых приборов, в разряд ценных подарков. Выбирая барометр для личного пользования, лучше отдавать предпочтение устройствам небольших габаритов шириной не более 120мм. Громоздкие приборы будут неудобны и не подойдут в стиль домашнего интерьера. Если барометр выбирается в качестве подарка, то лучше приобрести модель средних размеров, учитывая габариты помещений юбиляра.

Табло

Самый основной и важный нюанс. Для пожилых людей часто выбирают устройства с четко читающимися цифрами и словами. Цвет написанного должен быть ярким, без теней. Наилучшим выбором будет барометр от Российских производителей, с надписями на русском языке.

Также критерий четкости важен в отношении стрелки. Ее должно быть видно из далека, без бликов. В отношении электронного прибора, очень важна встроенная подсветка, перевод на русский язык, четкое изображение данных на экране.

Общая информация

Имея данный прибор, намного проще определить, на какой точке будет больший улов, а на какой точке рыбы ждать не стоит. Для того чтобы предугадать исход рыбалки, мало приобрести в магазине барометр, так как этот прибор не озвучит, где и что лучше ловить. Он лишь определит показатель атмосферного давления в конкретном месте в определенное время.

А правильно провести анализ, понять водится ли здесь и сейчас конкретная рыба, это уже должен сделать сам рыбак, для этого он должен быть осведомлен о некоторых физиологических особенностях водных рептилий, этот аспект будет рассмотрен нами далее.

Требования к эксплуатации

Не зависимо от устройства, механические и электронные анероидные барометры основаны на одном принципе реакции на атмосферное давление. При эксплуатации необходимо соблюдать следующие требования:

1. Не рекомендуется вещать приборы напротив окон. Солнечный свет может испортить табло электрического устройства.
2. Высокая или низкая температура окружающей среды влияет на точность показаний обоих типов устройств. Тонкая сталь вакуумных коробок расширяется при нагреве и сужается при охлаждении. Приборы лучше вешать на стены с комнатной температурой, в отдалении от кондиционеров и нагревательных устройств.
3. Барометры запрещено перевозить на большой высоте, например, в самолетах. Перепады давления могут повлиять на дальнейшую работоспособность.
4. Не рекомендуется заказывать прибор в других городах. Доставка с серьезными нарушениями может повредить механизму.
5. У механических барометров на задней крышке есть винт регулировки. Он должен быть расположен точно в центре. Любой перекос указывает на потерю центра, а значит на дефект чувствительной вакуумной коробочки.
6. На точность сборки механизма указывает параллельное расположение трезубца. При давлении в 750 мм, все зубья этого механизма должны быть строго напротив друг друга. Если этого нет, барометр считается неисправным. Трезубец механизма можно увидеть без разборки устройства. Он проглядывается через щель оси стрелки и циферблата.

Все эти нюансы помогут владельцу приобрести и максимально долго эксплуатировать хрупкое и чувствительное устройство.

9.2. Измерение давления газов, пара, жидкостей

Манометры — это специальные приборы, используемые для измерения давления в газовой, паровой и жидкостной среде. Так как существует много разновидностей такого оборудования, перед тем, как определиться с нужным вам устройством, четко составьте свои критерии. Чтобы облегчить себе задачу и ускорить процесс покупки манометра в Санкт-Петербурге, свяжитесь с нашим представителем и получите бесплатную консультацию. Наши специалисты поможет вам выбрать идеально подходящий по всем параметрам прибор, чтобы обеспечить безопасность работы вашей системы.

Общая классификация манометров

В зависимости от вида приборы делят на:

• общетехнические;
• технические;
• электроконтактные;
• специального назначения.

Учитывая востребованность прибора, их классифицируют и по назначению на:

• судовые;
• самопишущие;
• виброустойчивые;
• специализированные устройства.

Общетехнические приборы востребованы в различных отраслях производства, они универсальны и устойчивы к сильной вибрации. Их чаще других моделей применяют в газо- и теплоснабжении, на сложных технологических линиях, в различных машинах и механизмах.

Специальные манометры предназначены для определения степени давления газа (водорода, кислорода, ацетилена и других), причем для каждого газа необходим свой прибор.

Электроконтактные устройства способны воздействовать на измеряемую среду за счет особенностей своей конструкции. Они применяются для пара, газа и различных жидкостей.

Судовые манометры востребованы на морском и речном флоте.

В повседневной жизни чаще всего манометрами пользуются автовладельцы. Прибор необходим для измерения давления воздуха в шинах. Опытные водители хорошо знакомы с этим устройством, а начинающим автовладельцам следует обзавестись им в обязательном порядке, ведь от давления в шинах зависит безопасность эксплуатации любого транспортного средства.

Общая информация

Прибор для измерения давления газов или жидкостей в замкнутом пространстве называется манометром. Его принцип действия основан на равенстве измеряемого давления и силы упругости (деформации) трубчатой пружины (пружинный механизм). В некоторых моделях применяется чувствительная двухпластинчатая мембрана (мембранный тип). Один ее конец запаян в держатель, а другой через тягу взаимодействует с трибко-секторным механизмом, который преобразует перемещение элемента в круговое движение стрелки.

Измерители давления, несмотря на одинаковый принцип действия, применяются для различных условий эксплуатации и имеют разные схемы исполнения. Одни показывают величину давления жидкости, а другие работают только с газом. Некоторые из них применяются в контрольно-измерительной аппаратуре для определения точных показателей давления.

Физический смысл давления

Давление (Р) является физической величиной, которая равна силе (Fn), действующей перпендикулярно на единицу площади поверхности. Иными словами, величина давления в произвольном элементе поверхности определяется таким образом: отношение нормальной составляющей силы (dFn), которая действует на участок поверхности площадью dS. Соотношение имеет следующий вид: P = dFn / dS. Если необходимо вычислить среднее значение величины P, то следует воспользоваться формулой: Pср = F / S.

Единицей измерения является паскаль (Па). Международное обозначение — Pa. Для упрощения расчетов используются единицы измерений с приставками: 1 кПа = 1000 Па, 1 МПа = 1000 кПа = 1000000 Па и т. д. Физический смысл 1 Па: сила, равная 1 Н, равномерно распределена по нормальной поверхности, площадь которой равна 1 метру квадратному. Существуют и другие единицы измерения: бар, килограмм-сила на кв. см., техническая атмосфера, миллиметр ртутного столба, миллиметр и метр водяного столба.

Типы приборов

Приборы, которые измеряют величину избыточного давления и разрежение (ниже атмосферного), имеют определенные разновидности. Они классифицируются следующим образом:

1. Манометры.
2. Вакуумметры.
3. Мановакуумметры.
4. Напоромеры.
5. Тягомеры.
6. Тягонапоромеры.
7. Барометры.
8. Тонометры.

Отличие первой группы от всех заключается в диапазоне измерений. Он колеблется от 0,06 до 1000 МПа. Измеряется положительная разность между абсолютным и барометрическим значениями. Вакуумметры измеряют разрежение, т. е. величину ниже атмосферного давления. Третья группа приборов является комбинированной, поскольку измеряет избыточное и вакуумметрическое давление. В первом случае диапазон измерений находится в пределах от 60 до 240000 кПа.

Напоромеры — приборы для измерения величин, значения которых не превышают 40 кПа. Пятая группа измеряет низкие значения (до -40 кПа). Тягонапоромеры являются комбинированными устройствами, измеряющими давление в пределах от -40 кПа до 40 кПа. Барометры показывают величину атмосферного давления. Тонометры применяются в медицине для измерения значений кровяного давления человека.

Классификация манометров по конструкции осуществляется следующим образом: жидкостные, грузопоршневые и деформационные. Последний тип включает в свою конструкцию чувствительный элемент. Он представляет собой трубчатую пружину. В моделях с высоким классом точности применяется мембрана. Класс точности также влияет на классификацию приборов (чем меньше величина, тем он точнее): 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5 и 4.

Назначение манометра

Давление воздуха в шинах должно находится на определенном уровне. В процессе регулярной эксплуатации машины и даже при простое транспортного средства этот показатель может меняться в силу целого ряда причин.

Контроль за давлением в шинах автомобиля является неотъемлемым условием безопасной эксплуатации транспортного средства. Легко и быстро проверить, правильно ли накачаны шины, можно при помощи манометра. Это простое устройство, пользоваться которым может любой автолюбитель. Прибор компактен, не занимает много места, поэтому его нетрудно всегда иметь под рукой.

Прежде чем купить манометр для измерения давления, необходимо ознакомиться с особенностями и типами современных измерительных устройств, а также правилами выбора.

Типы определяемых давлений

Из школьного курса физики известно, что для расчетов пользуются тремя видами давлений. Среди них следующие:

• Атмосферное. Оно давно рассчитано и является постоянным для определенной точки земной поверхности. Атмосферное давление оказывает воздействие на все окружающие предметы в том числе и на человека. Но здоровый человек его не чувствует из-за уравновешивания внутренним давлением.
• Избыточное. Создается посредством нагнетательных установок при условии замкнутого пространства. Повышенное давление в основном используется для приведения силовых механизмов в движение от слабосильного двигателя.
• Пониженное (вакуумическое). Использование вакуумического давления обусловлено технологическими условиями. Созданное разряжение помогает втягивать рабочую среду в какую-либо емкость.

При обучении в институте появляется дополнительное понятие — абсолютное давление. Это сумма атмосферного и повышенного давлений.

Для снятия показаний должен выбираться соответствующий тип прибора.

Типы манометров, их преимущества и недостатки

На сегодняшний день производители измерительной техники предлагают разные типы устройств, имеющие разный принцип действия, свои плюсы и минусы. Изучение особенностей каждого из них поможет купить манометр давления, идеально отвечающий всем требованиям автовладельца.

Механические приборы. Самый простой и привычный для автовладельцев со стажем прибор оснащен круглым циферблатом со шкалой, на которой стрелка указывает реальное давление в момент измерения. Устройство, несмотря на простоту, обладает высокой точностью измерения, надежно, имеет отличные эксплуатационные характеристики. Механический манометр имеет бюджетную стоимость и длительный срок службы.

К недостаткам следует отнести повышенную чувствительность к влаге. На проверку давления во всех четырех колесах потребуется некоторое время. Некоторые автолюбители отмечают сложность прочтения показателей на шкале.

В линейке механических манометров имеются устройства, снабженные выпускным клапаном. Рекомендуется отдать предпочтение именно таким вариантом, поскольку клапан позволит спустить воздух из перекачанного колеса до нужного уровня без лишних манипуляций.

Реечные манометры. Подобные устройства не так часто встречаются в автомобилях или гаражах российских автовладельцев. Внешне прибор похож на ручку, а в его основе используется пружина цилиндрической формы. Реечные приборы надежны, дают точные показания, отличаются низкой стоимостью.

К минусам данного устройства следует отнести некоторые неудобства в эксплуатации и хрупкую конструкцию. Именно по этим причинам реечный тип не очень востребован в повседневной жизни.

Электронные приборы. На сегодняшний день электроника активно вытесняет привычную всем механику. К достоинствам электронных устройств относят:

• отсутствие погрешности при измерениях;
• удобство и высокую скорость замеров;
• дополнительные функции у некоторых моделей.

Электронные манометры востребованы у водителей, несмотря на их сравнительно высокую цену.

К недостаткам прибора справедливости ради следует отнести негативное влияние минусовых температур на точность измерения. Именно это обстоятельство настораживает многих автолюбителей при выборе нового манометра, поскольку не всегда есть возможность провести измерения давления воздуха в шинах в теплом боксе.

Правила подбора

Разные отрасли используют разные измерительные приборы. Чтобы подобрать нужный манометр требуется знать следующие требования:

тип измерителя;

Измерить с гарантированной точностью можно после калибровки и испытания прибора. В случае необходимости производится его настройка.

• Автор: admin
• Распечатать

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

(0 голосов, среднее: 0 из 5)
Поделитесь с друзьями!

Как правильно выбрать манометр?

Грамотный подход к покупке манометра требует принять во внимание ряд важных показателей. Основным из них служат эксплуатационные характеристики прибора:

• класс точности;
• измерительные единицы;
• диапазон измерения;
• дополнительные опции.

Класс точности имеет три категории. Из них самой меньшей погрешностью обладает третья категория (0,05). Для повседневного применения в личных целях достаточно второй, имеющей допустимое отклонение от 0,5 до 0,1. Приборы первой категории допускают отклонение от реальных показателей от 1 до 0,5.

Касаемо единиц измерения следует отметить, что самыми удобными для владельцев легковушек будут манометры, где давление указано в bar. Встречаются и манометры со шкалой измерения в кг/см2, а также в Паскалях.

Для личного применения имеет смысл остановить свой выбор на надежных и простых вариантах, имеющих среднюю стоимость. Магазин сантехники c555.ru предлагает широкий выбор различных моделей манометров по приемлемым ценам.

Каким образом проводится поверка манометров.

Существует два вида поверки прибора.

Первичная – поверка, проводимая заводом изготовителем перед тем, как прибор пускают в продажу. Об этом свидетельствует клеймо на стекле или на корпусе прибора и соответствующая отметка в паспорте манометра. Первичную поверку признают контролирующие организации и прибор разрешено эксплуатировать до окончания срока поверки, указанного в паспорте (1-2 года).

Переповерка прибора. После окончания срока первичной поверки, необходима переповерка манометра. Прибор, подлежащий переповерке должен быть исправен. Иначе он не пройдет переповерку и деньги, затраченные на эту процедуру, будут потрачены впустую. Перепроветка прибора производится специализированными организациями, имеющими соответствующее оборудование и лицензию, а также городскими центрами стандартизации и метрологии.

Компания УАМ является производителем манометров следующих видов: технические, аммиачные, электроконтактные, виброустойчивые, для агрессивных сред, точных измерений, железнодорожные, которые являются аналогами приборов, выпускаемых ведущими производителями. Аналоги нашей компании не уступают в качестве ведущим производителям высокоточных приборов данного направления товаров. Вы можете ознакомиться с технической характеристикой приборов и сравнить показатели разных видов манометров в сводной таблице приборов.

Как правильно провести измерения манометром?

Знание основных правил измерения давления в шинах поможет успешно справиться с любым прибором независимо от его технических особенностей.

1. Контроль необходимо осуществлять регулярно, для изношенных колес рекомендуется проверять давление раз в неделю.
2. Использование нестандартных шин потребует придерживаться рекомендаций производителя относительно уровня давления воздуха в колесах.
3. Измерять давление необходимо на машине без груза, поскольку на загруженном авто показатель будет не совсем верным.
4. Минимальная погрешность измерения будет получена на остывших колесах. В нагретом от движения колесе показатель окажется выше на 15%, а в зимнее время ниже на 10%. Самые правильные замеры можно получить через 3 часа после остановки транспортного средства.
5. Цифровые приборы нередко выдают результат в момент отсоединения от ниппеля. Пользуясь такими устройствами, следует учитывать самые последний результат замеров.

Не следует пренебрегать покупкой манометра, поскольку давление воздуха в автомобильных шинах необходимо держать под контролем. Опасность представляют как спущенные, так и сильно перекачанные колеса. Если вы выбираете, где купить манометр, следует отдать предпочтение надежным поставщикам, которые напрямую сотрудничают с производителями.

В интернет-магазине c555.ru предлагают большой выбор устройств от самых известных компаний, давно зарекомендовавших себя на рынке. Можете зайти в интернет-магазин и приобрести качественные и надёжные манометры.

• Интереснейшие публикации иркутских СМИ — в соцсетях:FaceBook, ВКонтакте, Одноклассники, Telegram

Проверка давления исходя из расхода воды

Второй способ определения давления заключается в выполнении расчетов с использованием данных о количестве воды, вытекающей из крана. Помимо этих данных, также потребуется:

• Узнать конфигурацию трубопровода и определить, из какого материала он изготовлен;
• Рассчитать диаметр трубы;
• Определить интенсивность вытекания жидкости;
• Определить степень открытия крана.

Чтобы рассчитать давление, понадобится мерная 3-литровая емкость и секундомер. Емкость нужно подложить под кран и засечь время, за которое она полностью наполнится водой.
Определить приблизительное давление можно уже после выполненной операции, однако полученные результаты будут очень неточными. Ведь в любом случае банка будет полностью заполнена менее, чем за 10 секунд, из-за чего полученная величина давления будет значительно меньше, чем по регламенту. Тем не менее, отталкиваться всегда нужно от того, что 3-литровая емкость будет полностью заполняться водой за 7 и менее секунд. В таком случае давление внутри трубопровода будет наиболее приближенным к регламентированному.

Приборы для измерения давления. Барометр-анероид. Манометр

О длине или массе при­ня­то го­во­рить, что они боль­шие или ма­лень­кие, уве­ли­чи­ва­ют­ся или умень­ша­ют­ся. А об ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии го­во­рят, что оно вы­со­кое или низ­кое, по­вы­ша­ет­ся или по­ни­жа­ет­ся. Эта тра­ди­ция уста­но­ви­лась еще со вре­мен Эван­дже­ли­ста Тор­ри­чел­ли в 17 веке. Тогда ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние из­ме­ря­ли с по­мо­щью жид­кост­но­го ба­ро­мет­ра, где ос­нов­ную роль играл столб ртути, ко­то­рый, со­от­вет­ствен­но, по­вы­шал­ся или по­ни­жал­ся (см. рис. 1).

Рис. 1. Ртут­ный ба­ро­метр

Се­год­ня ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние при­ня­то из­ме­рять с по­мо­щью ба­ро­мет­ров-ане­ро­и­дов – без­жид­кост­ных ба­ро­мет­ров (см. рис. 2).

Рис. 2. Ба­ро­метр-ане­ро­ид

2. Устройство барометра-анероида

Ос­но­ву ба­ро­мет­ра-ане­ро­и­да со­став­ля­ет гоф­ри­ро­ван­ная (вол­ни­стая) ме­тал­ли­че­ская ко­роб­ка А (см. рис. 3). Внут­ри ко­роб­ки воз­ду­ха нет, его от­ка­чи­ва­ют при из­го­тов­ле­нии ба­ро­мет­ра. Чтобы ко­роб­ку не рас­плю­щи­ло ат­мо­сфер­ным дав­ле­ни­ем, ее удер­жи­ва­ет упру­гая ме­тал­ли­че­ская пла­сти­на, один конец ко­то­рой со­еди­нен с ос­но­ва­ни­ем ба­ро­мет­ра. Вто­рой конец упру­гой пла­сти­ны спе­ци­аль­ным ме­ха­низ­мом со­еди­нен со стрел­кой ба­ро­мет­ра В.

Рис. 3. Устрой­ство ба­ро­мет­ра-ане­ро­и­да

Если ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние будет из­ме­нять­ся, со­от­вет­ствен­но, будет из­ме­нять­ся и сила, сдав­ли­ва­ю­щая ме­тал­ли­че­скую ко­роб­ку. Тогда через пла­сти­ну и ме­ха­низм даже неболь­шое из­ме­не­ние тол­щи­ны ко­роб­ки вы­зо­вет за­мет­ное пе­ре­ме­ще­ние конца стрел­ки на фоне шкалы С.

3. Зависимость атмосферного давления от высоты

Ба­ро­метр-ане­ро­ид – очень чув­стви­тель­ный при­бор. Его по­ка­за­ния из­ме­ня­ют­ся в за­ви­си­мо­сти от вы­со­ты над уров­нем моря. Из­ме­ре­ния по­ка­за­ли, что если вы­со­та неболь­шая (до 1 км), то уве­ли­че­ние вы­со­ты на 12 м при­во­дит к умень­ше­нию ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния на 1 мм рт. ст. Чем выше мы будем под­ни­мать­ся над уров­нем моря, тем ниже будет ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние. Даже если с ба­ро­мет­ром в руках под­нять­ся на лифте с пер­во­го этажа на по­след­ний этаж мно­го­этаж­но­го дома, ба­ро­метр-ане­ро­ид за­фик­си­ру­ет умень­ше­ние ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния.

Из­ме­ряя ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние, можно опре­де­лить вы­со­ту, на ко­то­рой на­хо­дит­ся ба­ро­метр (см. рис. 4). При­бо­ры, ра­бо­та­ю­щие на этом прин­ци­пе, на­зы­ва­ют­ся аль­ти­мет­ра­ми. Они ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся в авиа­ции.

Рис. 4. Опре­де­ле­ние вы­со­ты по ат­мо­сфер­но­му дав­ле­нию

В ясную по­го­ду на уровне моря ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние со­став­ля­ет 760 мм рт. ст. или 760∙133,3 Па = 101,3 кПа. Это так на­зы­ва­е­мое нор­маль­ное ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние.

4. Манометры

Часто бы­ва­ет необ­хо­ди­мо знать не ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние, а так на­зы­ва­е­мое от­но­си­тель­ное дав­ле­ние. Это раз­ни­ца между ат­мо­сфер­ным дав­ле­ни­ем и дав­ле­ни­ем в ка­ком-ли­бо со­су­де. Для этого при­ме­ня­ют при­бо­ры, ко­то­рые на­зы­ва­ют­ся ма­но­мет­ра­ми.

Рас­смот­рим устрой­ство жид­кост­но­го ма­но­мет­ра. Его ос­но­ву со­став­ля­ет стек­лян­ная U-об­раз­ная труб­ка, за­пол­нен­ная жид­ко­стью (обыч­но водой). Пра­вое ко­ле­но со­об­ща­ет­ся с ат­мо­сфе­рой. При по­мо­щи шлан­га к ма­но­мет­ру при­со­еди­нен сосуд, ко­то­рый в на­ча­ле опыта тоже со­об­ща­ет­ся с ат­мо­сфе­рой. При этом уров­ни воды в ма­но­мет­ре на­хо­дят­ся у от­мет­ки 0 см. Затем, от­ка­чи­вая на­со­сом воз­дух, мы умень­ша­ем его дав­ле­ние в со­су­де. При этом вода в ма­но­мет­ре сме­ща­ет­ся влево, и по раз­ни­це уров­ней воды в ко­ле­нах ма­но­мет­ра можно су­дить о том, на­сколь­ко дав­ле­ние в левом ко­лене (дав­ле­ние воз­ду­ха в со­су­де) мень­ше, чем ат­мо­сфер­ное. На­при­мер, на рис. 5 раз­ни­ца уров­ней воды в ко­ле­нах со­став­ля­ет 40 см. Можно ска­зать, что дав­ле­ние в со­су­де мень­ше ат­мо­сфер­но­го на 40 сан­ти­мет­ров во­дя­но­го стол­ба (см вод. ст.)

Рис. 5. Жид­кост­ный ма­но­метр

Пе­ре­ве­дем 40 см вод. ст. в пас­ка­ли с по­мо­щью из­вест­ной фор­му­лы для рас­че­та дав­ле­ния на дно и стен­ки со­су­да:

При­ме­не­ние жид­кост­ных ма­но­мет­ров не все­гда удоб­но. Для по­лу­че­ния дав­ле­ния необ­хо­ди­мо пе­ре­во­дить сан­ти­мет­ры вод­но­го стол­ба в пас­ка­ли, жид­кост­ные ма­но­мет­ры не могут ра­бо­тать в усло­ви­ях тряс­ки (на­при­мер, на транс­пор­те). По­это­му на прак­ти­ке ши­ро­кое при­ме­не­ние по­лу­чи­ли так на­зы­ва­е­мые де­фор­ма­ци­он­ные ме­тал­ли­че­ские ма­но­мет­ры, на шкале ко­то­рых сразу по­ка­за­ны зна­че­ния дав­ле­ния в пас­ка­лях (точ­нее, стро­го го­во­ря, пре­вы­ше­ние дав­ле­ния над ат­мо­сфер­ным).

В ос­но­ве ра­бо­ты ме­тал­ли­че­ско­го де­фор­ма­ци­он­но­го ма­но­мет­ра лежит, как сле­ду­ет из на­зва­ния, де­фор­ма­ция ме­тал­ли­че­ской ду­го­об­раз­ной труб­ки. Внут­ри труб­ки со­дер­жит­ся газ, дав­ле­ние ко­то­ро­го необ­хо­ди­мо из­ме­рить. При по­мо­щи двух тяг дви­же­ние труб­ки пе­ре­да­ет­ся стрел­ке (см. рис. 6), ко­то­рая вра­ща­ет­ся на оси. Конец стрел­ки пе­ре­дви­га­ет­ся по шкале. Труб­ка, стрел­ка, шкала по­ме­ще­ны внутрь кор­пу­са, за­кры­то­го стек­лом.

При уве­ли­че­нии дав­ле­ния газа внут­ри труб­ки она немно­го рас­прям­ля­ет­ся, ее концы уда­ля­ют­ся друг от друга, и это дви­же­ние тя­га­ми пе­ре­да­ет­ся стрел­ке, конец ко­то­рой сме­ща­ет­ся впра­во по шкале. При умень­ше­нии дав­ле­ния стрел­ка сме­стит­ся в об­рат­ном на­прав­ле­нии под дей­стви­ем сил упру­го­сти в труб­ке.

Рис. 6. Ме­тал­ли­че­ский ма­но­метр

5. Заключение

В за­клю­че­ние необ­хо­ди­мо еще раз об­ра­тить вни­ма­ние на то, что ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние из­ме­ря­ют с по­мо­щью ба­ро­мет­ров-ане­ро­и­дов. А дав­ле­ние, ко­то­рое боль­ше или мень­ше ат­мо­сфер­но­го, из­ме­ря­ют с по­мо­щью ма­но­мет­ров той или иной кон­струк­ции.