|
|
Электрические и прочие манометрыПьезометрические манометры. Принцип действия манометров этого типа основан на пьезометрическом эффекте (возникновение электрических зарядов на поверхности сжатой кварцевой пластины, которая вырезается перпендикулярно электрической оси кристаллов кварца).
Рис. 1. Схема пьезоэлектрического манометра: 1 — мембрана; 2 — кварцевые пластины; 3 — металлизированные плоскости Измеряемое давление с помощью мембраны 1 преобразуется в усилие, сжимающее кварцевые пластины 2. Электрический заряд, возникающий на металлизированных плоскостях, подается на усилитель с очень большим входным сопротивлением и малой входной емкостью. Верхний предел измерения давления у этих приборов достигает 100 МПа (1000 кгс/см2). Манометры с тензопреобразователями. Их чувствительные элементы (сенсоры) представляют собой мембраны, на которых размещены проволочные, фольговые или полупроводниковые резисторы, сопротивление которых меняется при деформации мембраны под действием давления. Схема преобразователя «Сапфир-22» типа ДИ, предназначенного для измерения избыточных давлений с верхним пределом измерения 0,4 МПа и выше, представлена на рис. 1, а. Чувствительным элементом манометра является тензопреобразователь 1 с двухслойной мембраной. Измеряемое давление действует на титановую мембрану, к которой сверху припаяна сапфировая мембрана с тензорезисторами. Элементы измерительной схемы и усилитель находятся в блоке 2
Рис. 1. Схемы преобразователей давления с тензопреобразователями: а — давления: 1 — тензопреобразователь; 2 — электронный блок; б — силы: 1,2 — мембраны; 3 — рычаг тензопреобразователя силы 4; 5 — электронный блок. Существуют два типа тензопреобразователей: давления (рис. 1, а) и силы (рис. 1, б). В тензопреобразователях давления измеряемое давление действует непосредственно на мембрану, поскольку при измерении давления в диапазоне 0,4 МПа и выше на мембране с тензопреобразователями диаметром 6...8 мм развиваются усилия, достаточные для ее деформации. В тензопреобразователях силы 4 нижняя металлическая мембрана имеет рычаг 3, к которому прикладывается сила, развиваемая мембранным блоком под действием давления. В преобразователях с диапазоном измерения менее 0,4 МПа (см. рис. 1, б) используются в качестве чувствительных элементов блоки из двух мембран 1, 2, жестко соединенных между собой и находящихся под воздействием атмосферного и измеряемого давлений (разрежения), либо разности давлений. Основное достоинство приборов давления с тензопреобразователями — использование малых деформаций чувствительных элементов, что повышает их надежность и стабильность характеристик, а также обеспечивает виброустойчивость. При осуществлении тщательной температурной компенсации предельная приведенная погрешность приборов составляет ±0,075 %, ±0,1 %. Манометры с емкостными преобразователями. Измеряемое давление или разность давлений воздействуют на разделительные мембраны 1, между которыми в полости, заполненной нейтральной жидкостью, находится чувствительная мембрана 2, являющаяся подвижной обкладкой дифференциальных конденсаторов, неподвижными обкладками которых служат стенки камер 3, 4.
Рис. 1. Манометр с емкостным преобразователем: 1—разделительные мембраны; 2 — чувствительная мембрана; 4 - неподвижные обкладки конденсаторов Преобразователи измеряют абсолютное давление от 6,22 до 6895 кПа, избыточное давление от 0,49 до 4136 кПа, разность давлений от 0,49 до 6895 кПа, гидростатическое давление от 6,2 до 689,5 кПа. Предел основной допускаемой приведенной погрешности составляет ± 0,1; ± 0,2; ± 0,25 %. Ионизационные манометры. Это наиболее чувствительные измерительные приборы для очень низких давлений. Для измерения давления в диапазоне 10-1…10-8 Па используются ионизационные манометры. Они измеряют давление косвенно через измерение ионов образующихся при бомбардировке газа электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше ионов будет образовано. Термоэлектроны соударяются с атомами газа и генерируют ионы. Ионы притягиваются к электроду под подходящим напряжением, известным как коллектор. Ток в коллекторе пропорционален скорости ионизации, которая является функцией давления в системе. Таким образом, измерение тока коллектора позволяет определить давление газа. Имеется несколько подтипов ионизационных манометров. Большинство ионных манометров делятся на два вида: горячий катод и холодный катод. Третий вид — это манометр с вращающимся ротором более чувствителен и дорог, чем первые два. В случае горячего катода электрически нагреваемая нить накала создаёт электронный луч. Электроны проходят через манометр и ионизуют молекулы газа вокруг себя. Образующиеся ионы собираются на отрицательно заряженном электроде. Ток зависит от числа ионов, которое, в свою очередь, зависит от давления газа. Принцип манометра с холодным катодом тот же, исключая, что электроны образуются в разряде созданным высоковольтным электрическим разрядом. Схема ионизационного манометра с горячим катодом представлена на рис. 2.12. Основным элементом манометра является стеклянная манометрическая лампа, содержащая катод 1, который находится внутри анодной сетки 2, окруженной цилиндрическим ионным коллектором 3.
Рис. 2.12 Схема ионизационного манометра Тепловые манометры. Для измерения давления в диапазоне 1—104 Па (10-2 -102 мм ртутного столба) используются тепловые манометры, которые, как и ионизационные, включают в себя манометрический преобразователь и измерительный блок. Она представляет собой неуравновешенный мост, на который напряжение подается от стабилизированного источника питания ИП. Три плеча моста содержат постоянные резисторы R1 — R3, а четвертое представляет собой нагретую до 200 °С вольфрамовую нить, находящуюся в камере, куда подается измеряемое давление. При указанных давлениях вследствие снижения числа молекул длина их свободного пробега становится соизмеримой с расстояниями между теплопередающими поверхностями измерительных камер прибора, в связи с чем теплопроводность при давлениях 103 Па 10 (мм ртутного столба) и ниже линейно уменьшается по мере снижения давления. Теплоотдача от вольфрамовой нити зависит как от числа молекул, участвующих в переносе теплоты, так и от температуры стенок камеры. Для снижения влияния на показания прибора колебаний температуры окружающей среды, определяющей температуру стенок камеры, прилежащее к R4 плечо моста помещается в вакуумированную камеру, аналогичную измерительной. Нижний предел применения манометров ограничивается возрастанием по мере снижения теплопроводности роли лучистого теплообмена, который становится определяющим при давлениях ниже 10-1 Па (10-3 мм ртутного столба). 24. Грузопоршневые манометры
  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
