ПРУЖИННЫЕ МАНОМЕТРЫ И ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ

Принципиальные схемы пружинного дифференциального манометра и пружинного манометра абсолютного давления представлены на рис. 6.1, а и б.

Чувствительный элемент 1а дифференциального манометра (см. рис. 6.1, а) воспринимает разность давлений р₁ — р₂ и преобразует ее в линейное перемещение s. В манометре абсолютного давления (см. рис. 6.1,6) чувствительный элемент 16 вакуумирован (р₂0) и преобразует в линейное перемещение абсолютную величину давления р₁.

Передаточно-множительный механизм в общем случае выполняет следующие функции:

а) преобразует поступательное движение элемента во вращательное;

б) увеличивает малое перемещение чувствительного элемента до величины, удобной для точного отсчета показаний прибора;

в) воспроизводит заданную функциональную зависимость между перемещением стрелки и измеряемым давлением.

При построении манометров по схеме рис. 6. 1 необходима герметизация корпуса, что затрудняет регулировку механизма при подаче давления и практически исключает возможность измерения давления агрессивных.

Этот недостаток отсутствует при использовании сдвоенных чувствительных элементов, состоящих из двух упругих чувствительных одинаковых элементов, внутрь одного из которых подается давление р₁, а внутрь другого — давление р₂ (рис. 6.8). Подвижные центры элементов расположены друг против друга и соединены между собой жесткой планкой, перемещение s которой служит мерой измеряемой разности давлений р₁ — р₂ и передается с помощью передаточно-множительного механизма на отсчетное приспособление. Такие же сдвоенные элементы применимы и для измерения абсолютного давления, при этом один из сдвоенных элементов вакуумируется (р₁ 0), во внутреннюю полость другого подается измеряемое давление р₁ (см. рис. 3.6).

Для исключения погрешностей, обусловленных изменением окружающего давления, сдвоенные элементы должны иметь эффективную одинаковую площадь.

Пружинные датчики давления (см. рис. 6.2) отличаются от пружинных манометров тем, что вместо отсчетного устройства в них имеется электрический преобразователь, который преобразует линейное или угловое перемещение в одну из электрических величин. При использовании параметрических преобразователей (реостатных, индуктивных, трансформаторных, емкостных и др.) выходной электрической величиной является сопротивление R, индуктивность L, взаимоиндуктивность М, емкость С; в случае включения параметрического преобразователя в электрическую цепь с внешним источником питания выходным сигналом может служить напряжение и или сила тока i. В большинстве случаев применяют электрические преобразователи дифференциального типа (рис. 6.9), в которых при перемещении подвижной части одновременно изменяются два однородных параметра, причем, когда один из них увеличивается, другой уменьшается.

Достоинством дифференциальных преобразователей является возможность уменьшения температурных погрешностей (при включении преобразователя в схему делителя напряжений или в мостовую схему), уменьшение электромагнитных и электростатических сил притяжения между подвижными и неподвижными частями и увеличение чувствительности преобразователя.

Передаточные отношения механизмов в датчиках давления обычно имеют меньшую величину, чем в манометрах, так как они выбираются не из условия обеспечения точного визуального отсчета показаний, а с целью удобства преобразования перемещения в электрический сигнал. Выбор передаточного отношения определяется типом электрического преобразователя. Наибольшее передаточное отношение требуется при использовании реостатных и потенциометрических преобразователей, в которых ход щетки должен быть достаточно велик, чтобы относительная величина витковой погрешности не превышала допустимого значения. В случае применения поворотных индуктивных трансформаторов и емкостных преобразователей с переменной площадью полюсов или электродов передаточное отношение может быть значительно уменьшено по сравнению с реостатными и потенциометрическими устройствами. Наконец, при использовании индуктивных и емкостных преобразователей с переменным рабочим зазором, а также тензометрических преобразователей, передаточно-множительный механизм может вообще отсутствовать, так как преобразователи этого типа обладают достаточной чувствительностью для непосредственного преобразования малого перемещения чувствительного элемента в электрический сигнал нужной величины. Однако при отсутствии передатрчно-множительного механизма возникает проблема предохранения измерительной системы от влияния инерционных сил, действующих вдоль оси чувствительного элемента при полете с ускорением или при наличии вибрации. Компенсация погрешностей, вызываемых влиянием инерционных сил, возможна следующими способами:

а) уравновешиванием инерционной массы подвижных частей упругого элемента и преобразователя с помощью противовеса, присоединенного через вспомогательную кривошипно-шатунную передачу, которая может не участвовать в функциональных преобразованиях, а выполнять лишь роль носителя противовеса (рис. 6.10, а);

б) встречным соединением двух чувствительных элементов через двойную кривошипно-шатунную передачу так, чтобы моменты инерционных сил взаимно уравновешивались, а моменты полезных сил (сил давления) суммировались (см. рис. 6.10,5);

в) применением двух механически не связанных между собой чувствительных элементов с электрическими преобразователями, так соединенными, чтобы их электрические сигналы от действия инерционных сил взаимно компенсировались, а сигналы от действия сил давления суммировались (см. рис. 6.10, в).

Кинематическая схема унифицированного датчика с чувствительным мембранным элементом, синусным передаточно-множительным механизмом и потенциометрическим выходным преобразователем изображена на рис. 6.11. Диапазон измерения может изменяться в пределах от 0—1 до 0—100 ат и более. Стандартность конструкции механизма датчика обеспечивается тем, что при переходе от одного диапазона к другому изменяют только толщину мембраны, которая так подбирается, чтобы при любом диапазоне измерения ее прогиб был одинаковым (порядка 1 мм).

Вариант конструкции унифицированного датчика давления с индуктивным преобразователем показан на рис. 6.12.

Датчики давления, выдающие электрический сигнал при достижении контролируемого давления заданного значения, называются сигнализаторами давления. Конструкция унифицированного электромеханического сигнализатора давления с контактным преобразователем приведена на рис. 6.13.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

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...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: