Требования к приборам для измерения давления и их классификация

Современная наука и техника предъявляют самые разнообразные требования к приборам для измерения давления. Прежде всего это связано с широким диапазоном измеряемых величин давления, от микропаскаля (мкПа) до гигапаскаля (ГПа). Возрастают требования к точности измерений, усложняются объекты исследований, которые накладывают дополнительные условия на конструктивное оформление приборов. Так, например, приборы, используемые для измерения установившихся давлений, оказываются непригодными при измерениях пульсаций давления, причем в реальных процессах встречаются частоты до мегагерц (МГц).

Многообразие требований породило большое количество приборов, различных по принципу действия, точности измерения и конструктивному оформлению.

Условно все приборы для измерения давления можно классифицировать по следующим признакам:

а) по роду измеряемой величины;

б) принципу действия;

в) классу точности.

Установленные классы точности для приборов давления соответствуют следующему ряду: 0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Классификация по роду измеряемой величины. В зависимости от вида измеряемого давления (избыточного p_изб или абсолютного p_абс) существует несколько типов приборов:

а) манометры – приборы для измерения положительного избыточного давления;

б) вакуумметры – приборы для измерения отрицательного избыточного давления;

в) мановакуумметры – приборы, позволяющие измерять как положительное избыточное давление, так и отрицательное;

г) дифференциальные манометры – приборы для измерения разности давлений в двух точках;

д) барометры – приборы для измерения абсолютного давления, равного атмосферному. Для измерения абсолютного давления больше атмосферного используют два прибора – барометр и манометр; меньше атмосферного – барометр и вакуумметр.

Классификация по принципу действия. Приборы для измерения давления подразделяются на следующие виды:

а) жидкостные – основанные на гидростатическом принципе действия, т. е. измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости, высота которого определяется непосредственно или путем расчета.

Впервые идея измерения давления по величине столба жидкости была высказана итальянским ученым Э. Торричелли в 1640 г., а осуществлена итальянским механиком Вивиани в 1642 г. и французским ученым Б. Пас­калем в 1646 г. Жидкостные приборы не утратили своего значения до настоящего времени. Это объясняется тем, что принцип действия этих приборов очень прост. Они не сложны в изготовлении, точны и надежны;

б) механические – принцип действия которых заключается в том, что под действием давления происходит деформация некоторого упругого элемента, и величина этой деформации служит мерой измеряемого давления;

в) грузопоршневые – манометры, в которых измеряемое давление, действуя на одну сторону поршня, уравновешивается внешней силой, приложенной с противоположной стороны поршня. В качестве уравновешивающей силы используют грузы. Вес груза, деленный на площадь поршня, определяет величину измеряемого давления;

г) электрические – принцип действия основан на изменении электрических свойств некоторых материалов или изменении каких-либо электрических параметров под действием давления;

д) комбинированные – принцип действия которых носит смешанный характер.

Классификация по классу точности. По точности показаний все выпускаемые серийно приборы делятся на классы. Классом точности прибора называется основная наибольшая допустимая приведенная погрешность.

Установленные классы точности для приборов давления соответствуют следующему ряду: 0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Механические приборы подразделяют также на технические и образцовые. Образцовые используют для целей поверки, так как они сверяются с эталонными приборами. Технические применяют непосредственно для измерения давления.