Приборы для измерения давления.

Как было отмечено давление может быть абсолютным, избыточным и давлением вакуума. При решении при­кладных задач наиболее часто используются избыточные давления, поэтому измерению этих давлений необходимо уделить наибольшее внимание. Простейшим прибором для измерения избыточного давления является пьезометр, который представляет собой вертикально ус­тановленную прозрачную трубку (рис.).

В соответствии с

Pизб=Ра+h g

Поскольку в избыточной системе давлений Рa = 0, то из форму­лы следует пропорциональная связь между давлением Ризб и высотой H:

Pизб=h g (2.3)

Измерения по пьезометру проводят в единицах длины, поэтому иногда давления выражают в единицах высоты столба опреде­ленной жидкости. Например, атмосферное давление, равное 760 мм рт. ст., соответствует высоте ртутного столба 760 мм в пьезометре. Подставив это значение в (2.3) при рт = 13600 кг/м³, получим атмосферное давление, равное 1,013-10⁵ Па. Эта величина называется физической атмосферой. Она отличается от технической атмосферы (см. подразд. 1.2), которая соответствует 736 мм рт. ст. Это число можно получить, если подставить в (2.3)Ризб = 1 ат и вычислить высоту Н.

Пьезометр прост по конструкции и обеспечивает высокую точность измерений. Однако он не позволяет измерять большие давления. Подтвердим это на следующем примере. Пусть пьезометром необходимо измерить избыточное давление Ризб = 0,1 МПа = 1 ат в жидкости с плотностью, равной плотности воды (р = 1000 кг/м³). Тогда из формулы (2.3) при заданных условиях получим высоту столба воды в пьезометре Н=10 м, что является весьма значительной величиной. В машиностроении используются более высокие давления (в сотни атмосфер), что ограничивает применение пьезометров.

Аналогичные по принципу работы приборы с использова­нием ртути позволяют в 13,6 раза уменьшить пьезометричес­кие высоты (ртуть в 13,6 раза тяжелее воды). Но ртуть ядовита, и такие приборы в маши­ностроении практически перестали применяться.

Манометрычаще всего применяются механические, реже — жид­костные. Все манометры измеряют не полное давление, а избыточное

.

Широкое распространение в технике для измерения давле_ний получили пружинные манометры.

Основным элементом такого прибора является тонкостенная.' трубка / (обычно латунная). Один из концов трубки запаян и подвижен, а второй закреплен, и к нему подводится измеряемое давление. Подвижный конец трубки кинематически связан со стрелкой. При изменении давления он изменяет свое положение и перемещает стрелку , которая указывает на соответствующее число на шкале.

Приборы, измеряющие давление вакуума (разрежение), по принципу действия не отличаются от приборов для измерения избыточного давления. Это является следствием того, что избыточное давление и давление вакуума всегда равны по величине, но имеют разные знаки . Если в сосуде на рис. 2.2, б будет иметь место вакуум, то уровень жидкости в стеклян­ной трубке будет располагаться ниже уровня жидкости в баке. По­этому этот же прибор можно использовать для измерения вакуума.

Пружинные приборы для измерения вакуума не имеют ни прин­ципиальных, ни конструктивных отличий от пружинных манометров. Устройства для измерения вакуума получили название вакуумметров.

Выпускаются также приборы, позволяющие измерять как избыточные давления, так и вакуум. Их принято называть мановакуумметрами.

В метеорологии измерение абсолютных значений атмосферных давлений проводят с помощью барометров. Для машиностроитель­ных систем измерение абсолютных давлений практического значе­ния не имеет.