Принцип действия и устройство технического манометра

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Наименование факультета – Теплоэнергетический

Наименование выпускающей кафедры – Автоматизация теплоэнергетических процессов

Наименование дисциплины - Теплотехнические измерения и приборы

 

 

Лабораторная работа № 5

Изучение и поверка технических манометров

 

 

Исполнители:

студенты гр.6221 Стрижак П.А.

Матвеев А.В.

Грицук Н.Н.

 

Руководитель:

ассистент Григорьева М.М.

 

Томск -2005

Принцип действия и устройство технического манометра

 

В качестве технического манометра в данной лабораторной работе используется деформационный манометр, поэтому рассмотрим принцип действия и устройство деформационного манометра.

Принцип действия деформационных манометров заключается в уравновешивании измеряемого давления упругой деформацией чувст­вительного элемента или развиваемой им силой. В качестве чувстви­тельных элементов в деформационных манометрах используются труб­чатые пружины, сильфоны и мембраны.

Рассмотрим конструкцию чувствительного элемента манометра, выполненную в виде трубчатой пружины (рис. 1а).

Трубчатая пружина представляет собой изогнутую в виде дуги окружности полую трубку плоскоовального или эллиптического сече­ния. Один конец такой трубки неподвижно закреплен, а другой запаян и имеет возможность свободно перемещаться в пространстве.

Измеряемое давление подается во внутреннюю полость пружины, при этом ее свободный конец перемещается. При измерении избыточ­ного давления пружина раскручивается, а при измерении разрежения - скручивается. Направление перемещения свободного конца трубки обу­словлено увеличением малой оси сечения трубки под влиянием избы­точного давления и её уменьшением при воздействии разрежения. При этом длина трубки остается практически постоянной.

 

Рисунок 1 - Схема деформационного манометра с трубчатой пружиной

 

Трубка согнута по кругу под углом . При возрастании дав­ления, действующего изнутри трубки, малая ось эллипса увеличивается, тогда как длины дуг А₁В₁ и А₂В₂ остаются практически постоянными.

Если г - радиус ОВ₁, R - радиус ОВ₂, b - малая ось эллипса-трубки, - угол закручивания трубки - размеры трубки до деформации давлением и соответственно r', R', b' и ' - те же размеры после дефор­мации, то будем иметь:

и .

Вычитая из второго выражения первое, получим:

.

Так как и , то запишем:

.

После деформации трубки b' > b, следовательно, ' < , т.е. под воздействием измеряемого давления трубчатая пружина манометра уменьшает свою кривизну, раскручиваясь в определенном направлении. На рис. 16 приведена схема деформационного манометра с труб­чатой пружиной. Перемещение стрелки осуществляется с помощью пе­редаточного механизма, соединенного со свободным концом чувстви­тельного элемента. Зазоры в зубчато - секторной паре выбираются за счет спиральной пружины (на схеме не показана).

Особенностью конструкций эталонных деформационных мано­метров является наличие корректора нуля и арретира. Шкала прибора имеет 100, 200 или 250 делений.

При проведении измерений эталонным деформационным мано­метром необходимо использовать свидетельство, в котором приведена реальная статическая характеристика (РСХ) данного эталонного мано­метра. Классы точности эталонных деформационных манометров -0,15; 0,2; 0,4.