ПОВЕРКА ПРУЖИННОГО МАНОМЕТРА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является ознакомление с устройством и принципом действия пружинных манометров, а также изучение, поверка манометров и определение поправок к их показаниям.

 

2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИИ ДАВЛЕНИЯ И МАНОМЕТРАХ

Давлением жидкости, газа или пара называют силу, действующую равномерно на площадь, а единицей давления – единицу силы, действующую равномерно на единицу площади.

При измерении давления различают: барометрические, избыточное и абсолютное давления. Для измерения давления и разрежения в системе СИ принята единица Паскаль (Па), равная 1 Н/м² (1Н-сила, сообщающая массе в 1кг ускорение в 1м/с²). В настоящее время широко распространены единицы давления 1кгс/см² и 1кгс/м², а также мм вод. ст. и мм рт. ст. для приборов с водяным или ртутным заполнением.

Наиболее широкое применение для измерения избыточного давления жидкости, газа и пара получили пружинные манометры, обладающие достаточно простой и надежной конструкцией, наглядностью показаний и небольшими размерами, большим пределом измерения и возможностью дистанционной передачи и автоматической записи показаний.

Принцип действия пружинных манометров основан на использовании упругой деформации специальных пружин, возникающей под влиянием измеряемого давления. Величина этой деформации передается показывающей или самопишущей части приборов, градуированной в единицах давления. Основным видом приборов, используемых для определения избыточного давления, являются манометры с трубчатыми пружинами, играющие исключительно важную роль в технических измерениях. Эти пружины представляют собой изогнутую трубку с поперечным сечением в виде овала или сплюснутой окружности. Под действием внутреннего давления изогнутая трубчатая пружина раскручивается вследствие изменения ее поперечного сечения, которое стремится принять форму круга. Перемещение свободного конца одновитковой трубчатой пружины под действием давления находится в прямой зависимости от величины этого давления. На рисунке 1 приведено устройство показывающего манометра с одновитковой пружиной.

Трубчатая пружина (1) эллиптического сечения одним концом жестко соединена с держателем (2), укрепленным в круглом корпусе (3) манометра. Держатель несет на себе штуцер (4) с резьбой, служащий для сообщения прибора с измеряемой средой. Свободный конец пружины закрыт пробкой (5) с шарнирной осью и запаян. Посредством поводка (6) он связан с передаточным механизмом, состоящим из латунного зубчатого сектора (7), сцепленного с шестеренкой (8), сидящей неподвижно на оси вместе с указывающей стрелкой (9). Рядом с шестеренкой расположена плоская спиральная пружина (10), один конец которой соединен с шестеренкой, а другой закреплен неподвижно на стойке, поддерживающей передаточный
механизм. Пружинка постоянно прижимает шестеренку к одной стороне

 

зубцов сектора, благодаря чему при уменьшении измеряемого давления устраняется мертвый ход в зубчатом зацеплении передаточного механизма.

Под действием измеряемого давления трубчатая пружина частично раскручивается и тянет за собой поводок, приводящий в движение зубчато-секторный механизм и стрелку манометра, показывающую по шкале (11) величину этого давления. Манометр имеет равномерную круговую шкалу с центральным углом, равным 270-300⁰.

 

3. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.

Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 2.

Давление в системе создается с помощью компрессора (1), который подает воздух по трубопроводу (2). Благодаря регулирующему вентилю (6) можно плавно изменять давление воздуха в пределах от 0 до 0,16 МПа. К трубопроводу до вентиля подключены два пружинных манометра: образцовый (3) и поверяемый (4).

Приводом компрессора является электрический двигатель (6). Для включения двигателя и компрессора пользуются кнопочной станцией (8) и универсальным переключателем (7).

4. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА ЕГО РЕЗУЛЬТАТОВ

До начала эксперимента подготавливают протокол поверки, где указывают характеристики поверяемого и образцового приборов.

Поверку манометра выполняют в такой последовательности. Включение установки осуществляется лаборантом или преподавателем. Затем регулировочным вентилем устанавливают по шкале образцового манометра давление, равное 0,01 МПа и производят отсчет показаний поверяемого манометра. Плавно увеличивая давление (прямой ход) с шагом в 0,01 МПа по образцовому манометру, каждый раз фиксируют показания поверяемого манометра. Результаты измерений образцовым и поверяемым манометрами заносят в протокол поверки. Достигнув давления 0,16 МПа, проводят такие же измерения при уменьшении давления (обратный ход) до 0,01 МПа с таким же шагом измерения давления.

После окончания эксперимента лабораторную установку отключают.

 

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.

По результатам эксперимента строят график статической характеристики прибора X_n=f(x). При построении графика на оси ординат откладывают показания поверяемого прибора, а на оси абсцисс – соответствующие показания образцового прибора. Определяют абсолютную, относительную и приведенную погрешности, вариацию показаний и результаты расчетов заносят в протокол поверки. На основании полученных результатов делают вывод о пригодности прибора к работе.

 

6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. цель работы;

2. схему лабораторной установки и её описание;

3. методику проведения эксперимента;

4. статическую характеристику поверяемого манометра;

5. протокол поверки.

7. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ.

1. Что называют давлением?

2. Назовите единицы давления, используемые в настоящее время?

3. Принцип действия пружинного манометра?

4. Назовите основные элементы конструкции пружинного манометра?

5. Опишите схему лабораторной установки?

6. Чем вызвана вариация показаний пружинного манометра?

7. С какой целью проводят поверку пружинных манометров?