Студопедия

КАТЕГОРИИ:



Мы поможем в написании ваших работ!

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Мы поможем в написании ваших работ!

ЛЕКЦИЯ 6. Рис. 33. Дифференциальные манометры





Рис. 33. Дифференциальные манометры

Рис. 31. Жидкостные манометры

Измерительные преобразователи давления.

Давление в системе СИ измеряется в Паскалях: 1 Па = Н/м2 . Широко используются внесистемные единицы: нормальная, физическая, техническая атмосферы. Нормальная атмосфера – это давление столба ртути высотой 760 мм при нормальных условиях, т.е. при температуре 0єС. Давление, оказываемое столбом жидкости высотой h дается формулой . Имеют место соотношения:

Нормальная атмосфера: 760 мм рт. ст = 1,013.105 Па,

Физическая атмосфера (1 бар): = 750 мм рт. ст. = 105 Па,

Техн. атмосфера = 735,6 мм рт. ст = 0,98.105 Па = 10 м вод. ст.

В честь Торричелли назвали: 1 мм рт. ст. = 1 Тор.

Измерительные преобразователи давления можно классифицировать по следующим группам: жидкостные, пружинные, электрические, комбинированные.

В жидкостных преобразователях давления в качестве жидкости используются: ртуть, вода, этиловый спирт, керосин, глицерин. Типичный жидкостной манометр представляет собой U-образную трубку, размещенную на доске со шкалой. Один конец трубки (заполненной наполовину рабочей жидкостью), соединяется с пространством, в котором измеряется давление, а другой конец оставляют открытым. Измеряемое давление определяют через разность показаний в левом и правом колене. Верхний предел измерений р = 2 атм.

 

а) б) в)

На рис. 31 представлены некоторые виды жидкостных манометров. Наиболее распространенным прибором является U-образный манометр (рис. 31 а, б). Широкое распространение получили также однотрубные чашечные микроманометры (рис.31 в). Высота столба жидкости в трубке чашечных манометров или разность уровней жидкости в U-образных манометрах пропорциональны измеряемому избыточному давлению: Ризб = Н, где - удельный вес рабочей жидкости. Измерение давления сводится к измерению высоты столба жидкости Н.

Пружинные манометры

Пружинные манометры относятся к наиболее распространенным приборам для измерения давления. Диапазон измеряемых давлений чрезвычайно широк: от вакуума до 103 МПа. Принцип действия этих манометров основан на уравновешивании силы, возникающей под действием измеряемого давления, силой упругой деформации чувствительного элемента прибора: Р = кН, где к – коэффициент упругости материала чувствительного элемента, Н – величина деформации (перемещения) чувствительного элемента.



В качестве чувствительных элементов (ЧЭ) используются пружины следующих типов: а) одновитковые трубчатые; б) многовитковые (геликоидальные); в) плоские и гофрированные мембраны; г) сильфоны.

а) б) в) г)

Рис. 32. Пружинные манометры

Одновитковая трубчатая пружина или трубка Бурдона (рис. 32 а) представляет собой стальную или латунную трубку овального сечения, согнутую по дуге окружности почти на 270°. Один конец трубки соединен со штуцером. через который во внутреннюю полость трубки поступает среда, давление которой измеряется, а второй (свободный конец) запаян. Под действием измеряемого давления в металле трубки возникают механические напряжения, в результате которых свободный конец совершает перемещение. Конец пружины через поводок поворачивает зубчатый сектор и зубчатую шестерню (трибку) и вместе с нею указательную стрелку. При подаче на вход манометра избыточного давления трубка разгибается. А при подаче разрежения – сгибается.

Многовитковая трубчатая пружина (рис. 32 б) обычно выполняется в виде винтовой пружины, что позволяет повысить чувствительность прибора. Угол поворота свободного конца трубки достигает 60°, при количестве витков от 6 до 9. Манометры с такой пружиной выпускаются чаще всего как самопишущие.

Мембранные манометры имеют в качестве ЧЭ упругие или эластичные (вялые) мембраны. Упругая мембрана – это гибкая круглая плоская или гофрированная пластина, способная прогибаться под действием давления. Эластичная мембрана, предназначенная для измерения малых давлений, представляет собой плоские или гофрированные диски, выполненные из прорезиненной ткани и зажатые между фланцами.

Измеряемое давление действует на мембрану, мембрана прогибается и воздействует на шток, соединенный со стрелкой (рис. 32 в).

Сильфон – это тонкая цилиндрическая металлическая оболочка с поперечными гофрами (рис. 32 г), способная совершать значительные перемещения под действием давления или силы. Деформация сильфона вызывает перемещение штока и стрелки прибора.

Дифференциальные манометры

а) б) в) г)

Для измерения разности давлений ΔР = Р1 Р2 применяются дифференциальные манометры. Наиболее часто используются мембранные, сильфонные, колокольные и кольцевые дифманометры (рис. 33).

Чувствительным элементом мембранного дифманометра (рис. 33 а) является блок из двух коробчатых мембран, помещенных в отдельные камеры. Внутренние полости мембран, заполненные дистиллированной водой. сообщаются между собой через отверстие в перегородке. Мембранная коробка, на которую действует большее давление, сжимается, вода вытесняется в другую коробку, стенки которой расходятся. Шток, жестко закрепленный к центру верхней мембраны, перемещается пропорционально разности давлений.

Принцип действия сильфонного дифманометра (рис. 33 б) аналогичен. Вместо мембран здесь используются сильфоны. Связь между перемещением штока Н и перепадом давлений ΔР выражается зависимостью ΔР = кН, где к – постоянный для данного дифманометра коэффициент.

Чувствительным элементом колокольного дифманометра является колокол, погруженный в масло (рис. 33 в). Силы, действующие на колокол со стороны большего из давлений, превышают силы, действующие со стороны меньшего давления. Под действием этих сил колокол перемещается, приводя в движение стрелку. Зависимость между разностью давлений и глубиной погружения колокола выражается уравнением: ΔР = К1К2Н, где К1 и К2 – постоянные коэффициенты.

Кольцевой дифманометр (Рис. 33 г) представляет собой прозрачное кольцо, наполовину заполненное рабочей жидкостью и разделенное герметичной перегородкой на две части (полости). К полостям над жидкостью подведены гибкие трубки для подачи давлений, а в центре вращения установлена ножевая опора. Для варьирования пределов измерения изменяют вес прикрепленного к кольцу груза.



Зависимость между перепадом давлений и углом поворота кольца выражается уравнением:

. (5.1)

 

Здесь G – вес груза, a – расстояние от центра тяжести груза до оси вращения, S – площадь перегородки, R – средний радиус кольца, - угол поворота кольца.

Дифференциально-трансформаторная система передачи

Системы передачи измерительной информации предназначены для сбора информации с удаленных от наблюдателя объектов. Используются следующие унифицированные системы передачи: пневматическая, электрическая токовая, электрическая частотная. Кроме этих систем применяются: реостатная, индуктивная, дифференциально-трансформаторная, сельсинная и др. дистанционные передачи.

Диффенциально-трансформаторная система передачи (рис. 34) состоит из первичного измерительного преобразователя, включающего в себя чувствительный элемент ЧЭ и дифференциально-трансформаторный преобразователь ДТ1 и приемника информации, в качестве которого используется вторичный прибор дифференциально-трансформаторного типа, оснащенный преобразователем ДТ2. Первичные обмотки ДТ-преобразовательных элементов соединены между собой последовательно и питаются от сети переменного тока. Вторичные обмотки ДТ-преобразовательных элементов включены по компенсационной схеме, в которой на вход электронного усилителя ЭУ поступает сигнал ΔU = ΔU1 – ΔU2. При протекании тока в первичных обмотках в секциях вторичных обмоток индуцируются ЭДС, величина и фаза которых зависят от положений стальных плунжеров, перемещающихся внутри катушек.

При одинаковых положениях плунжеров ΔU1 = ΔU2 и на входе ЭУ ΔU = 0. Система находится в состоянии равновесия. Изменение измеряемого параметра вызывает деформацию ЧЭ, сопровождаемую перемещением плунжера преобразователя ДТ1. На его выходе появляется сигнал ΔU1, отличный от сигнала ΔU2. В результате на входе усилителя появляется сигнал ΔU, отличный от нуля. Усиленное напряжение разбаланса подается на обмотку реверсивного двигателя РД, который перемещает плунжер преобразователя ДТ2 в сторону уменьшения разбаланса, вплоть до полной компенсации. Таким образом, каждому положению плунжера катушки датчика соответствует аналогичное положение плунжера катушки приемника. С осью реверсивного двигателя кроме плунжера кинематически связаны также показывающее и записывающее устройства.

 

Рис. 34. Схема дифференциально-трансформаторной дистанционной передачи.





Дата добавления: 2013-12-14; Просмотров: 1083; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.004 сек.