Вимірювання тиску

Принцип вимірювання тиску з використанням U-подібної трубки. $H=\frac{P_a-P_o}{g \rho}$

Манометр з трубкою Бурдона

Конструкція барографа з чутливим елементом мембранного типу.

Вимі́рювання ти́ску полягає у встановленні значення тиску у рідкому чи газоподібному середовищі. Це необхідно для керування технологічними процесами та забезпечення безпеки виробництва. Крім цього, цей параметр використовується при непрямих вимірюваннях інших технологічних параметрів: рівня, витрати, температури, густини тощо. В системі СІ за одиницю тиску береться паскаль (Па).

У більшості випадків первинні перетворювачі тиску мають неелектричний вихідний сигнал у вигляді сили або переміщення і об'єднані в один блок з вимірювальним приладом. Якщо результати вимірювань необхідно передавати на відстань, то застосовують проміжне перетворення цього неелектричного сигналу в уніфікований електричний або пневматичний. При цьому первинний і проміжний перетворювачі об'єднують в один вимірювальний перетворювач

Для вимірювання тиску використовують власне манометри та його різновиди: вакуумметри, мановакуумметри, дифманометри, а також, напороміри, тягоміри, тягонапороміри, датчики тиску, барометри та ін.

Часто назва манометр використовується як синонім для будь-якого приладу для вимірювання тиску.

Класифікація

Прилади для вимірювання тиску відрізняються принципом дії. За принципом перетворення величини тиску у сигнал про вимірювану величину або за типом давча тиску прилади поділяються на:

• гравітаційні, де використовується сила гравітації для прямого вимірювання тиску. Прикладом може бути датчик тиску у формі U-подібної трубки (див. рис.). Такий прилад був вперше використаний Х.Гюйгенсом у 1661 році. Замість стовпа рідини в якості противаги іноді використовується ртуть. Діапазон вимірюваного тиску для U-подібних трубчастих манометрів становить: $10^{-5}$ МПа до 0,1 МПа.

• пружинні або деформаційні, де про вимірюваний тиск судять за мірою деформації пружного елементу, що відбувається під тиском. Як пружний елемент можуть використовуватися:

трубка Бурдона  — датчики виконано у вигляді вигнутої по дузі кола (зазвичай на кут близько 250°) трубки, заповненої рідиною. Під впливом прикладеного тиску труба випрямляється. Стрілка манометра переміщається пропорційно деформуванню трубки. При вимірюванні високих тисків трубка виконується гвинтовою або спіральною. Діапазон вимірювання таких пристроїв: від 10 Па до 1000 МПа;

пружна мембрана  — працює аналогічно до трубки Бурдона, але в цьому випадку чутливим елементом є мембрана, деформація якої прямо пропорційна прикладеному тиску. Діапазон вимірюваних тисків: від 0,0016 МПа до 4 МПа;

сильфон  — датчик має вигляд тонкостінної металевої трубки або камери з гофрованою (хвилеподібною) бічною поверхнею, зміна довжини якої із зміною тиску середовища в камері свідчить про величину тиску. Діапазон вимірюваних тисків: від 0,1 МПа до 60 МПа.

• електронні, де здійснюється вимірювання електричних величин, таких як електричний опір, індуктивність, резонансна частота, у які перетворюють безпосередньо значення тиску з використанням відповідних датчиків тиску, котрі дуже часто використовуються в системах автоматизації.

В даний час в промисловості, на додаток до традиційних засобів вимірювання тиску, використовувати складніші системи (механічні або електронні). Перевагою електронних пристроїв полягає в наданні інформації в цифровому вигляді і можливість прямої взаємодії з мікропроцесорними системами керування. Перевага класичних датчиків є ціна і надійність.

Див. також

• Манометр
• Манометр вантажопоршневий
• Манометр глибинний
• Манометр диференційний
• Манометр ліфтовий
• Манометр мембранний
• Манометр надлишкового тиску
• Манометр сильфонний

Література

• Поліщук Є. С. Методи та засоби вимірювань неелектричних величин. — Львів: Вид. Державного університету «Львівська політехніка», 2000. — 360 с.
• Храмов В. А. Первинні вимірювальні перетворювачі вимірювальних приладів і автоматичних систем: Навч.посібник. — К.: Вища школа, 1998. — 527 с.
• Гідроприводи та гідропневмоавтоматика: Підручник /В. О. Федорець, М. Н. Педченко, В. Б. Струтинський та ін. За ред. В. О. Федорця. — К:Вища школа,— 1995.- 463 с.  — ISBN 5-11-004086-9