Тема: ВИМІРЮВАННЯ ТИСКУ

 

Мета роботи: Навчитися вимірювати тиск і проводити повірку вимірювальних приладів.

 

Теоретичні передумови до виконання роботи

 

Тиском називають силу, що діє рівномірно на площину. Для вимірювання тиску використовується одиниця вимірювання Па (Паскаль – Н/м²).

При вимірюванні розрізняють: атмосферний, надлишковий. вакууметричний і абсолютний тиск.

У даній роботі вимірюється надлишковий тиск Р, який виражає перевищення тиску середовища над атмосферним тиском. Надлишковий тиск вимірюється манометрами, дія яких базується на врівноваженні діючого зусилля з боку вимірювального середовища за допомогою стовпа рідини або за рахунок пружної деформації різних чутливих елементів (трубчатих пружин, мембран, сильфонів).

Найбільш широке використання для вимірювання надлишкового тиску здобули деформаційні манометри з трубчасто-пружинними чутливими елементами, що мають простоту та надійність конструкції, наочність показань та невеликі розміри, а також великий діапазон вимірювань, можливість автоматичного запису та дистанційної передачі показань.

 

Опис установки, обсяг та методика дослідження

 

Вимірювання надлишкового тиску з одночасною повіркою манометра проводиться на установці (рис.1.1.), яка являє собою вантажопоршневий манометр типу МП-60.

 

 

Рис. 1.1. Схема лабораторної установки.

 

Прилад складається з колонки 1, що приєднана до корпусу 2 гвинтового гідравлічного пресу. Порожнина колонки та пресу заповнена трансформаторним маслом. В канал колонки встановлений сталевий поршень 3 (плунжер), який несе на верхньому кінці тарілку 4 для каліброваних вантажів 5. Паралельно з колонкою до пресу приєднана система штуцерів 6 і 7 , яка служить для установки одного або двох манометрів 8, що перевіряють. Відключення від пресу колонки і манометрів проводиться голчатими вентилями 9-11. Поршень манометра має площу 5∙10^{-5 м2}. Разом з тарілкою (без вантажів) він виробляє тиск, який дорівнює 0,1 МПа. У комплект приладу входять калібрувальні вантажі, які дозволяють отримувати тиски через 0,05; 0,1 і 0,5 МПа.

У розширеній частині пресу сидить гвинтовий шток 12 с манжетним поршнем 13, що переміщається маховиком 14. Для заповнення приладу маслом служить лійка 15 з вентилем 16, яка встановлена на корпусі пресу. Випуск масла проводиться через вентиль 17.

Для встановлення поршня в строго вертикальне положення корпус приладу постачений гвинтовими ніжками і рівнем (на рис.1.1. не показані).

Для вимірювання тиску і перевірки манометр встановлюють в штуцер 6 або 7, регулюючи маховиком 14 гвинтового пресу так, щоб поршень 3 був занурений в колонку приблизно на 2/3 його довжини, кладуть послідовно на тарілку 4 вантажі, що відповідають відміткам шкали, які перевіряють. Для усунення впливу тертя рукою надають поршню з вантажами обертальний рух з частотою 30-50 об/хв. і записують показання манометру, який перевіряють.

Для перевірки манометрів на більш високе кінцеве значення шкали додатково використовується зразковий трубчато-пружний манометр, що встановлюється в один із штуцерів пресу. При тисках, близьких до граничних для вантажопоршневого манометра, відключають колонку вентилем 10 і подальше підвищення тиску проводять обертанням маховика 14 гвинтового пресу, порівнюючи через певні інтервали показники манометру, що перевіряється, і зразкового.

Перевірка проводиться приблизно в п’яти градуйованих відмітках шкали приладу, що перевіряється, через однакові проміжки, спочатку при збільшенні (вперед), а потім при зниженні тиску (назад) для тих саме градуйованих відміток шкали. По досягненні кінцевої відмітки шкали манометр, що перевіряється, витримують під цим тиском на протязі 5 хвилин з метою визначення пружної післядії чутливого елементу (трубчастої пружини) при наступному зниженні тиску. У кожній відмітці, що перевіряється, після підрахунку показників проводиться повторний підрахунок після легкого постукування пальцем по корпусу манометру. Стрибкоподібне переміщення вказівної стрілки при струсі приладу вказує на наявність зазорів і надмірного тертя в передаточному механізмі.

В обсяг дослідження входять: вимірювання тиску, проведення перевірки манометра в п’яти градуйованих відмітках шкали, визначення похибок манометру, встановлення придатності манометру для експлуатації.

Результати вимірювання тиску, перевірки манометру і розрахунку похибок заносяться в табл. 1.1.

Таблиця 1.1.

 

№ пп	Відмітки, які перевіряються, р, МПа	Показання манометру, МПа	D, МПа	b, %	bпр, %	В, МПа	Впр, %
вперед Р1	назад Р2
	0,1
	0,2
	0,3
	0,4
	0,5

 

Розрахункові співвідношення:

- для визначення абсолютної похибки манометру (знаки мінус або плюс зазначають при записуванні в таблицю)

 

D = р₁ - р або D = р₂ - р;

 

- для визначення відносної похибки манометру

 

 

- для визначення зведеної похибки

де N = N_к - N_п – діапазон шкали;

N_к і N_п – початкове і кінцеве значення шкали;

- для визначення варіації показань манометру

В = /р₁ – р₂/;

- для визначення зведеної варіації показань манометру

Для встановлення придатності манометру проводять порівняння максимальних значень зведених похибок і варіації показань з класом точності манометру, зазначеного на шкалі приладу: якщо вони менші за нього, то прилад вважається придатним до експлуатації.

Завдання до самостійної роботи

 

1.1. Вивчити пристрій та принцип дії манометрів надлишкового тиску і вакуумметру.

1.2. Вивчити види тиску.

1.3. Ознайомитися з похибками і класами точності вимірювальних приладів.

Контрольні питання

 

1. Які розрізняють види тиску при його вимірюванні?

2. Що називається абсолютним тиском, манометричним тиском і вакуумом та якими приладами відповідно вони вимірюються?

3. Яка найбільш можлива величина вакууму?

4. У чому полягає різниця між напором і тиском?

5. Чим відрізняються епюри тиску у випадку манометричного тиску та у випадку вакууму?

6. Що таке клас точності приладу?