· Манометрическая трубчатая пружина (до 1000 МПа). Используется упругая криволинейная полая трубка. Давление подается в полую трубку и преобразовывается в движение запаянного конца трубки. Малая ось (дуга) при давлении увеличивается, причем длина трубки остается постоянной.
P
· Сильфон – тонкостенная (0,1-0,3 мм) цилиндрическая оболочка (диаметр цилиндра 8-100 мм) с поперечными гофрами, способная получать значительные перемещения под действием давления или силы. Материалы, используемые для изготовления: бронза, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы. После подачи давления днище сильфона образует силу.
P
S
· Мембраны (упругие и эластичные, могут иметь гофры).
Мембранная коробка
Мембрана
Фланцевые соединения
Жесткий центр
P
S
Шток
Деформационные датчики давления
Состоят из:
o Чувствительного деформационного элемента;
o Нормирующего преобразователя, который преобразует силу в стандартные сигналы(P: 0,02-0,1 МПа, E: 0-5 мА).
Тензорезисторные измерительные преобразователи давления («сапфиры»)
Представляют собой мембрану, на которую наклеиваются или напыляются тензорезисторы. В основе принципа работы тензорезисторов лежит явление тензоэффекта. Суть его в изменении сопротивления проводников или полупроводников при их деформации.
Распространены проволочные и фольговые тензорезисторы. Принцип работы описывается выражением , где - относительное изменение длины тензорезистора.
Материалы изготовления: кремний, сапфир. Класс точности: 0,6-1,5. Пределы измерения: 10-3-60 МПа.
Рассмотренные измерительные преобразователи могут работать с уравновешенными мостами.
НП
R4
d
R1
R3
R2
a
b
c
Б
Принцип действия моста основан на том, что сопротивление одного плеча (acb) определяется по сопротивлению другого (adb) плеча при отсутствии тока в диагонали моста.
R1, R2 – постоянные сопротивления;
Rt – сопротивление тензорезистора;
R3 – переменное сопротивление (реохорд);
РД – реверсивный двигатель;
НП – нуль-прибор;
В. Пр – вторичный прибор.
Реверсивный двигатель предназначен для перемещения каретки реохорда, кроме того, для перемещения стрелки вторичного прибора, предназначенного для записи показаний.
В равновесном состоянии (Rt=R3) НП показывает нуль. Если Rt изменилось, то на НП появится сигнал, для уравновешивания моста РД переместит каретку до тех пор, пока Rt=R3 и НП=0.
Данная схема моста используется также с термометрами сопротивления. В этом случае Rt- изменение сопротивления термосопротивления при изменении температуры (тогда вторичный прибор отградуирован в градусах).
Лекция 6
Измерение уровня
Для измерения уровня используются приборы, которые классифицируются по принципу действия:
· Поплавковые
· Буйковые
· Гидростатические
· Акустические
· Радарные
Поплавковые
В качестве чувствительного элемента или измерительного преобразователя используется поплавок, находящийся на поверхности жидкости.
Буйковые
Этот метод наиболее часто используется для измерения уровня. В основе этого метода лежит то, что плотность буйка больше плотности жидкости, поэтому он частично погружается (действует закон Архимеда – на погруженное тело действует выталкивающая сила, пропорциональная погружению буйка, а, следовательно, уровня жидкости).
Таким способом можно измерить уровень до 10 м, при температуре <120 , класс точности 0,25. Этим методом можно определить уровень раздела фаз и плотность жидкости при неизменном уровне.
Акустические
Измерение уровня осуществляется по времени прохождения ультразвуковыми колебаниями расстояния от излучателя до границы сред и обратно.
Определение времени прохождения ультразвуком расстояния h:
Недостатки: скорость звука в среде зависит от температуры, поэтому вводятся поправки на изменение температуры (устанавливается термометр)
Гидростатические
Уровень измеряется гидростатическим давлением создаваемого столбом жидкости.
Радарный метод
Радарный метод аналогичен ультразвуковому методу, только в РМ распространяется электромагнитные волны со скоростью света.
В качестве излучателя электромагнитной волны используется антенна в виде рупора. И определяется время прохождения электромагнитного сигнала. В этом случае:
С-скорость света, -время задержки излучения и принятого сигнала.
На точность данного метода не влияет темепратура.
Измерение расхода
Существуют следующие типы расходомеров и счетчиков количества:
· Расходомеры, работающие по принципу переменного перепада давления на сужающем устройстве;
· Расходомеры, работающие по принципу постоянного перепада давления (ротаметры- лабораторные приборы);