LA  METROLOGIE  EST  QUALITE  DES  MEASURES

 
 

 

 

Измерение давления

 

Давление - величина, характеризующая интенсивность сил действующих на поверхность тела по направлениям, перпендикулярным к этой поверхности.

За единицу давления в СИ принят паскаль (Па).

Паскаль - давление силы в 1 Ньютон на площадь в 1 квадратный метр.

Па = 1 Н/м2

В технических измерениях допускаются единицы давления:

- килограмм - сила на метр квадратный (кгс/м2),

- килограмм - сила на сантиметр квадратный (кгс/см2),

- техническая атмосфера (ат),

- стандартная атмосфера 1атм,

- миллиметр водяного столба (мм вод. ст.).

1 кгс/см2 = 1ат = 10 м вод. ст. = 98066,5 Па

1 атм =101,325 кПа

1 Па = 1 Н/м2 = 1,02 х 10-5 кгс/см2 =0,102 кгс/м2 =0,102 мм вод.ст.

Необходимо различать давление абсолютное и избыточное.

Абсолютное давление - сумма избыточного и атмосферного давлений, то есть давление в сосуде, плюс давление окружающей среды (атмосферы).

Это давление отсчитывают от нуля (полного вакуума). Единица абсолютного давления «ата».

Избыточное давление - давление в сосуде, закрытом от атмосферы (баллон, котлы и т. п.), без учёта давления окружающей среды (атмосферы).

Единица избыточного давления «ати».

Часто избыточное давление называют манометрическим.

 

Средства измерений давления подразделяются на:

- манометры - приборы, измеряющие давление выше атмосферного (избыточное давление);

- вакуумметры - приборы, измеряющие давление ниже атмосферного (разреженное состояние газов);

- мановакуумметры - приборы,   измеряющие   как избыточное давление так и разряжение    (измеряют абсолютное давление). Приборы

имеют шкалу с нулем посередине.

- напоромеры - приборы, измеряющие низкие величины избыточных давлений примерно 25 кПа (2500 мм вод.ст.);

- тягомеры - приборы, измеряющие малые разряжения до 25 кПа (2500 мм вод. ст.);

- тягонапоромеры - приборы, измеряющие как давление, так и разряжение. Приборы имеют шкалу с нулем посередине.

По принципу действия приборы для измерений давления разделяются на следующие группы:

- пружинные;

- жидкостные;

- электрические;

- грузопоршневые.

Наибольшее распространение в эксплуатации имеют манометры, мановакуумметры и вакуумметры с одновитковой трубчатой пружиной, которые отличаются надежностью, простотой устройства, большой и хорошо видимой шкалой.

В таблицах 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6 настоящего документа приведены типы средств измерений давления с одновитковой трубчатой пружиной и радиальным расположением штуцера из числа наиболее распространенных.

Выбор типа и класса прибора для измерений давления должен производиться в зависимости от:

- измеряемой среды;

- измеряемого давления (избыточное, разряжение);

- расположения присоединительного штуцера (осевое, радиальное);

- предела допускаемой погрешности измерений;

- условий эксплуатации приборов.

Предел допускаемой основной погрешности показаний должен выражаться:

- в процентах от верхнего предела измерений для манометров и вакуумметров;

- в процентах от суммы предельных значений шкалы без учёта знака для мановакуумметров.

Зависимость предела допускаемой основной погрешности от класса точности прибора представлена в таблице 8.1

Таблица 8.1

Класс точности

Предел допускаемой основной погрешности, %

0,4

±0,4

0,6

±0,6

1,0

±1,0

1,5

±1,5

2,5

±2,5

4,0

±4,0

Пределы измерения и погрешность средств измерений давления следует определять одним из двух способов:

- расчётным - для постоянных или переменных (плавно изменяющихся) величин;

- по таблицам для измерений быстро изменяющихся величин. При измерении быстро изменяющихся величин предельные значения шкалы средств измерений должны быть такими, чтобы измеряемая величина находилась во второй трети шкалы.

Пример - Необходимо выбрать манометр для измерений давления

6-0,5-0,3 кгс/см2

Определяем:

наибольшее предельное значение давления

б кгс/см2 - 0,3 кгс/см2 =5,7 кгс/см2;

наименьшее предельное значение давления

6 кгс/см2 - 0,5 кгс/см2 = 5,5 кгс/см2;

допуск

5,7 кгс/см2 - 5,5 кгс/см2 = 0,2 кгс/см2.

Расчетный способ.

Определяем:

основную допустимую абсолютную погрешность средства измерений (по формуле (7.1))

0,33 х 0,2 кгс/см2 = I0,066I кгс/см2;

нижний предел рабочей части шкалы (по формуле (7.2))

Нди < 5,5 кгс/см2 - 0,066 кгс/см2 = 5,434 кгс/см2;

верхний предел рабочей части шкалы (по формуле (7.3))

Вди.> 5,7 кгс/см2 + 0,066 кгс/см2 = 5,766 кгс/см2.

В соответствии с определенными значениями Нди и Вди  выбираем манометр с верхним пределом измерений 6 кгс/см2.

Определяем основную приведенную погрешность выбранного манометра (по формуле (7.10)):

По найденному значению основной приведенной погрешности выбираем манометр класса точности 1.

Способ с использованием таблицы.

Пределы измерений средств измерений давления в связи с этим рассчитаны для значений измеряемого давления, находящихся во второй трети шкалы.

В боковике таблицы находим строку с диапазоном значений измеряемого давления от 4,5 до 7,5 кгс/см2.

Во второй графе колонки на этой же строке находим значение верхнего предела измерений манометра. Этим значением является 10 кгс/см2. На этой же строке в графах колонки находим меньшее бли­жайшее значение допуска по отношению к заданному. Этим значением является 0,18 кгс/см2 .

В оглавлении таблицы по значению допуска 0,18 кгс/см2 находим соответствующий ему класс точности 0,6.

Вывод:

1. Для измерений плавно меняющихся значений давления

(6-0,5-0,3) кгс/см2 выбираем манометр класса точности 1 с верхним пределом измерений 6 кгс/см2.

2. Для измерений быстроменяющихся значений давления

(6-0,5-0,3) кгс/см2 выбираем манометр класса точности 1 с верхним пределом измерений 6 кгс/см2.

Таблица 8.2 - Технические характеристики манометров и вакуумметров образцовых типа МО и ВО 

Тип

 

Класс точности

 

Верхний предел измерений, кгс/см2

 

Габаритные размеры

 

МО

 

0,15; 0,25; 0,4

 

1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25;40;60; 100; 160; 250;400; 600

 

¿ 250

¿ 160

 

ВО

 

0,15; 0,25; 0,4

 

-1

 

¿ 250

¿ 160

 Пример условного обозначения в документации манометра образцового типа МО, с условной шкалой, диаметром корпуса 160 мм, верхним пределом измерений 25 кгс/см2, класса точности 0,4:

Манометр образцовый (0...25) кгс/см2 кл.0,4.

Таблица 8.3 - Технические характеристики манометров, мановаку-умметров и вакуумметров показывающих пружинных для точных изме-рений типа МТИ (ВТИ) 

Наименование прибора

Тип

Класс точности

Верхние пределы измерений, кгс/см2

Среда неагрессивная

Манометры

 

МТИ

 

0,6; 1

 

0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16;25;40; 60; 100; 160; 250;400;600; 1000;1600

Газ, жидкость

Мановакуумметры

 

МТИ

 

0,6; 1

 

Пределы измерений

-1...0... 0,6;

-1...0... 1,5;

-1...0... 3;

-1...0... 5;

-1...0... 9; -1...0...15;

-1...0...24

Вакуумметры

 

ВТИ

 

0,6; 1

 

Пределы измерений

0 ...-1;

0.6...-1;

 

Примечание - Габаритный размер манометров МТИ ¿ 160 мм.

 

Пример условного обозначения в документации мановакуумметра для точных измерений с пределами измерений от -1 до 15 кгс/см2, класса точности 0,6:

* Мановакуумметр (-1...0...15) кгс/см2, кл. 0,6.

 

Таблица 8.4 – Технические характеристики манометров показывающих общего назначения в корпусе диаметром 60 мм.

 

Тип

Класс точности

Верхние пределы

измерений, кгс/см2

Среда

неагрессивная

МТ-1

4

1,6; 2,5; 4; 6; 10; 25; 40;

60; 100; 160; 250; 400

Воздух, кислород,

негорючие среды

Пример условного обозначения в документации манометра технического МТ-1 с верхним пределом измерений от 0 до 4 кгс/см2, класса точности 4:

Манометр (0…4) кгс/см2 , кл.4

Таблица 8.5 – Технические характеристики мановакуумметров и вакуумметров показывающих пружинных

Наименование прибора

Тип

Класс точности

Пределы измерений, кгс/см2

Среда неагрессивная

Мановакуумметр

ОБМВ1-160

ОБМВ1-100

1,5

2,5

-1…0… 0,6

-1…0… 1,5

-1…0… 3

-1…0… 5

-1…0… 9

-1…0… 15

-1…0… 24

Газ, жидкость

Вакуумметр

ОБМВ1-160

ОБМВ1-100

1,5

2,5

-1… 0

Газ

Пример условного обозначения в документации вакуумметра показывающего пружинного типа ОБВ1-160 с пределами измерений от –1 до 0 кгс/см2. класса точности 1,5:

Вакуумметр (-1…0) кгс/см2, кл.1,5

 

Таблица 8.6 - Технические характеристики манометров показывающих пружинных 

Тип

 

Класс точности

 

Верхние пределы измерений

 

Среда неагрессивная

 

ОБМ1-160

1,5

1,0; 1,6; 2,5; 4; 6

Газ, пар, жидкость

ОБМ1-100

2,5

10;16;25;40; 60

ОБМГн1-160

1,5

160;250;400; 600

Жидкость

ОБМГн1-100

2,5

100;160;250

ГМ-160

1,5

100;160; 250; 400; 600

Газ

ГМ-100

2,5

100;160; 250

Гн1-100

2,5

6;10;16;25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600

Газ, жидкость

 

Пример условного обозначения - Манометр показывающий пружинный типа ОБМ1-160 с пределами измерений от 0 до 25 кгс/см2, класс точности 1,5:

Манометр (0...25) кгс/см2 , кл. 1,5.

 

 

  Какие необходимы уровнемеры для измерения жидкости или сыпучего материала в резервуаре?