เกจวัดแรงดันของเหลว
วัตถุประสงค์ของอุปกรณ์:
เกจวัดความดันสาธิตแบบเปิดได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความดันตั้งแต่ 0 ถึง 400 มม. ของปรอทหรือคอลัมน์น้ำ (4000 Pa) ด้านบนและด้านล่าง ความดันบรรยากาศ.
ส่วนหลักของอุปกรณ์และวัตถุประสงค์: เกจวัดแรงดันของเหลวสาธิตประกอบด้วยหลอดแก้วรูปตัวยูสูง 48 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 - 4.5 มม. และขาตั้งบนขาตั้งกล้อง ท่อแก้วด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับภาชนะที่จะวัดความดัน บนขาตั้งมีการแบ่งส่วนเป็นเซนติเมตรเรียงรายให้เห็นชัดเจนจากระยะไกลด้วยการแปลงเป็นดิจิทัล: ตรงกลางของขาตั้งจะมีเลข 0 และจากตรงนั้นขึ้นลงทุกๆ 10 ซม. จะเป็นตัวเลข 1 และ 2 ค่าการแบ่งสเกลของอุปกรณ์คือ 10 มม. ของคอลัมน์น้ำ กับ ด้านหลังทีแก้วยึดไว้ที่ด้านบนของชั้นวางโดยใช้แผ่นโลหะ ด้านหนึ่งแท่นทีเชื่อมต่อกับเกจวัดความดัน อีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับการติดตั้งและส่วนต่อตรงกลางด้วยท่อยาง โดยวางสกรูหรือแคลมป์สปริงไว้ ซึ่งจะช่วยให้ของเหลวในข้อศอกทั้งสองข้างของเกจวัดความดันสามารถยกไปที่ระดับเดียวกันระหว่างการทำงานได้โดยไม่ต้องถอดอุปกรณ์อื่นออกจากการติดตั้ง ก็เพียงพอที่จะเปิดแคลมป์เล็กน้อยเพื่อเชื่อมต่อเกจวัดความดันกับบรรยากาศ ท่อยางยาว 80 ซม. และแคลมป์สกรูติดอยู่กับเกจวัดความดัน เกจวัดความดันมักเต็มไปด้วยน้ำและมีแอลกอฮอล์หรือสารปรอทน้อยกว่า เพื่อการมองเห็นที่ดีขึ้น น้ำจะถูกย้อมสี เช่น ไนโกรซีนหรือฟลูออเรสซีนสีเหลืองเขียว การสร้างเกจวัดแรงดันของเหลวด้วยตัวเองไม่ใช่เรื่องยากโดยการดัดท่อแก้วด้วยเปลวไฟของตะเกียงแอลกอฮอล์หรือเชื่อมต่อท่อแก้วตรงสองท่อที่ด้านล่างโดยใช้ยาง
หลักการทำงานของอุปกรณ์:
การทำงานของเกจวัดความดันของเหลวแบบเปิดนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของภาชนะที่สื่อสารและกฎของปาสคาล ของเหลวถูกติดตั้งไว้ที่ข้อศอกทั้งสองข้างในระดับเดียวกัน เนื่องจากมีเพียงความดันบรรยากาศเท่านั้นที่กระทำบนพื้นผิว เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของเกจวัดความดัน สามารถเชื่อมต่อด้วยท่อยางกับกล่องแบนทรงกลม โดยด้านหนึ่งหุ้มด้วยฟิล์มยาง หากคุณใช้นิ้วกดฟิล์มเบาๆ ระดับของเหลวในข้อศอกเกจวัดความดันที่เชื่อมต่อกับกล่องจะลดลง ในขณะที่ข้อศอกอีกข้างหนึ่งจะเพิ่มขึ้น อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อกดบนฟิล์ม ความกดอากาศในกล่องจะเพิ่มขึ้น ตามกฎของปาสคาล ความดันที่เพิ่มขึ้นนี้จะถูกส่งไปยังของเหลวในข้องอเกจวัดความดันที่เชื่อมต่อกับกล่อง ดังนั้นความดันต่อของเหลวในข้อศอกนี้จะมากกว่าความดันบรรยากาศอื่น ๆ โดยที่ความดันบรรยากาศจะกระทำต่อของเหลว ภายใต้อิทธิพลของแรงดันส่วนเกินนี้ของเหลวจะเริ่มเคลื่อนที่: ของเหลวจะตกลงไปที่ข้อศอกด้วยลมอัดส่วนอีกอันจะเพิ่มขึ้น ของเหลวจะเข้าสู่สภาวะสมดุล (หยุด) เมื่อแรงดันส่วนเกินของอากาศอัดสมดุลกับแรงดันที่เกิดจากคอลัมน์ของเหลวส่วนเกินในขาอีกข้างของเกจวัดความดัน ยิ่งคุณกดฟิล์มแรงขึ้นเท่าใด คอลัมน์ของเหลวส่วนเกินก็จะยิ่งสูง แรงดันก็จะมากขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของความดันจึงสามารถตัดสินได้จากความสูงของคอลัมน์ส่วนเกินนี้

เกจวัดแรงดันเป็นอุปกรณ์ที่ให้คุณวัดแรงดันในระบบน้ำหรือสภาพแวดล้อมได้ ด้วยสิ่งนี้ อุปกรณ์ง่ายๆคุณสามารถอ่านค่าแรงดันได้อย่างแม่นยำ ณ จุดใดก็ได้ในท่อหรือหน่วยสูบน้ำ ด้านล่างนี้เราจะศึกษาการออกแบบ หลักการทำงาน และความแตกต่างระหว่างกัน ประเภทต่างๆเกจวัดความดัน

เกจวัดแรงดันสำหรับวัดแรงดันน้ำในระบบจ่ายน้ำมีการออกแบบที่เรียบง่ายมาก อุปกรณ์ประกอบด้วยตัวเครื่องและสเกลที่ระบุค่าที่วัดได้ สามารถวางสปริงแบบท่อหรือเมมเบรนแบบแผ่นสองชั้นไว้ภายในตัวเรือนได้ นอกจากนี้ ภายในอุปกรณ์ยังมีที่ยึด กลไกภาคไทรโบโก และองค์ประกอบการตรวจจับแบบยืดหยุ่น

หลักการทำงานของอุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับการปรับสมดุลของตัวบ่งชี้ความดันผ่านแรงเปลี่ยนรูปของเมมเบรนหรือสปริง จากผลของกระบวนการนี้ องค์ประกอบการตรวจจับแบบยืดหยุ่นจึงถูกแทนที่ ซึ่งจะเปิดใช้งานลูกศรบ่งชี้ของอุปกรณ์

การจำแนกเกจวัดแรงดันตามหลักการทำงาน

ทุกวันนี้ อุปกรณ์ที่ทำงานภายใต้ความกดดันถูกนำมาใช้ในกิจกรรมของมนุษย์เกือบทั้งหมด ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้เกจวัดแรงดันด้วย เพื่อให้ข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับตัวบ่งชี้แรงดัน ในกรณีนี้เครื่องมือวัดอาจแตกต่างกันในการออกแบบและหลักการทำงาน อุปกรณ์ที่มีอยู่ในตลาดแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

เกจวัดแรงดันสมัยใหม่ยังแบ่งออกเป็นแบบกลไกและ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์- มีเกจวัดแรงดันเชิงกลสำหรับปั๊มหรือระบบจ่ายน้ำ การออกแบบที่เรียบง่ายอย่างไรก็ตาม ไม่สามารถวัดความดันได้อย่างแม่นยำเพียงพอ การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยหน่วยสัมผัสที่วัดความดันของสื่อการทำงานได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ตามวิธีการใช้งาน เกจวัดแรงดัน แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังนี้

• เครื่องเขียน - อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งและใช้งานเฉพาะกับหน่วยเฉพาะโดยไม่ต้องถอดอุปกรณ์วัดออก บ่อยครั้งที่หน่วยที่ใช้ยังใช้ตัวควบคุมแรงดันน้ำพร้อมเกจวัดแรงดัน
• แบบพกพา - เครื่องมือวัดเหล่านี้สามารถถอดประกอบและใช้งานกับหน่วยต่างๆ และภายในได้ ระบบต่างๆ- อุปกรณ์พกพามีขนาดเล็กลง

อุปกรณ์แต่ละประเภทที่ระบุไว้พบแอปพลิเคชันที่ใช้งานอยู่ มากมาย โมเดลที่ทันสมัยใช้ในระบบทำความร้อนของบ้านหรืออพาร์ตเมนต์ส่วนตัวส่วนอื่น ๆ ใช้เพื่อให้บริการแก่สถานประกอบการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

ไม่คุ้นเคย เครื่องมือวัดผู้คนมักไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างเกจวัดแรงดันน้ำในระบบจ่ายน้ำและอุปกรณ์ที่ใช้วัดแรงดันอากาศและก๊าซได้ ภายนอกอุปกรณ์ทั้งสองนี้แทบจะไม่แตกต่างกันเลย อย่างไรก็ตาม ยังคงมีความแตกต่างระหว่างพวกเขา


ความแตกต่างระหว่างเกจวัดแรงดันน้ำและอากาศอยู่ที่การออกแบบและหลักการทำงาน ในอุปกรณ์น้ำบทบาทขององค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนจะเล่นโดยเมมเบรนและภาชนะที่มีของเหลว ในเกจวัดความดันอากาศ องค์ประกอบการตรวจจับจะเป็นสปริงแบบท่อ ซึ่งในระหว่างการทำงานจะเต็มไปด้วยก๊าซหรืออากาศ

คุณสามารถค้นหาแรงดันน้ำในท่อได้โดยไม่ต้องใช้เกจวัดแรงดัน สิ่งที่คุณต้องมีก็คือการใช้ อุปกรณ์โฮมเมดจากสายยางใสยาว 2 เมตรซึ่งทำเองได้ง่ายมาก

โดยพื้นฐานแล้ว สายยางจะใช้ในการวัดแรงดันน้ำที่ทางออกของก๊อกน้ำ หากต้องการทราบตัวบ่งชี้ที่ต้องการ ให้เสียบปลายด้านหนึ่งของท่อเข้ากับก๊อกน้ำ และปลายอีกด้านปิดด้วยตัวหยุด หลังจากนี้คุณจะต้องปล่อยให้น้ำเข้าไปในท่อ

ก่อนที่จะเริ่ม "การทดสอบ" คุณจะต้องปฏิบัติตามเงื่อนไข 2 ประการ:

• วางท่อไว้ในแนวตั้ง
• เลื่อนปลายล่างของท่อตามที่ระบุในแผนภาพ

• P – ความดันในระบบ วัดในบรรยากาศ
• Patm คือแรงดันที่มีอยู่ในท่อจนกระทั่งก๊อกเปิด
• H0 – ความสูง คอลัมน์อากาศภายในท่อจนกระทั่งก๊อกน้ำเปิด
• H1 คือความสูงของช่องอากาศหลังจากเติมน้ำลงในท่อ

ก็ควรสังเกตว่า ติดตั้งประกอบหลักการทำงานเหมือนกับเกจวัดแรงดันของเหลวทั่วไปโดยสิ้นเชิง

การตรวจสอบแรงดันตามการไหลของน้ำ

วิธีที่สองในการกำหนดแรงดันคือการคำนวณโดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณน้ำที่ไหลจากก๊อกน้ำ นอกจากข้อมูลนี้แล้ว คุณจะต้องมี:

• ค้นหาการกำหนดค่าของไปป์ไลน์และพิจารณาว่าทำจากวัสดุใด
• คำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ
• กำหนดความรุนแรงของการรั่วไหลของของเหลว
• กำหนดระดับการเปิดก๊อกน้ำ

สามารถกำหนดความดันโดยประมาณได้หลังการผ่าตัด แต่ผลลัพธ์ที่ได้จะคลาดเคลื่อนมาก อันที่จริง ไม่ว่าในกรณีใด ขวดจะถูกเติมให้เต็มภายในเวลาไม่ถึง 10 วินาที ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมค่าความดันที่ได้จึงน้อยกว่าตามข้อบังคับอย่างมาก อย่างไรก็ตาม คุณควรเริ่มต้นจากการที่ภาชนะขนาด 3 ลิตรจะเต็มไปด้วยน้ำภายใน 7 วินาทีหรือน้อยกว่านั้นเสมอ ในกรณีนี้ความดันภายในท่อจะใกล้เคียงกับแรงดันที่ควบคุมมากที่สุด

เกจวัดแรงดันโลหะ (รูปที่ 140) ประกอบด้วยท่อโลหะโค้งที่ปิดผนึกไว้ที่ปลายด้านหนึ่ง ส่วนปลายอีกด้านของท่อเชื่อมต่อกับอ่างเก็บน้ำที่จะวัดความดัน ภายใต้อิทธิพลของก๊าซหรือของเหลวที่เข้าไปในท่อ ท่อมีแนวโน้มที่จะไม่โค้งงอ ปลายท่อเชื่อมต่อกับลูกศรที่แสดงแรงกดบนสเกล เครื่องมือที่ใช้ในการวัดความดันบรรยากาศเรียกว่าบารอมิเตอร์  

เกจวัดแรงดันโลหะมีทั้งแบบท่อและแบบแผ่น ที่ความดันบรรยากาศ เข็มเกจวัดความดันจะแสดงค่า 0 กก./ซม.2 ซึ่งสอดคล้องกับความดัน 1 eta  

เกจวัดแรงดันโลหะมีการออกแบบที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ในการใช้งาน  

เกจวัดแรงดันโลหะมีการออกแบบที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ในการใช้งาน สำหรับการตรวจสอบความสามารถในการซ่อมบำรุงของเกจวัดเป็นระยะๆ จะใช้เกจวัดแรงดันควบคุมที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว เกจวัดแรงดันที่ใช้งานบนอุปกรณ์ต้องมีตราประทับพร้อมวันที่ตรวจสอบและทดสอบ  

เกจวัดแรงดันโลหะ (Vourdon) ใช้ในเครื่องทดสอบโดยเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบไฮดรอลิกส์ที่ทำงาน  

เกจวัดแรงดันโลหะแบ่งออกเป็นแบบเมมเบรนซึ่งหลักๆ ส่วนการทำงานเป็นเยื่อเหล็ก และแบบสปริง มีท่อสปริงกลวง  

เกจวัดแรงดันโลหะมักจะให้ความแม่นยำในการวัดต่ำ จะต้องตรวจสอบเป็นระยะและมีหนังสือเดินทาง  

การเปลี่ยนมิเตอร์ของเหลวเป็นเกจวัดแรงดันโลหะช่วยเพิ่มความแม่นยำในการจ่ายสารอย่างมากและทำให้การทำงานของอุปกรณ์ง่ายขึ้น อุปกรณ์ผสมของคลอรีนต้องให้แน่ใจว่าน้ำดูดซับก๊าซได้สูงสุด  

รูปที่ 128 แสดงเกจวัดแรงดันโลหะ ส่วนหลักของเกจวัดความดันคือท่อโลหะ 1 โค้งงอเป็นส่วนโค้ง (รูปที่ 129) ซึ่งปลายด้านหนึ่งปิดอยู่ ปลายอีกด้านของท่อสื่อสารผ่านวาล์ว 4 กับภาชนะที่ใช้วัดความดัน เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ท่อจะคลายตัวและการเคลื่อนที่ของปลายปิดโดยใช้คันโยก 5 และเกียร์ 3 จะถูกส่งไปยังลูกศร 2 โดยเคลื่อนที่ใกล้กับสเกลเครื่องมือ เมื่อความดันลดลง ท่อจะกลับสู่ตำแหน่งก่อนหน้าเนื่องจากความยืดหยุ่น และลูกศรจะกลับสู่การแบ่งสเกลเป็นศูนย์  

เพื่อวัด แรงกดดันสูงมีการใช้เกจวัดความดันโลหะ สำหรับอุณหภูมิต่ำ เกจวัดความดันอากาศแบบปรอทปิดด้านหนึ่ง  

เพื่อวัด แรงกดดันสูงใช้เกจวัดแรงดันโลหะ (รูปที่ 59) ประกอบด้วยท่อโลหะโค้งงอเป็นรูปขด ปลายด้านหนึ่งของท่อติดอยู่กับกล่องเกจวัดแรงดันอย่างแน่นหนา ปลายนี้เชื่อมต่อกับภาชนะที่ใช้วัดความดัน ปลายอีกด้านหนึ่งปิดและมีลูกศรติดอยู่ บ่อยครั้งที่ลูกศรไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรง แต่ใช้คันโยกและชั้นวางและล้อ  

บทที่ 2 มาโนมิเตอร์ของเหลว

ปัญหาการจัดหาน้ำเพื่อมนุษยชาติมีความสำคัญมากมาโดยตลอด และพวกเขาได้รับความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับการพัฒนาเมืองและการเกิดขึ้นของ ประเภทต่างๆการผลิต ในเวลาเดียวกัน ปัญหาในการวัดแรงดันน้ำ เช่น แรงดันที่จำเป็นไม่เพียงแต่เพื่อให้แน่ใจว่ามีน้ำประปาผ่านระบบน้ำประปาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำงานของกลไกต่างๆ กลายเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้น เกียรติของผู้ค้นพบเป็นของศิลปินและนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอย่าง Leonardo da Vinci (1452-1519) ซึ่งเป็นคนแรกที่ใช้ท่อเพียโซเมตริกเพื่อวัดแรงดันน้ำในท่อ น่าเสียดายที่งานของเขาเรื่อง "On the Movement and Measuring of Water" ได้รับการตีพิมพ์ในศตวรรษที่ 19 เท่านั้น ดังนั้นจึงเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเครื่องวัดความดันของเหลวเครื่องแรกถูกสร้างขึ้นในปี 1643 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Torricelli และ Viviai นักเรียนของ Galileo Galilei ซึ่งขณะศึกษาคุณสมบัติของปรอทที่วางอยู่ในหลอด ได้ค้นพบการมีอยู่ของความดันบรรยากาศ นี่คือวิธีที่บารอมิเตอร์ปรอทเกิดขึ้น ในอีก 10-15 ปีข้างหน้า มีการสร้างบารอมิเตอร์ของเหลวประเภทต่างๆ รวมถึงบารอมิเตอร์แบบเติมน้ำในฝรั่งเศส (B. Pascal และ R. Descartes) และเยอรมนี (O. Guericke) ในปี ค.ศ. 1652 O. Guericke แสดงให้เห็นถึงน้ำหนักของบรรยากาศด้วยการทดลองที่น่าทึ่งกับซีกโลกที่ถูกอพยพ ซึ่งไม่สามารถแยกม้าสองทีมออกจากกันได้ ("Magdeburg ซีกโลกอันโด่งดัง")

การพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพิ่มเติมนำไปสู่การเกิดขึ้น ปริมาณมากมีการใช้เกจวัดแรงดันของเหลวประเภทต่างๆ: จนถึงขณะนี้ในหลายอุตสาหกรรม: อุตุนิยมวิทยา, การบินและเทคโนโลยีสูญญากาศไฟฟ้า, การสำรวจทางธรณีวิทยาและธรณีวิทยา, ฟิสิกส์และมาตรวิทยา ฯลฯ อย่างไรก็ตามเนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะหลายประการของหลักการทำงานของของเหลว เกจวัดความดัน ความถ่วงจำเพาะเมื่อเทียบกับเกจวัดแรงดันชนิดอื่นๆ ถือว่ามีขนาดค่อนข้างเล็กและมีแนวโน้มลดลงในอนาคต แต่เมื่อทำการวัดโดยเฉพาะ ความแม่นยำสูงในบริเวณที่มีความกดดันใกล้เคียงกับความกดอากาศก็ยังคงขาดไม่ได้ เกจวัดแรงดันของเหลวไม่ได้สูญเสียความสำคัญในด้านอื่นๆ หลายประการ (ไมโครมาโนมิเตอร์ ความกดอากาศ อุตุนิยมวิทยา และการวิจัยทางกายภาพและทางเทคนิค)

2.1. เกจวัดแรงดันของเหลวประเภทหลักและหลักการทำงาน

หลักการทำงานของเกจวัดแรงดันของเหลวสามารถแสดงได้โดยใช้ตัวอย่างของเกจวัดแรงดันของเหลวรูปตัวยู (รูปที่. 4, ก ) ประกอบด้วยท่อแนวตั้งสองท่อที่เชื่อมต่อถึงกัน 1 และ 2

เต็มไปด้วยของเหลวครึ่งหนึ่ง ตามกฎของอุทกสถิตย์โดยมีแรงกดดันเท่ากัน ร ฉันและ หน้า 2 พื้นผิวอิสระของของเหลว (menisci) ในหลอดทั้งสองจะถูกตั้งค่าเป็น ระดับ I-I- หากแรงกดดันอันใดอันหนึ่งเกินอีกอันหนึ่ง (พี\ > หน้า 2) จากนั้นความแตกต่างของแรงดันจะทำให้ระดับของเหลวในท่อลดลง 1 และเพิ่มขึ้นในท่อตามลำดับ 2, จนกว่าจะถึงสภาวะสมดุล ในเวลาเดียวกันในระดับ

สมการสมดุล II-P มีรูปแบบ

Ap=pi -р 2 =Н Р "g, (2.1)

กล่าวคือ ความแตกต่างของความดันถูกกำหนดโดยความดันของคอลัมน์ของเหลวที่มีความสูง เอ็น มีความหนาแน่น p

สมการ (1.6) จากมุมมองของการวัดความดันถือเป็นพื้นฐาน เนื่องจากท้ายที่สุดแล้วความดันจะถูกกำหนดโดยปัจจัยพื้นฐาน ปริมาณทางกายภาพ- มวล ความยาว และเวลา สมการนี้ใช้ได้กับเกจวัดแรงดันของเหลวทุกประเภทโดยไม่มีข้อยกเว้น นี่หมายถึงคำจำกัดความที่ว่าเกจวัดความดันของเหลวคือเกจวัดความดันซึ่งความดันที่วัดได้จะมีความสมดุลโดยความดันของคอลัมน์ของเหลวที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของความดันนี้ สิ่งสำคัญคือต้องเน้นย้ำว่าการวัดความดันในเกจวัดแรงดันของเหลวคือ

ความสูงของตารางของเหลวเป็นเหตุการณ์นี้ที่นำไปสู่การเกิดหน่วยวัดความดันของน้ำเป็นหน่วยมิลลิเมตร ศิลปะ. มม. ปรอท. ศิลปะ. และอื่นๆ ที่เป็นไปตามหลักการทำงานของเกจวัดแรงดันของเหลวโดยธรรมชาติ

เกจวัดแรงดันของเหลวแบบถ้วย (รูปที่ 4, ข) ประกอบด้วยถ้วยที่เชื่อมต่อถึงกัน 1 และท่อแนวตั้ง 2, และพื้นที่ ภาพตัดขวางถ้วยมีขนาดใหญ่กว่าหลอดอย่างมาก ดังนั้นภายใต้อิทธิพลของความแตกต่างของแรงดัน อาร์ การเปลี่ยนแปลงของระดับของเหลวในถ้วยนั้นน้อยกว่าการเพิ่มขึ้นของระดับของเหลวในหลอด: N\ = N g f/F, ที่ไหน เอ็น - - เปลี่ยนระดับของเหลวในถ้วย เอช 2 - การเปลี่ยนแปลงระดับของเหลวในท่อ / - พื้นที่หน้าตัดของท่อ เอฟ - พื้นที่หน้าตัดของถ้วย

ดังนั้นความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่ทำให้ความดันที่วัดได้สมดุล น - น x + เอช 2 = # 2 (1 + f/F) และความแตกต่างของแรงดันที่วัดได้

พาย - โปร = เอช 2 พี?-(1 + เอฟ/เอฟ ). (2.2)

ดังนั้นด้วยค่าสัมประสิทธิ์ที่ทราบ เค= 1 + ฉ/เอฟ ความแตกต่างของความดันสามารถกำหนดได้จากการเปลี่ยนแปลงระดับของเหลวในหลอดเดียว ซึ่งช่วยให้กระบวนการวัดง่ายขึ้น

เกจวัดแรงดันแบบถ้วยคู่ (รูปที่ 4, วี) ประกอบด้วยถ้วยสองใบที่เชื่อมต่อกันด้วยท่ออ่อนตัว 1 และ 2 หนึ่งในนั้นได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนาและอันที่สองสามารถเคลื่อนที่ไปในแนวตั้งได้ ในความกดดันที่เท่ากัน ร\ และ หน้า 2 ถ้วย ดังนั้นพื้นผิวว่างของของเหลวจึงอยู่ที่ระดับ I-I เท่ากัน ถ้า ร\ > ร 2 แล้วก็ถ้วย 2 เพิ่มขึ้นจนเกิดความสมดุลตามสมการ (2.1)

ความสามัคคีของหลักการทำงานของเกจวัดความดันของเหลวทุกประเภทจะกำหนดความเก่งกาจจากมุมมองของความสามารถในการวัดความดันประเภทใดก็ได้ - สัมบูรณ์และเกจและความดันแตกต่าง

ความดันสัมบูรณ์จะถูกวัดถ้า หน้า 2 = 0 คือ เมื่อช่องว่างเหนือระดับของเหลวในท่อ 2 สูบออกมา จากนั้นคอลัมน์ของเหลวในเกจวัดความดันจะทำให้แรงดันสัมบูรณ์ในท่อสมดุล

i,T.e.p a6c =tf р ก.

เมื่อทำการวัดความดันส่วนเกิน ท่อใดท่อหนึ่งจะสื่อสารกับความดันบรรยากาศ เช่น พี 2 = พี ช. ถ้าเกิดแรงดันสัมบูรณ์ในท่อ 1 มากกว่าความดันบรรยากาศ (หน้า i >р аТ m)> จากนั้นตาม (1.6) คอลัมน์ของเหลวในท่อ 2 จะปรับสมดุลแรงดันส่วนเกินในท่อ 1 } คือ p และ = เอ็น ร กรัม: หากในทางตรงกันข้าม พีเอ็กซ์ < р атм, то столб жидкости в трубке 1 จะเป็นการวัดแรงดันส่วนเกินที่เป็นลบ p และ = -น ร ก.

เมื่อวัดความแตกต่างระหว่างแรงดันทั้งสองซึ่งแต่ละแรงดันไม่เท่ากับความดันบรรยากาศ สมการการวัดจะมีรูปแบบ Ar=p\ - p 2 - = N - หน้า "ก. เช่นเดียวกับในกรณีก่อนหน้านี้ ความแตกต่างอาจใช้ทั้งค่าบวกและค่าลบ

คุณลักษณะทางมาตรวิทยาที่สำคัญของเครื่องมือวัดความดันคือความไวของระบบการวัด ซึ่งจะกำหนดความแม่นยำและความเฉื่อยในการวัดเป็นส่วนใหญ่ สำหรับเครื่องมือวัดความดัน ความไวหมายถึงอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงในการอ่านค่าเครื่องมือต่อการเปลี่ยนแปลงของความดันที่เกิดขึ้น (u = อ/อาร์) . ในกรณีทั่วไป เมื่อความไวไม่คงที่ตลอดช่วงการวัด

น= ลิมที่ อาร์ -*¦ 0, (2.3)

ที่ไหน หนึ่ง - การเปลี่ยนแปลงการอ่านเกจวัดความดันของเหลว อาร์ - การเปลี่ยนแปลงความดันที่สอดคล้องกัน

เมื่อคำนึงถึงสมการการวัด เราได้มา: ความไวของมาโนมิเตอร์รูปตัวยูหรือสองถ้วย (ดูรูปที่ 4 และ 4, ค)

น=(2A ’ และ ~>

ความไวของเกจวัดแรงดันถ้วย (ดูรูปที่ 4, b)

R-gy \llF) ¦ (2 " 4 ’ 6)

ตามกฎแล้วสำหรับเกจวัดแรงดันแบบถ้วย เอฟ "/ ดังนั้นความไวที่ลดลงเมื่อเทียบกับเกจวัดแรงดันรูปตัว U จึงไม่มีนัยสำคัญ

จากสมการ (2.4, ก ) และ (2.4, b) ตามมาว่าความไวถูกกำหนดโดยความหนาแน่นของของเหลวทั้งหมด พี เติมระบบการวัดของอุปกรณ์ แต่ในทางกลับกัน ค่าความหนาแน่นของของเหลวตาม (1.6) จะเป็นตัวกำหนดช่วงการวัดของเกจวัดความดัน ยิ่งสูงก็ยิ่งมาก ขีด จำกัด บนการวัด ดังนั้นค่าสัมพัทธ์ของข้อผิดพลาดในการอ่านจึงไม่ขึ้นอยู่กับค่าความหนาแน่น ดังนั้นเพื่อเพิ่มความไวและความแม่นยำจึงมีการพัฒนาอุปกรณ์อ่านค่าจำนวนมากตามหลักการทำงานต่างๆตั้งแต่การกำหนดตำแหน่งของระดับของเหลวสัมพันธ์กับสเกลเกจวัดความดันด้วยตา (ข้อผิดพลาดในการอ่านประมาณ 1 มม. ) และปิดท้ายด้วยการใช้วิธีการรบกวนที่แม่นยำ (ข้อผิดพลาดในการอ่าน 0.1-0.2 ไมครอน) วิธีการเหล่านี้บางส่วนสามารถพบได้ด้านล่าง

ช่วงการวัดของเกจวัดแรงดันของเหลวตาม (1.6) ถูกกำหนดโดยความสูงของคอลัมน์ของเหลว เช่น ขนาดของเกจวัดความดันและความหนาแน่นของของเหลว ของเหลวที่หนักที่สุดในปัจจุบันคือปรอท ซึ่งมีความหนาแน่น p = 1.35951 · 10 4 กก./ลบ.ม. คอลัมน์ปรอทสูง 1 เมตรพัฒนาความดันประมาณ 136 kPa นั่นคือความดันไม่สูงกว่าความดันบรรยากาศมากนัก ดังนั้นเมื่อทำการวัดแรงกดดันที่ 1 MPa ขนาดของเกจวัดความดันจะเทียบได้กับความสูงของอาคารสามชั้นซึ่งแสดงถึงความไม่สะดวกในการดำเนินงานที่สำคัญไม่ต้องพูดถึงความใหญ่โตของโครงสร้างที่มากเกินไป อย่างไรก็ตาม มีการพยายามสร้างมาโนมิเตอร์ที่มีปรอทสูงเป็นพิเศษ สถิติโลกเกิดขึ้นที่ปารีส โดยอิงจากการออกแบบของผู้มีชื่อเสียง หอไอเฟลติดตั้งเกจวัดความดันที่มีความสูงของเสาปรอทประมาณ 250 ม. ซึ่งสอดคล้องกับ 34 MPa ปัจจุบันเกจวัดความดันนี้ถูกรื้อออกเนื่องจากใช้งานไม่ได้ อย่างไรก็ตาม แมโนมิเตอร์ปรอทของสถาบันฟิสิกส์-เทคนิคแห่งเยอรมนี ซึ่งมีลักษณะเฉพาะทางมาตรวิทยายังคงใช้งานอยู่ เกจวัดแรงดันนี้ติดตั้งในหอคอย iO-story มีขีดจำกัดการวัดสูงสุดที่ 10 MPa โดยมีข้อผิดพลาดน้อยกว่า 0.005% แมโนมิเตอร์แบบปรอทส่วนใหญ่มีขีดจำกัดบนอยู่ที่ 120 kPa และบางครั้งอาจสูงถึง 350 kPa เท่านั้น เมื่อวัดแรงดันที่ค่อนข้างเล็ก (สูงถึง 10-20 kPa) ระบบการวัดของเกจวัดแรงดันของเหลวจะเต็มไปด้วยน้ำ แอลกอฮอล์ และของเหลวเบาอื่นๆ ในกรณีนี้ ช่วงการวัดมักจะสูงถึง 1-2.5 kPa (ไมโครมาโนมิเตอร์) สำหรับแรงกดดันที่ต่ำกว่านั้น ได้มีการพัฒนาวิธีการเพื่อเพิ่มความไวโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ตรวจจับที่ซับซ้อน

ไมโครมาโนมิเตอร์ (รูปที่ 5) ประกอบด้วยถ้วย ฉัน, ซึ่งเชื่อมต่อกับท่อ 2 ติดตั้งเป็นมุม ก ถึงระดับแนวนอน

ฉัน-ฉัน หากมีความกดดันเท่ากัน ปี่และ หน้า 2พื้นผิวของของเหลวในถ้วยและท่ออยู่ที่ระดับ I-I จากนั้นแรงดันในถ้วยก็เพิ่มขึ้น (ป 1 > Pr) จะทำให้ระดับของเหลวในถ้วยลดลงและเพิ่มขึ้นในหลอด ในกรณีนี้คือความสูงของคอลัมน์ของเหลว เอช 2 และความยาวตามแนวแกนของท่อ ล 2 จะสัมพันธ์กันด้วยความสัมพันธ์ ชม 2 =ล 2 บาป

โดยคำนึงถึงสมการความต่อเนื่องของของไหล H, F = ข 2 / การหาสมการการวัดไมโครมาโนมิเตอร์ไม่ใช่เรื่องยาก

หน้า -р 2 =Н พี "ก = L 2 ร (ไซนา + -), (2.5)

ที่ไหน ข 2 - การเคลื่อนย้ายระดับของเหลวในท่อตามแนวแกน เอ - มุมเอียงของท่อกับแนวนอน การกำหนดอื่น ๆ ก็เหมือนกัน

จากสมการ (2.5) เป็นไปตามนั้นสำหรับบาป ก « 1 และ ฉ/เอฟ “การเคลื่อนไหวของระดับของเหลวในท่อ 1 ครั้งจะมากกว่าความสูงของคอลัมน์ของเหลวหลายเท่าซึ่งจำเป็นต่อการปรับสมดุลของความดันที่วัดได้

ความไวของไมโครมาโนมิเตอร์ที่มีท่อเอียงตาม (2.5)

ดังที่เห็นได้จาก (2.6) ความไวสูงสุดของไมโครมาโนมิเตอร์ที่มีการจัดเรียงท่อแนวนอน (a = O)

กล่าวคือเมื่อเทียบกับพื้นที่ของถ้วยและท่อมีค่ามากกว่า ที่ เกจวัดความดันรูปตัวยู

วิธีที่สองในการเพิ่มความไวคือการปรับสมดุลความดันด้วยคอลัมน์ของเหลวที่ไม่สามารถผสมกันได้สองชนิด เกจวัดความดันสองถ้วย (รูปที่ 6) เต็มไปด้วยของเหลวเพื่อให้เป็นขอบเขต

ข้าว. 6. ไมโครมาโนมิเตอร์สองถ้วยพร้อมของเหลวสองชนิด (p, > p 2)

ส่วนจะอยู่ภายในส่วนแนวตั้งของท่อที่อยู่ติดกับถ้วย 2 เมื่อใด ปี่ = หน้า 2 ความดันที่ระดับ I-I

สวัสดี พาย -น 2 ร 2 (พาย >P2)

จากนั้นเมื่อแรงดันในถ้วยเพิ่มขึ้น 1 สมการสมดุลจะมีรูปแบบ

เอพี=พอยต์ -พี 2 =D#[(P1 -p 2) +f/F(พาย + Rg)] กรัม (2.7)

โดยที่ px คือความหนาแน่นของของเหลวในถ้วย 7 p 2 - ความหนาแน่นของของเหลวในถ้วย 2

ความหนาแน่นปรากฏของของเหลวสองคอลัมน์

พีเค = (พาย - P2) + ฉ/เอฟ (ปี่ + ราคา) (2.8)

ถ้าความหนาแน่น Pi และ p 2 มีค่าใกล้เคียงกัน a เอฟ/เอฟ" 1 จากนั้นความหนาแน่นปรากฏหรือความหนาแน่นประสิทธิผลสามารถลดลงเป็นค่า p min = ฉ/เอฟ (หน้า ฉัน + หน้า 2) = 2p x ฉ/เอฟ

ьрโอเค * %

โดยที่ p k คือความหนาแน่นปรากฏตาม (2.8)

เช่นเดียวกับเมื่อก่อน การเพิ่มความไวโดยวิธีการเหล่านี้จะลดช่วงการวัดของมาโนมิเตอร์ของเหลวโดยอัตโนมัติ ซึ่งจะจำกัดการใช้งานไว้เฉพาะพื้นที่ไมโครมาโนมิเตอร์™ เมื่อคำนึงถึงความไวที่ดีของวิธีการที่พิจารณาถึงอิทธิพลของอุณหภูมิในระหว่างการวัดที่แม่นยำ ตามกฎแล้วจะใช้วิธีการตามการวัดความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่แม่นยำ แม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้การออกแบบเกจวัดความดันของเหลวซับซ้อนก็ตาม

2.2. การแก้ไขการอ่านและข้อผิดพลาดของเกจวัดแรงดันของเหลว

จำเป็นต้องแก้ไขสมการการวัดของเกจวัดแรงดันของเหลว โดยคำนึงถึงความเบี่ยงเบนของสภาวะการทำงานจากเงื่อนไขการสอบเทียบ ประเภทของแรงดันที่วัด และคุณสมบัติของแผนภาพวงจรของเกจวัดแรงดันเฉพาะ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความแม่นยำ

สภาพการทำงานถูกกำหนดโดยอุณหภูมิและความเร่งอิสระที่ตำแหน่งการวัด ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ ทั้งความหนาแน่นของของเหลวที่ใช้ในการปรับสมดุลความดันและความยาวของสเกลจะเปลี่ยนไป ตามกฎแล้วความเร่งของการตกอย่างอิสระที่ตำแหน่งการวัดไม่สอดคล้องกับตำแหน่งที่วัด ค่าปกตินำมาใช้ในระหว่างการสอบเทียบ ดังนั้นความกดดัน

P=หน้า }