Классификация методов измерения давления

Различают следующие виды давления (ГОСТ 8.271−77).

Абсолютное — давление, при измерении которого за начало отсчёта принимают абсолютный пуль давления. Абсолютный нуль давления может существовать либо в замкнутом объёме, из которого удалены все молекулы, либо при полном прекращении движения молекул, т. е. при абсолютной температуре, равной О К.

Атмосферное — абсолютное давление околоземной атмосферы.

Избыточное давление — разность между полным абсолютным давлением и абсолютным давлением окружающей среды.

Манометр (от греч. pavoa — неплотный и …метр) — измерительный прибор или установка для измерения давления или разности давлений.

Манометр абсолютного давления — манометр для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля.

Барометр (от греч. (lapoa — тяжесть и …метр) — манометр абсолютного давления для измерения давления околоземной атмосферы. Барометр с непрерывной записью показаний называют барографом.

Манометр избыточного давления — манометр для измерения разности между абсолютным давлением, большим абсолютного давления окружающей среды, и абсолютным давлением окружающей среды. В большинстве случаев абсолютным давлением окружающей среды является атмосферное давление. Манометр избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40 кПа называют напоромером.

Вакуумметр — манометр для измерения давления разреженного газа. Вакуумметр для измерения давления разреженного газа с верхним пределом измерения не более 40 кПа, называют тягомером.

Вакуум (от лаг. vacuum — пустота) — состояние газа при давлениях р, более низких, чем атмосферное. Различают низкий вакуум (р > 1 мм рт. ст.), средний (10 ³ мм рт. ст. < р < 1 мм рт.

ст.), высокий (1(Г⁸ мм рт. ст. <�р < 10 ³ мм рт. ст.). Давление р < 1 (Г⁸ мм рт. ст. соответствует сверхвысокому вакууму.

Мановакуумметр — манометр для измерения избыточного давления и давления разреженного газа. Мановакуумметр для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20 кПа называют тягонапоромером.

Дифференциальный манометр — манометр для измерения разности двух давлений. Дифманометр с верхним пределом измерения нс более 40 кПа называют микроманометром.

Измеритель парциальных давлений — манометр для измерения давления, которое оказывал бы один из газов, входящих в газовую смесь, если бы из нес были удалены все остальные газы, при условии сохранения первоначальных объёма и температуры.

Приборы для измерения давления можно разделить на жидкостные, деформационные, грузопоршневые и электрические.

По принципу действия манометры классифицируют следующим образом.

• 1. Жидкостной — манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления, или разности давлений, давлением столба жидкости.
• 1.1. U-образный манометр — жидкостной манометр, состоящий из сообщающихся сосудов, в которых измеряемое давление определяют по одному или нескольким уровням жидкости.
• 1.2. Компрессионный (от лат. compressus — сжатый) — жидкостной манометр, в котором для измерения абсолютного давления разреженного газа последний подвергается предварительному сжатию ртутью.
• 2. Колокольный — манометр, давление в котором определяют по перемещению колокола, погружённого в жидкость, или развиваемой им силе от измеряемого давления.
• 3. Кольцевой — дифференциальный манометр, измеряемая разность давлений в котором определяется по углу поворота кольцевого корпуса или по моменту силы, создаваемому подвешенным к корпусу грузом.
• 4. Грузопоршновой — манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления давлением, создаваемым весом поршня с грузоподъёмным устройством, и грузов с учётом сил жидкостного трения.
• 5. Деформационный (от лат. deformatio — искажение) — манометр, принцип действия которого основан на зависимости деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления.
• 5.1. Мембранный (от лат. membrane — перепонка) — дифференциальный манометр, в котором чувствительным элементом является мембрана или мембранная коробка.
• 5.2. Сильфонный — деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является сильфон.
• 5.3. Трубчато-пружинный — деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина.
• 5.4. Манометр с вялой мембраной — деформационный манометр, в котором измеряемое давление воспринимается вялой мембраной и преобразуется в силу, уравновешиваемую дополнительным устройством.
• 6. Электрический — манометр, принцип действия которого основан на зависимости электрических параметров преобразователя давления от измеряемого давления.
• 6.1. Пьезоэлектрический (от греч. лшао — давлю, сжимаю и …электрический) — манометр, принцип действия которого основан на зависимости электрического заряда пьезоэлемента от измеряемого давления.
• 6.2. Манометр сопротивлении — электрический манометр, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от измеряемого давления.
• 6.3. Ионизационный — манометр, принцип действия которого основан на зависимости тока положительных ионов, образованных в результате ионизации молекул разреженного газа, от измеряемого давления.
• 6.4. Электронный ионизационный — ионизационный манометр, в котором ионизация газа осуществляется электронами, ускоряемыми электрическим полем.
• 6.5. Магнитный элсктроразридный — ионизационный манометр, принцип действия которого основан на зависимости тока электрического разряда в магнитном поле от измеряемого давления.
• 6.6. Радиоизотопный — ионизационный манометр, в котором для ионизации газа применяют излучение радиоизотопных источников.
• 7. Тепловой манометр — манометр, принцип действия которого основан на зависимости теплопроводности разреженного газа от давления.
• 7.1. Термопарный — тепловой манометр, в котором использована зависимость тсрмоэдс термопары от измеряемого давления.
• 8. Вязкостный — манометр, принцип действия которого основан на зависимости вязкости разреженного газа, определяемой движением в нём твёрдого тела, от измеряемого давления.

Сигнализатор давления — средство контроля, начинающее или прекращающее выдавать выходной сигнал при достижении заданного давления.

Основу метрологического обеспечения средств измерений давления составляет группа государственных эталонов, в состав которой входят один первичный и пять специальных эталонов.

Государственный первичный эталон единицы давления представляет собой комплекс средств измерений, включающий группу из пяти поршневых приборов переменного состава, набор гирь и специальную аппаратуру для создания и поддержания гидростатического давления, создаваемого весом поршня и нагружающих его гирь.

В качестве образцовых или лабораторных средств измерений давления в диапазоне от КГ¹ до 10²³ Па используют грузопоршневые манометры с классом точности 0,02; 0,2 и 0,05, которые работают по принципу сообщающихся сосудов. Измереннос давление в них уравновешивается силой тяжести поршня с грузами.

Высокая точность воспроизведения и измерения давления в этих манометрах определяется большой точностью заданной массы грузов и площади поперечного сечения поршня.

В качестве образцовых средств измерений используют также жидкостные компенсационные и деформационные приборы.

Жидкостные компенсационные приборы имеют диапазон измерений 0 — 1.000 мм вод. ст. и следующую погрешность:

• — ±0,3% (диапазон 75 — 1.000 мм вод. ст.);
• -±0,5 мм вод. ст. (диапазон 0−150 мм вод. ст.);
• — ±0,25 мм вод. ст. (диапазон 0 — 75 мм вод. ст.)

Образцовые деформационные манометры и вакуумметры имеют принцип действия, аналогичный рабочим приборам. Отличительным элементом конструкций образцовых приборов является корректор (от лат. correctus — исправленный) нуля и арретир (франц. arreter — останавливать). Верхние пределы измерений образцовых манометров избыточного давления ограничены значениями 0,1 — 60 МПа, а диапазон измерений образцовых вакуумметров — 0 — 0,1 МПа. Классы точности образцовых деформационных приборов 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,6 и 1,0.

В настоящее время известно более 600 принципов действия средств измерений давления. Однако на практике используются около 30.