Методы и средства поверки манометров
Под поверкой понимается определение метрологическими организациями погрешностей средств измерений и установление пригодности их к дальнейшей эксплуатации. Поверка измерительных приборов может осуществляться двумя способами [2].
Первый способ заключается в измерении при помощи поверяемого прибора соответствующих физических величин, воспроизводимых их мерами. При этом меры должны иметь определенный разряд и класс точности. Значения мер выбираются равными значениям контролируемых отметок шкалы поверяемого прибора. За основную погрешность прибора принимается наибольшая разность между его показанием и соответствующим этому показанию размером образцовой меры [2].
Второй способ состоит в сличении показаний поверяемого и образцового приборов при подаче на их вход одних и тех же величин. За основную погрешность поверяемого прибора в этом случае принимается максимальное отличие его показания от соответствующего показания образцового прибора.
При поверке важным является вопрос выбора оптимального соотношения между классами точности поверяемого и образцового средств измерений. Считается, что предел основной допускаемой приведенной относительной погрешности поверяемого прибора должен втрое-вчетверо превышать класс точности образцового прибора [2].
Содержание работы
1. Изучить устройство и принцип действия деформационных манометров.
2. Произвести поверку технического или образцового манометров с трубчатой одновитковой пружиной по образцовому пружинному манометру.
Источник
ПОВЕРКА ТРУБЧАТЫХ МАНОМЕТРОВ
Рисунок 2 Устройство грузопоршневого манометра.
1 – колонка, 2 – поршень, 3 – тарелка, 4 – груз, 5 – штуцер, 6 – штуцер, 7 – вентиль, 8 – вентиль, 9 – вентиль, 10 – поршень, 11 – бочок, 12 – вентиль, 13 – поршень, 14 – маховик, 15 – поршень, 16 – контрольный манометр, 17 – поверяемый манометр.
Основной недостаток трубчатых пружин и, вообще, упругих элементов — это непостоянство их показаний вследствие наличия у них остаточных деформаций, накапливающихся со временем. Поэтому пружинные манометры поверяются чаще, чем, например, жидкостные.
Результаты поверки дают возможность судить о соответствии точности показаний данного манометра классу точности, установленному для данного прибора.
Класс точности показывает наибольшую допустимую для данного прибора величину приведенной погрешности. Если при поверке прибора окажется, что приведенная погрешность по всей шкале или в ее рабочей части не превышает класса точности данного прибора, то такой прибор пригоден к дальнейшей эксплуатации. В противном случае он должен быть подвергнут ремонту или переведен в более низкий класс точности.
Приборы поверяют путем сравнения их показаний Ризм с показаниями образцовых приборов Рдейст. При поверке абсолютная погрешность образцового прибора должна быть в четыре раза меньше абсолютной погрешности поверяемого прибора. Верхний предел измерения поверяемого прибора должен быть не менее 3/4 шкалы образцового прибора или равен ему.
При поверке приборов до 2.5 кПа в качестве образцового используют чашечный микроманометр с наклонной трубкой, при давлении до 60 кПа применяют ртутный манометр, а для поверки манометров среднего и высокого давления — грузопоршневые манометры, класс точности которых 0,02 и 0,05.
Схема грузопоршневого манометра показана на (рисунок 2.)
 |
Рисунок 3 Устройство манометра с трубчатой пружинной
1 – штуцер, 2 – держатель, 3 – трубчатая пружина, 4 – плато, 5 – винты, 6 – волосок, 7 – шестеренка, 8 – сектор, 9 – ось, 10 – тяга, 11 – винт, 12 – стрелка.
Принцип действия грузопоршневого манометра основан на уравновешивании сил, создаваемых с одной стороны измеряемым давлением, а с другой — грузом с поршнем, помещенным в цилиндре.
Истинную величину создаваемого давления определяют по весу поршня и грузов при известной площади сечения поршня.
Измерительная часть прибора (рисунок 2) состоит из колонки 1 с цилиндрическим шлифованным каналом и поршнем 2 с тарелкой 3, служащей для наложения грузов 4.
Цилиндрический канал колонки сообщается со штуцерами 5 и 6, служащими для присоединения поверяемых манометров. Штуцеры 5 и 6 имеют игольчатые вентили 7 и 8, посредством которых осуществляется подключение или отключение поверяемых манометров от гидравлической системы поршневого манометра.
Кроме измерительной колонки 1, штуцеров 5 и 6 в гидравлическую систему прибора входит полость цилиндра 15 поршня 10 винтового пресса и воронка 11 с вентилем 12, служащим для заполнения системы рабочей жидкостью.
Поршень 2 тщательно отшлифован и подогнан по цилиндру с зазором 0,005 мм, поэтому уплотнительные устройства в измерительной колонке отсутствуют. Площадь поперечного сечения поршня равна 1 см 2 , а вес с тарелкой 1 кг. В качестве рабочей жидкости используется трансформаторное масло.
В процессе поверки манометров определяются следующие виды погрешностей:
1) Абсолютная — разность между показанием поверяемого прибора и действительным значением измеряемого давления:
2) Относительная — разность между показанием поверяемого прибора и действительным значением измеряемого давления в процентах от действительного значения измеряемого давления:
3) Приведенная — абсолютная погрешность в процентах от разности между верхним и нижним пределами шкалы данного прибора:
где Рв — верхний предел шкалы поверяемого манометра;
Рн — нижний предел шкалы поверяемого манометра;
Об устойчивости показаний поверяемого манометра судят по величине вариации — разности показаний манометра при прямом и обратном ходе, соответствующем одному и тому же действительному значению измеряемого давления:
Если поверяемый манометр имеет приведенную (основную) погрешность больше допустимой, определяемой классом точности на шкале прибора, то его подвергают регулировке или переводят в более низкий класс точности.
Источник
Поверка пружинного манометра
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО КУРСУ
«МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ»
Волгодонск 2011 г.
УДК
Составители: Самойленко А.В., Веселова И.Н.
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Механика жидкостей и газов». / Волгодонский институт (филиал) НИЯУ МИФИ. — Волгодонск, 2011.- с. 25.
Методические указания содержат описание и методику проведения 5 лабораторных работ, иллюстрирующих законы равновесия и движения жидкостей.
Методические указания предназначены для студентов квалификации (степени) бакалавр, следующих направлений подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника, 141100 Энергетическое машиностроение, 28020265 Инженерная защита окружающей среды, 151001 Технология машиностроения, 150202 Оборудование и технология сварочного производства и 270102 Промышленное и гражданское строительство.
Ó Волгодонский институт (ф) НИЯУ МИФИ 2011
Ó Самойленко А.В., Веселова И.Н. 2011
Лабораторная работа № 1
ПОВЕРКА ПРУЖИННОГО МАНОМЕТРА
Задание
1. Проверить на образцовом грузопоршневом манометре пружинный
а) снять показания с поверяемого манометра и сравнить их с показаниями
контрольного образцового манометра;
б) вычислить максимальную абсолютную систематическую погрешность и
дать заключение о соответствии прибора своему классу точности.
2. Построить поправочную кривую.
Пояснение к работе
Давление, отсчитываемое от нулевого давления, называется абсолютным давлением Рабс. Давление, превышающее атмосферное и отсчитываемое от атмосферного давления, называется избыточным давлением Ризб. Давление, которое меньше атмосферного и отсчитываемое от атмосферного давления, называется вакуумметрическим давлением Рвак (рис. 1.1).
Рис.1.1 К понятию избыточного давления и вакуума.
Приборы для измерения давления весьма разнообразны. Они классифицируются по различным признакам.
По характеру измеряемой величины приборы разделяют на группы:
1. Приборы для измерения атмосферного давления рат — барометры.
2. Приборы для измерения разности абсолютного и атмосферного давлений, т. е. избыточного давления рии вакуума рв. Приборы, измеряющие избыточное давление, называют манометрами; приборы, измеряющие вакуум, — вакуумметрами. Приборы, которыми можно измерять избыточное давление и вакуум, называют мановакуумметрами.
3. Приборы для измерения абсолютного давления р — манометры абсолютного давления. Абсолютное давление можно измерять также с помощью барометра и манометра, если измеряемое давление больше атмосферного (р = рат + ри), а также барометра и вакуумметра, если измеряемое давление меньше атмосферного (р = рат — рв). Манометры абсолютного давления обычно применяют для измерения малых абсолютных давлений.
4. Приборы для измерения разности давлений — дифференциальные манометры.
5. Приборы для измерения малого избыточного давления и вакуума — микроманометры.
По принципу действия различают приборы жидкостные, пружинные, поршневые, электрические, комбинированные:
● К жидкостным относятся приборы, основанные на гидростатическом принципе действия, заключающимся в том, что измеряемое давление уравновешивается давлением, создаваемым весом столба жидкости, высота которого служит мерой давления.
● Действие пружинных манометров основано на применении закона Гука. Сила давления деформирует упругий элемент прибора — пружину, которая может представлять собой полую трубку, мембрану, сильфон и т. п. Деформация упругого элемента, вызванная давлением, по закону Гука пропорциональна давлению и служит его мерой.
● В основу измерения давления поршневыми приборами положен закон равновесия твердого тела, находящегося под воздействием жидкости. Сила измеряемого давления жидкости, приложенная к поршню прибора, уравновешивается внешней силой, величина которой служит мерой давления. В том случае, когда внешней силой является вес грузов, нагружающих поршень, приборы называются грузопоршневыми.
● Действие электрических приборов основано на использовании пропорциональности между изменением некоторых электрических свойств материалов и изменением давления.
Например, омическое сопротивление некоторых сплавов пропорционально давлению окружающей среды; это свойство используется при измерении высоких давлений. Величина электрических зарядов, появляющихся на поверхности кристаллического диэлектрика при сжатии и растяжении кристалла, пропорциональна действующему давлению; это свойство используется при измерении быстропеременных давлений.
● К комбинированным относятся приборы, принцип действия которых носит смешанный характер (например, электромеханические приборы).
Манометры разделяют на классы по точности. Установлены следующие классы точности приборов для измерения давления: 0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; 4,0; 6,0. Приборы классов точности 0,5 — 6 используют как рабочие, классов 0,005 – 0,4 – как образцовые.
Основными характеристиками приборов, измеряющих давление, являются класс точности, диапазон измеряемых давлений, чувствительность, линейность и быстродействие.
|
Чувствительным элементом манометра (рис 1.2) является изогнутая латунная трубка эллиптического сечения 2, один конец которого соединен с подводящим штуцером 1, а другой запаян. Под действием давления эллиптическая трубка стремится распрямиться, при этом запаянный конец трубки через тягу и секторный механизм 4 перемещает подпружинную стрелку 3 на некоторый угол, пропорциональный измеряемому давлению.
Основным недостатком пружинных приборов является нестабильность их показаний, вызываемая рядом причин: упругим последействием деформируемого элемента; постепенным изменением упругих свойств этого элемента; возможным возникновением остаточных деформаций в нем; износом передаточного механизма. Указанный недостаток вынуждает периодически поверять пружинные приборы, чтобы подтвердить класс точности или определить поправки, компенсирующие систематические погрешности приборов.
Абсолютная погрешность измерений – это разность между значениями величины, полученной при измерении, и ее истинным значением, выражаемая в единицах измеряемой величины.
Относительная погрешность измерения – это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины.
Предельная погрешность — диапазон погрешностей измерения, за который не должны выходить значения относительной погрешности.
Поверка пружинного манометра
Цель поверки определяется назначением прибора. Если прибор технический, то при поверке устанавливают принадлежность прибора к присвоенному ему классу точности. Класс точности удостоверяется клеймом на циферблате манометра. Если прибор лабораторный, то целью поверки является определение величин поправок ∆р,компенсирующих основную систематическую погрешность при различных показаниях р прибора. В этом случае результат поверки оформляют в виде графика (тарировочного) зависимости
При поверке любого прибора сравнивают показания поверяемого прибора с показаниями образцового. При выборе образцового прибора для поверки учитывают следующие требования: 1) верхний предел образцового прибора должен превышать верхний предел поверяемого прибора; 2) максимальная абсолютная погрешность образцового прибора должна быть, по крайней мере, в четыре раза меньше максимальной абсолютной погрешности поверяемого прибора.
Рисунок 1.3 Схема установки для поверки пружинного манометра
Установка для поверки пружинного манометра (рис. 1.3) состоит из грузопоршневого манометра 12 с грузами 4 и вентилями 6, 10, 11 прессового устройства 2 с маховиком 1, двух присоединительных гнезд 3 и 7 для подключения поверяемого и образцового манометров, бачка 9 и ручного насоса 8.
При выполнении поверки пружинного манометра по показаниям образцового пружинного манометра необходимо соблюдать следующее:
1) установка должна располагаться в месте, свободном от вибраций;
2) температура в помещении не должна выходить за пределы 17–23°С;
3) перед поверкой манометров, предназначенных для измерения давления р > 0,16МПа (1,6 ат), из жидкости, заполняющей установку, необходимо удалить воздух; манометры для измерения давления
Источник
