Механические манометры

Жидкостные манометры с U-образной трубкой исполь­зуются в лабораторных условиях в качестве образцовых приборов, но они практически непригодны для измерения давления на движу­щихся объектах из-за изменения их показаний при наклонах и при наличии ускорений.

Весовые манометры представляют собой рычажные весы, в кото­рых сила, развиваемая поршнем или сильфоном, уравновешивается эталонным грузом. Весовые манометры могут быть использованы в качестве наземных образцовых приборов, но неприменимы на движущихся объектах по тем же причинам, что и жидкостные.

Пружинные манометры основаны на деформации упругого чув­ствительного элемента (мембраны, сильфона, трубчатой пружины и др.), возникающей под действием измеряемого давления.

В дифференциальном манометре (рис1.а) давление р₁ подается во внутреннюю полость упругого чувствительного элемента 1а, а давление р₂ в корпус 2 прибора. Под действием разности давлений q = p₁ — р₂ чувствительный элемент прогибается, его подвижный центр перемещается на некоторую величину зависящую от величины q.

Рис1.Схемы пружинных манометров (вариант 1):

а - дифференциальный манометр;

б - манометр абсо­лютного давления

в- дифференциальный пружинный манометр (вариант 2)

г- упрощенная схема(манометры, высотомеры, указатели скорости. Здесь с₁-жесткость мембраны; F-эффективная площадь; р₁ - р₂-измеряемая разность давлений; Р_Д = F(р₁ - р₂) ; Р_П =с₁а_пч; а_пч= F(р₁ - р₂)/ с₁)

Далее кривошипно-шатунная передача 3, 4 преобразует поступательное движение во вращательное, которое затем передается на указывающую стрелку 7 с помощью зубчатой передачи 5, 6. Вместо кривошипной передачи используют и другие виды передач (поводковую, кулачковую и др.).

Манометр абсолютного давления имеет аналогичную схему, но отличается тем, что из внутренней полости чувствительного элемента 1б откачен воздух (p₁ = 0).

Во втором варианте дифференциального пружинного манометра чувствительный элемент состоит из двух взаимосвязанных сильфонов 1 и 2, подвижные центры которых направлены встречно и жестко соединены между собой стержнем 3. Давления p₁ и р₂ подаются соответственно внутрь сильфонов 1 и 2. Под действием разности давлений q = p₁ — р₂ подвижные центры 1 и 2 вме­сте со стержнем 3 перемещаются на некоторую величину s, завися­щую от величины q. Это перемещение передается далее в увеличен­ном масштабе на стрелку с помощью передаточно-множительного механизма, аналогичного рассмотренному выше.

Манометр абсолютного давления второго варианта отличается лишь тем, что из сильфона 1 откачен воздух (p₁= 0).

Преимущество схемы второго варианта по сравнению с первым заключается в том, что давление поступает только во внутренние полости чувствительных элементов, благодаря чему исключается необходимость герметизации корпуса прибора. При этом облегчается возможность измерения давления «агрессивных» жидкостей (кислот и др.), способных растворять или окислять материалы; достаточно лишь сильфоны 1 и 2 изготовить из материала, стойкого к воздействию той жидкости, давление которой необходимо измерить.