Общи въпроси за измерване на налягането - studopediya

Голямо разнообразие от материали, включително на датчик за измерване на налягане се дължи на факта, че терминът "налягане" включва разширен диапазон от стойности - от ултра вакуум до ултра високо свръхналягане. Оценка на стойността на налягането може да бъде определен като абсолютна спрямо вакуум и относителна спрямо атмосферни единици налягане; В допълнение, резултатите от измерването, може да бъде разликата на две случайни величини - две различни налягания. Накрая, измерване на налягането може да се проведе в различни медии, физически и химически характеристики, които са много различни.

Налягане - физическа величина, която характеризира силата на въздействието на единица площ на тялото или условно избран елементарен зона вътре в тялото.

Р налягане на флуид в стената на съда, които са изцяло запълнена с определена сила DF. действа нормално да повърхностен елемент на DS стена съд:

В течността също действа гравитацията. Следователно, например, в случаите, когато течната колона е в отворено вертикален резервоар, налягането в точката на разстояние з от повърхността равна на сумата на P0 атмосферното налягане и масата на течната колона, в качеството на зоната за единица:

където р - плътност течност; г - земното ускорение.

Ако течност актове дори ускоряване необходимо да се разгледа също така влиянието на инерционната сила на натиска.

Атмосферно налягане p0. нарича барометрично или гравитацията, тя е следствие от земната гравитация, държейки въздушните частици в земната повърхност. На практика се правят измервания по-често в сравнение с първоначалния атмосферното налягане. Разликата в налягането в съда и атмосферното налягане извън контейнера се казва свръхналягане и свръхналягането може да бъде както положителна и отрицателна. Сума барометрично налягане и излишък нарича абсолютно налягане.

Атмосферно налягане в различни слоеве на атмосферата зависи от височината на мястото, надморска височина, и варира експоненциално:

където p0 и рН - налягане съответно на морското равнище и на височина ч морското равнище; # 961; 0 - плътност на въздуха на морското равнище.

Фиг. 5.1 показва промяната в налягането в атмосферата на Земята, като функция на надморска височина.

Фигура 5.1 разпределението на налягането в атмосферата в зависимост от височината над морското равнище

измерване на налягането в стационарната течност или газ в затворени съдове, кухини и канали се намалява до измерение Е. сила, действаща върху повърхността на стената на S очертаващ средата - измерване обект. В движещ флуид или газ под налягане са три вида: статично налягане Пс стационарна среда. динамичен Пд налягане. поради преместване скорост V на флуид, и общо р налягане, което представлява сумата от тези две налягания:

Динамичното налягане действа на повърхността нормалната посока на потока, който увеличава статичното налягане на величината

където V - скорост на течността или газа; # 961; - плътност на средата.

Измерване на статични и динамични налягания може да се извършва от два отделни сензори за налягане D1 и D2. свързан с тръба изпускателни отвори Пито (фиг. 5.2). Изходният сигнал от първия сензор ще бъде пропорционално на статичното налягане, а вторият датчик - общо налягане. Разликата от тези сигнали ще определи стойността на динамичното налягане.

Отделна зона измерване на акустични натиск - променливо налягане в газове и течности в Sonic и ултразвукови честотни диапазони. Сензори акустични натиск нуждаят само реагират на AC компонент на измереното налягане, тоест. Д. изходния сигнал не трябва да се отрази на атмосферното налягане.

Фигура 5.2 Схема измерване общо налягане, като се използва тръба на Пито

Устройството за измерване на налягане и напрежение в системата SI е Pascal - налягане, причинено от сила на 1 N, равномерно разпределени по повърхността на 1 m и нормално към него. На практика обаче продължи да се използва extrasystematic единици за налягане, използването на която се дължи на практическите нужди. Таблица. 5.1 превод дал най-често срещаните единици за налягане.

помпени станции

В зависимост от степента на промяна на налягането, т.е. В зависимост от естеството на R (т), разнообразието на измерване задачите на налягането може да се намали до три възможности: измерване на статични или бавно различни налягания бързо променящите измерване на налягането и измерване на импулсни натиск.

На практика групата е приета на статично налягане, чиято стойност остава постоянна по време на измерването. Бавно различна налягане - е метод, включващ DC компонент и хармонични компоненти с честоти от 30 до 20 Hz.

С бързо променящата се и импулсни натиск включва процеси с произволни и хармонични компоненти в честотния обхват от десетки до стотици хиляди херца.

Бързо промяна налягане (фиг. 5.3, Ь) включват периодично се променя и преходни. Пренапрежение флуид под налягане и газ, и акустичен шум е често случаен осцилаторна процес (фиг. 5.3Ь;, д).

Pulse налягане имат формата на единични или периодично повтарящи се импулси и се характеризира с голяма амплитуда и по-кратко време пулс възход и падение време на процеса. В повечето случаи, тези методи не са постоянен компонент (фиг. 5.3, г-д).

Най-строги метрологичните изисквания за сензори и системи за измерване на статични и бавно различни процеси. Това е така, защото сензорите трябва да се измерват едновременно допустимата грешка преходни и постоянен натиск, следвани от пулсация. Тези изисквания са противоречиви в много случаи трудно съвместими в един сензор, като за измерване на преходни процеси с малка грешка изисква висока естествена честота и малка степен на седация, но за малка грешка в измерването на постоянен натиск, следван от висока честота пулсации се изисква ниска естествена честота и голяма степента на седация. Сензори за измерване на бързо различна и пулсиращи натиск трябва да имат ниски динамичните грешки, Д. висока природна честота т.е.. И липсата на механични и електрически резонанси в работна честота Обхватът на измерване на налягане и дестабилизиращи фактори на. За да се осигури динамична система позволено грешки като цяло, всички елементи на системата (детектор-усилвател-конвертор-рекордер), трябва да бъдат съчетани в честотни ленти измервания.

Фигура 5.3 естеството на промяна на налягането във времето:
и - бавно различна налягане; б - бавно различна налягане, последвано от пулсиращи; в - един бързо променящ се натиск постоянен компонент; г - бързо променящата налягане без DC компонент;
г - импулс налягане; F, G - удар или натиск експлозия