Манометры

Манометры

В измерительной технике приборы предназначенные для измерения положительных избыточных давлений – называются манометры. Приборы, измеряющие отрицательные избыточные давления – вакуумметрами.

Приборы для измерения абсолютного атмосферного давления называются барометрами.

Приборы, предназначенные для измерения и положительных и отрицательных избыточных давлений, называются мановакуумметрами.

В авиации манометры применяют для измерения давления масла, давления топлива, воздуха, кислорода и воды. В зависимости от принципа действия чувствительных элементов и первичных преобразователей механических величин в электрический сигнал, манометры можно разделить на три группы: механические, электромеханические, электрические.

Классификация авиационных манометров

Рис. Схема классификации манометров

Принцип действия манометров основан на свойстве упругой информации чувствительного элемента датчика. Чувствительными элементами могут являться манометрические коробки, сильфоны, трубка Бурдона, упругая мембрана, анероидная коробка. Эти элементы изготавливаются из фосфористой бронзы или латуни. В случае измерения высоких давлений – сталь.

Преобразователями механического сигнала в электрический могут быть: потенциометры, индуктивные преобразователи и контактные устройства.

Указателями служит мостовая логометрическая схема.

Авиационные манометры должны удовлетворять следующие основные требования:

• Допустимые погрешности при нормальных условиях не должны превышать при измерении давления топлива Р_т ±3%, давления масла Р_м ±4%

• Манометры должны быть дистанционными

• При применении манометров в качестве датчиков в регуляторе, диапазон воспроизводимых ими частот должен быть на порядок выше диапазона частот замкнутого контррегулирования

Механические манометры

К механическим манометрам относятся приборы с упругими или с другими чувствительными элементами, при работе которых измеряемое давление преобразуется в механическое и вызывает механическое отклонение стрелок или других деталей механизмов отсчета.

В качестве чувствительного элемента в механических манометрах применяют:

• Трубчатые пружины

• Сильфоны

• Упругие мембраны, в которых под действием давления вызывается упругая деформация.

На рис. 1 представлена кинематическая схема манометра для измерения давления воздуха 2М-150. 150 – предел измерения; 2 – двухстрелочный; ЧЭ – две манометрические трубки.

На рис. 2 представлена схема сдвоенного мановакуумметра 2МВ-18. Мановакуумметр предназначен для измерения абсолютного давления воздуха или смеси, отсасывающей системы поршневых двигателей, т. е. измерения давления наддува. Предел измерена от 300 до 1800 мм рт. ст.; цена деления – 20; погрешность 1%

Принцип работы

Для получения сдвоенного мановакуумметра, измеряющего два различных давления Р_К1 и Р_К2 , в качестве чувствительного элемента могут быть применены блоки манометрических и барометрических коробок. Блоки манометрических (2) и барометрических (3) коробок крепятся на двух центрах (1), помещаемых в ____иальное отверстие рамы, жестко связанного с корпусом. При увеличении давления Р_К , стержень (4) перемещается вверх. При этом конец биметаллической пластины (5) черезсильфу (6) и металлическую пластину (7),вызывает поворот полодка (8) и зубчатого сектора (10); с эти сектором сцеплено ведомое зубчатое колесо (11), сидящее на оси (12) стрелки (13). Шкала (14) прибора градуирована от 400 до 1800 мм рт. ст.

В одном общем корпусе устанавливаются 2 опрессованных ЧЭ, связанных со своими передаточно-множительными механизмами. Привод стрелок 13 и 15 для устранения колебания стрелок из-за зазоров между зубьями зубчатой передачи применены две спиральные пружины (9).

В отличии от других, описаны мановакуумметры, сокращенно называют 2МВ-18.

Электромеханические манометры. Манометры с омическим сопротивлением

В электромеханических манометрах, в качестве чувствительного элемента применяются гофрированные мембраны: манометрические коробки и манометрические трубки. Приборы применяются для измерения давления в диапазонах от 0-1 до 0-250 кг/см². При измерении давления до 3 кг/см² применяются манометрические коробки, до 100 кг/см² – гофрированные коробки, до 250 кг/см² – манометрические коробки.

Для преобразования деформации упругих элементов в электрический сигнал применяется метод омического сопротивления. Реостат включается в мостовую схему или в схему потенциометрической дистанционной передачи. В этих измерительных схемах изменение омического сопротивления преобразуется в изменении электрического тока.В измерительных схемах осуществляется так же компенсация температурных погрешностей приборов.

В качестве указателей в манометрах применяют логометры с подвижным магнитом.

Манометры серии ЭДМУ. ЭДМУ – электрический дистанционный унифицированного типа. Предназначены для измерения давления жидкости и газа в авиадвигателях различных типов и выпускается с диапазонами измерения в пределах от 0-1 до 0-150 кг/см².

Все манометры серии ЭДМУ имеют одинаковое устройство и одинаковые элементы, за исключением чувствительного элемента (мембрана, манометрическая коробка и трубка) и градуировка шкалы.

В комплект манометра входит датчик, указатель и соединительные провода.

Принцип действия манометра

Заключается в следующем: измеряемое давление подается внутрь объема, образованного мембраной и корпусом прибора. Деформация мембраны через передаточный механизм перемещает движок реостата, в результате чего изменяется сопротивления R₃ и R₄ , как видно из схемы, R₃ и R₄ образуют два переменных плеча мостовой схемы. Два других плеча образованы сопротивлениями R₁ иR₂. В качестве указателя применен манометр с подвижным магнитом. Рамки логометра, имеющее сопротивление R₅ и R₆ , присоединены свободными концами к диагонали моста, а общей точкой – полудиагонали моста, состоящей из R₇ и R₇.

Катушки логометра имеют одинаковое количество витков, но разные размеры, оси катушек расположены под углом 120. При этом внутренняя катушка имеет меньшее сопротивление.

Каждому измеряемому давлению соответствует определенное положение движка на реостате и, следовательно, определенное соотношение между R₃иR₄. Силы токов в рамках будут определяться величинами этих сопротивлений. Другими словами, каждому значению измеряемому сопротивления будет соответствовать определенное соотношение тока в рамках логометра, т. е. определенное показание прибора.

На рис. 7.4 применена кинематическая схема датчика манометра. Измеряемое давление подается пространством под мембраной (11). Деформация мембраны через шток (9), качалку (8) и поводок (6) передается на щетку (2) потенциометра (1), в датчике различных манометров отличаются следующими элементами: в манометрах с диапазоном измерений 0-1, 0-3 кг/см² в качестве чувствительного элемента применяются манометрические коробки, а в манометрах с большим диапазоном измерения – гофрированные мембраны и манометрические трубки. Кроме того, в манометрах с диапазонами измерения до 6 кг/см² имеется специальный штуцер для подвода статического давления Р_ст , в корпус датчика. Большинство деталей датчиков и указателей являются унифицированными.