Приборы для измерения давления¶
Прибор для измерения давления — это измерительный прибор, предназначенный для определения величины давления газа, жидкости или пара относительно атмосферного или абсолютного. По принципу действия приборы делятся на жидкостные, деформационные (пружинные), электронные и манометрические; выбор конкретного прибора зависит от измеряемого диапазона, точности, среды и условий эксплуатации.
¶Основные типы приборов
¶Манометры
Манометр — наиболее распространённый прибор для измерения избыточного давления. Принцип работы классического манометра основан на деформации трубчатой пружины (Бурдона), которая под действием давления распрямляется, и стрелка на шкале показывает величину. Манометры просты, надёжны и не требуют внешнего питания.
¶Вакуумметры
Вакуумметры измеряют давление ниже атмосферного. Встречаются жидкостные (по высоте столба ртути или масла) и электронные (пирометрические, ионизационные) вакуумметры. Для измерения давления в диапазоне от атмосферного до глубокого вакуума применяют комбинированные приборы — тягомеры-манометры.
¶Барометры
Барометры измеряют атмосферное давление. Различают жидкостные (ртутные и анероидные) и цифровые барометры. Анероидная шкала, изобретённая в XIX веке, позволила создать компактные приборы без жидких рабочих тел.
¶Датчики давления
Электронные датчики давления (пьезорезистивные, ёмкостные, тензометрические) преобразуют давление в электрический сигнал. Они применяются в автоматизированных системах управления, телеметрии и там, где требуется дистанционная передача показаний.
¶Критерии выбора
При выборе прибора для измерения давления учитывают следующие параметры:
- Диапазон измерений. Следует выбирать прибор с запасом по шкале (обычно 1,5–2 раза выше максимального ожидаемого давления), чтобы избежать перегрузки.
- Класс точности. Определяется допустимой погрешностью. Для лабораторных измерений используют приборы класса точности 0,1–0,25, для промышленной эксплуатации — 1,0–2,5.
- Рабочая среда. Агрессивные среды, высокие температуры, вибрация и коррозия требуют специальных материалов и конструкций.
- Назначение. Измерение избыточного, вакуумного, абсолютного или дифференциального давления — у каждого типа прибора своя область применения.
¶Сравнение по точности и удобству
| Тип прибора | Диапазон | Точность | Питание | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Манометр Бурдона | 0–1000 МПа | 0,1–2,5 класс | не требуется | промышленность, быт |
| Ртутный манометр | 0–100 кПа | высокая | не требуется | лаборатории |
| Электронный датчик | широкий | 0,05–1 класс | требуется | автоматизация |
| Барометр анероидный | 800–1060 гПа | средняя | не требуется | метеорология |
| Ионизационный вакуумметр | 10⁻³–10⁻⁷ Па | высокая | требуется | вакуумная техника |
¶Области применения
В промышленности манометры и датчики давления используются в котельных, нефтегазовой отрасли, химическом производстве и пищевой промышленности. В медицине применяются тонометры для измерения артериального давления. В авиации и космосе используются высотомеры и барометрические датчики. В быту наиболее распространены манометры для контроля давления в шинах и отопительных системах.
¶Тенденции развития
Современные приборы для измерения давления всё чаще оснащаются цифровыми дисплеями, интерфейсами передачи данных (RS-485, Modbus, беспроводные протоколы) и возможностью самодиагностики. Развитие микроэлектромеханических систем (MEMS) привело к созданию миниатюрных и недорогих датчиков, применяемых в мобильной технике и носимых устройствах.
Источники:
- ГОСТ 8.586.1-2005 — Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений давления. Требования к точности
- Справочник по измерению давления / под ред. Б. Н. Маркова
- Метрологическое обеспечение средств измерений давления / ВНИИМ
- Приборостроение: Справочник в 2 томах / под ред. В. В. Клюева