Какие устройства могут измерить давление?

Классификация приборов для измерения давления

Давлением называется равномерно распределенная сила, действующая перпендикулярно на единицу площади. Оно может быть атмосферным (давление околоземной атмосферы), избыточным (превышающим атмосферное) и абсолютным (сумма атмосферного и избыточного). Абсолютное давление ниже атмосферного называется разреженным, а глубокое разряжение – вакуумным.

Единицей давления в международной системе единиц (СИ) является Паскаль (Па). Один Паскаль есть давление, создаваемое силой один Ньютон на площади один квадратный метр. Поскольку эта единица очень мала, применяют также единицы кратные ей: килопаскаль (кПа) = Па; мегапаскаль (МПа) = Па и др. Ввиду сложности задачи перехода от применявшихся ранее единиц давления к единице Паскаль, временно допущены к применению единицы: килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см ) = 980665 Па; килограмм-сила на квадратный метр (кгс/м ) или миллиметр водяного столба (мм вод.ст) = 9,80665 Па; миллиметр ртутного столба (мм рт.ст) = 133,332 Па.

Приборы контроля давления классифицируются в зависимости от метода измерения, используемого в них, а также по характеру измеряемой величины.

По методу измерения, определяющему принцип действия, эти приборы подразделяются на следующие группы:

– жидкостные, в которых измерение давления происходит путем уравновешивания его столбом жидкости, высота которого определяет величину давления;

– пружинные (деформационные), в которых значение давления измеряется путем определения меры деформации упругих элементов;

– грузопоршневые, основанные на уравновешивании сил создаваемых с одной стороны измеряемым давлением, а с другой стороны калиброванными грузами действующих на поршень помещенный в цилиндр.

– электрические, в которых измерение давления осуществляется путем преобразования его значения в электрическую величину, и путем замера электрических свойств материала, зависящих от величины давления.

По виду измеряемого давления приборы подразделяют на следуюшие:

– манометры, предназначенные для измерения избыточного давления;

– вакуумметры, служащие для измерения разрежения (вакуума);

– мановакууметры, измеряющие избыточное давление и вакуум;

– напоромеры, используемые для измерения малых избыточных давлений;

– тягомеры, применяемые для измерения малых разрежений;

– тягонапоромеры, предназначенные для измерения малых давлений и разрежений;

– дифференциальные манометры (дифманометры), с помощью которых измеряют разность давлений;

– барометры, используемые для измерения барометрического давления.

Наиболее часто используются пружинные или деформационные манометры. Основные виды чувствительных элементов этих приборов представлены на рис. 1.

Рис. 1. Виды чувствительных элементов деформационных манометров

а) – с одновитковой трубчатой пружиной (трубкой Бурдона)

б) – с многовитковой трубчатой пружиной

в) – с упругими мембранами

Приборы c трубчатыми пружинами.

Принцип действия этих приборов основан на свойстве изогнутой трубки (трубчатой пружины) некруглого сечения изменять свою кривизну при изменении давления внутри трубки.

В зависимости от формы пружины, различают пружины одновитковые (рис. 1а) и многовитковые (рис. 1б). Достоинством многовитковых трубчатых пружин является большее чем у одновитковых перемещение свободного конца при одинаковом изменении входного давления. Недостатком – существенные габариты приборов с такими пружинами.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной – один из наиболее распространенных видов пружинных приборов. Чувствительным элементом таких приборов является согнутая по дуге круга, запаянная с одного конца, трубка 1 (рис. 2) эллиптического или овального сечения. Открытым концом трубка через держатель 2 и ниппель 3 присоединяется к источнику измеряемого давления. Свободный (запаянный) конец трубки 4 через передаточный механизм соединен с осью стрелки перемещающейся по шкале прибора.

Трубки манометров, рассчитанных на давление до 50 кг/см изготавливаются из меди, а трубки манометров, рассчитанных на большее давление из стали.

Свойство изогнутой трубки некруглого сечения изменять величину изгиба при изменении давления в ее полости является следствием изменения формы сечения. Под действием давления внутри трубки эллиптическое или плоскоовальное сечение, деформируясь, приближается к круглому сечению (малая ось эллипса или овала увеличивается, а большая уменьшается).

Перемещение свободного конца трубки при ее деформации в определенных пределах пропорционально измеряемому давлению. При давлениях, выходящих из указанного предела, в трубке возникают остаточные деформации, которые делают ее непригодной для измерения. Поэтому максимальное рабочее давление манометра должно быть ниже предела пропорциональности с некоторым запасом прочности.

Рис. 2. Пружинный манометр

Перемещение свободного конца трубки под действием давления весьма невелико, поэтому для увеличения точности и наглядности показаний прибора вводят передаточный механизм, увеличивающий масштаб перемещения конца трубки. Он состоит (рис. 2) из зубчатого сектора 6, шестерни 7, сцепляющейся с сектором, и спиральной пружины (волоска) 8. На оси шестерни 7 закреплена указывающая стрелка манометра 9. Пружина 8 прикреплена одним концом к оси шестерни, а другим – к неподвижной точке платы механизма. Назначение пружины – исключить люфт стрелки, выбирая зазоры в зубчатом сцеплении и шарнирных соединениях механизма.

Мембранные манометры.

Чувствительным элементом мембранных манометров может быть жесткая (упругая) или вялая мембрана.

Упругие мембраны представляют собой медные или латунные диски с гофрами. Гофры увеличивают жесткость мембраны и ее способность к деформации. Из таких мембран изготавливают мембранные коробки (см. рис. 1в), а из коробок – блоки.

Вялые мембраны изготавливают из резины на тканевой основе в виде одногофровых дисков. Используются они для измерения небольших избыточных давлений и разряжений.

Мембранные манометры и могут быть с местными показаниями, с электрической или пневматической передачей показаний на вторичные приборы.

Для примера рассмотрим дифманометр мембранный типа ДМ, который представляет собой бесшкальный датчик мембранного типа (рис. 3) с дифференциально – трансформаторной системой передачи значения измеряемой величины на вторичный прибор типа КСД.

Рис. 3 Устройство мембранного дифманометра типа ДМ

Чувствительным элементом дифманометра является мембранный блок, состоящий из двух мембранных коробок 1 и 3, заполненных кремнийорганической жидкостью, находящихся в двух отдельных камерах, разделенных перегородкой 2.

К центру верхней мембраны прикреплен железный сердечник 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя 5.

В нижнюю камеру подается большее (плюсовое) измеряемое давление, в верхнюю – меньшее (минусовое) давление. Сила измеряемого перепада давления уравновешивается за счет других сил, возникающих при деформации мембранных коробок 1 и 3.

При увеличении перепада давления мембранная коробка 3 сжимается, жидкость из нее перетекает в коробку 1, которая расширяется и перемещает сердечник 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя. При уменьшении перепада давления сжимается мембранная коробка 1 и жидкость из нее вытесняется в коробку 3. Сердечник 4 при этом перемещается вниз. Таким образом, положение сердечника, т.е. выходное напряжение дифференциально-трансформаторной схемы однозначно зависит от значения перепада давления.

Для работы в системах контроля, регулирования и управления технологическими процессами путем непрерывного преобразования давления среды в стандартный токовый выходной сигнал с передачей его на вторичные приборы или исполнительные механизмы используются датчики-преобразователи типа “Сапфир”.

Преобразователи давления этого типа служат: для измерения абсолютного давления («Сапфир-22ДА»), измерения избыточного давления («Сапфир-22ДИ»), измерения вакуума («Сапфир-22ДВ»), измерения давления – разряжения («Сапфир-22ДИВ»), гидростатического давления («Сапфир-22ДГ»).

Устройство преобразователя «САПФИР-22ДГ» показано на рис. 4. Они используются для измерения гидростатических давлений (уровня) нейтральных и агрессивных сред при температурах от -50 до 120 °С. Верхний предел измерения – 4 МПа.

Рис. 4 Устройство преобразователя «САПФИР -22ДГ»

Тензопреобразователь 4 мембранно-рычажного типа размещен внутри основания 8 в замкнутой полости 10, заполненной кремнийорганической жидкостью, и отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами 7. Чувствительными элементами тензопреобразователя являются пленочные тензорезисторы 11 из кремния размещенные на пластине 10 из сапфира.

Мембраны 7 приварены по наружному контуру к основанию 8 и соединены между собой центральным штоком 6, который связан с концом рычага тензопреобразователя 4 с помощью тяги 5. Фланцы 9 уплотнены прокладками 3. Плюсовой фланец с открытой мембраной служит для монтажа преобразователя непосредственно на технологической емкости. Воздействие измеряемого давления вызывает прогиб мембран 7, изгиб мембраны тензопреобразователя 4 и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока по проводам через гермоввод 2 в электронное устройство 1, преобразующее изменение сопротивлений тензорезисторов в изменение токового выходного сигнала в одном из диапазонов (0-5) мA, (0-20) мA, (4-20) мА.

Измерительный блок выдерживает без разрушения воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением. Это обеспечивается тем, что при такой перегрузке одна из мембран 7 ложится на профилированную поверхность основания 8.

Похожее устройство имеют и указанные выше модификации преобразователей «Сапфир-22».

Измерительные преобразователи гидростатических и абсолютных давлений «Сапфир-22К-ДГ» и «Сапфир-22К-ДА» имеют выходной токовый сигнал (0-5) мА или (0-20) мА или (4-20) мА, а также электрический кодовый сигнал на базе интерфейса RS-485.

Чувствительным элементом сильфонных манометров и дифманометров являются сильфоны – гармониковые мембраны (металлические гофрированные трубки). Измеряемое давление вызывает упругую деформацию сильфона. Мерой давления может быть либо перемещение свободного торца сильфона, либо сила, возникающая при деформации.

Принципиальная схема сильфонного дифманометра типа ДС приведена на рис.5. Чувствительным элементом такого прибора являются один или два сильфона. Сильфоны 1 и 2 одним концом закреплены на неподвижном основании, а другим соединены через подвижный шток 3. Внутренние полости сильфонов заполнены жидкостью (водоглицериновой смесью, кремнийорганической жидкостью) и соединены друг с другом. При изменении перепада давления один из сильфонов сжимается, перегоняя жидкость в другой сильфон и перемещая шток сильфонного блока. Перемещение штока преобразуется в перемещение пера, стрелки, лекала интегратора или сигнал дистанционной передачи, пропорциональный измеряемому перепаду давления.

Номинальный перепад давления определяет блок винтовых цилиндрических пружин 4.

При перепадах давления выше номинального стаканы 5 перекрывают канал 6, прекращая переток жидкости и предупреждая таким образом сильфоны от разрушения.

Рис. 5 Принципиальная схема сильфонного дифманометра

Для получения достоверной информации о величине какого-либо параметра необходимо точно знать погрешность измерительного устройства. Определение основной погрешности прибора в различных точках шкалы через определенные промежутки времени производят путем его поверки, т.е. сравнивают показания поверяемого прибора с показаниями более точного, образцового прибора. Как правило, поверка приборов осуществляется сначала при возрастающем значении измеряемой величины (прямой ход), а затем при убывающем значении (обратный ход).

Манометры поверяют следующими тремя способами: поверка нулевой точки, рабочей точки и полная поверка. При этом две первые поверки производятся непосредственно на рабочем месте с помощью трехходового крана (рис. 6).

Рабочая точка поверяется путем присоединения контрольного манометра к рабочему манометру и сравнение их показаний.

Полная поверка манометров осуществляется в лаборатории на поверочном прессе или поршневом манометре, после снятия манометра с рабочего места.

Принцип действия грузопоршневой установки для поверки манометров основан на уравновешивании сил, создаваемых с одной стороны измеряемым давлением, а с другой – грузами, действующими на поршень, помещенный в цилиндр.

Рис. 6. Схемы поверки нулевой и рабочей точек манометра с помощью трехходового крана.

Положения трехходового крана: 1 – рабочее; 2 – поверка нулевой точки; 3 – поверка рабочей точки; 4 – продувка импульсной линии.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9614 – | 7392 – или читать все.

194.79.23.4 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Приборы для измерения артериального давления

Тонометр – медицинский прибор для измерения артериального давления (АД) и частоты пульса – применяется в учреждениях здравоохранения и в домашних условиях для определения состояния сердечно-сосудистой системы. При отсутствии проблем уровень артериального давления остается стабильным.

• Небольшие колебания давления до 20 мм. рт. ст. для систолического или верхнего значения и до 10 мм. рт. ст. для диастолического или нижнего значения в течение одного дня возможны и не являются опасными. Причины колебаний различны: от стресса и волнения до физических нагрузок и обильного приема пищи.
• Продолжительное отклонение уровня АД от стандартных значений, тем более выходящее за пределы нормы, является возможным сигналом развития заболевания и требует скорейшего визита к врачу.

Важно отметить, что у каждого человека есть свой оптимальный диапазон артериального давления, обеспечивающий наилучшее самочувствие. Знание оптимального диапазона давления помогает врачу выявить изменения в состоянии здоровья.

Чтобы определить свой диапазон давления в домашних условиях, нужно приобрести наручный прибор для измерения давления человека «Омрон» . Помните: давление, отличное от нормы, рабочим для здорового человека не бывает. Даже нормальное самочувствие в таком случае является дополнительным поводом обратиться за мед. консультацией.

Зачем измерять АД?

Инфаркт, инсульт, почечная недостаточность, слепота – всё это предшественники гипертонии. И есть только один способ избежать серьёзных осложнений – поддерживать нормальный уровень АД с помощью медикаментов.

Гипертоникам необходим домашний измеритель артериального давления, чтобы предотвратить риск возможных осложнений. Очень важно измерять АД в спокойной обстановке для получения наиболее точных данных.

На показания давления больных и здоровых людей влияют не только внешние факторы и различные заболевания, особое значение оказывают возраст и пол.

Согласно данным, которые указаны в таблице, АД с возрастом увеличивается и это нормально, так как организм стареет и происходят возрастные изменения, которые провоцируют нарушения.

Напоминаем! Параметры, указанные в таблице, являются средними показателями. Для определения точного индивидуального уровня давления необходимо регулярно использовать домашний тонометр Omron и консультироваться со специалистом.

Типовые элементы приборов для измерения уровня давления

Основные составляющие механических и полуавтоматических измерителей артериального давления:

• манометр со шкалой / электронный монитор;
• манжета на плечо (пневматическая камера в тканевом «рукаве» с фиксирующими липучками);
• резиновая груша с корректируемым клапаном стравливания для нагнетания воздуха в манжету;
• фонендоскоп;
• резиновые трубки для подачи воздуха.

Основные составляющие автоматических измерителей артериального давления:

• электронный блок с дисплеем;
• манжета на плечо или запястье (пневмокамера в тканевом «рукаве» с фиксаторами-липучками);
• резиновые трубки;
• элементы питания типа АА («пальчиковые») или типа ААА («мизинчиковые»);
• сетевой адаптер.

Виды тонометров Omron

Механические измерители давления CS Medica (CS 106 без фонендоскопа / с фонендоскопом, CS 105, CS 107, CS 110 Premium).

Механический прибор определяет артериальное давление по ударам сердца на артерии, показания результатов выводятся на манометр. Накачивание воздуха в манжету происходит специальной грушей вручную.

Преимущества: высокая надежность, долгий срок службы и лояльная цена измерителя давления.

Недостатки: требует непосредственного участия стороннего человека на всех этапах измерения, но человеческий фактор вносит некоторую погрешность в результаты измерения, величина которой зависит от профессионализма измеряющего.

Автоматические измерители давления на плечо (Omron M2 Basic, M2 Basic с адаптером, M2 Basic с универсальной манжетой и адаптером, Omron M2 Classic, M2 Classic с адаптером, M3 Eco, Omron M3 Expert, M3 Comfort, M3 Family, M6 Comfort, Omron M6, Mit Elite, Mit Elite Plus, М10-IT)
Автоматические измерители давления на запястье (Omron R1, R2, R3 Opti, Omron R5 Prestige)

Принцип работы автоматических приборов: с помощью компрессора прибор автоматически нагнетает воздух в манжету. Результат систолического, диастолического давления и частоты пульса выводятся на дисплей.

Преимущества: на точность не влияет человеческий фактор (искусственный интеллект накачивает воздух в манжету, подстраиваясь под индивидуальные особенности человека), простое использование без определенных навыков.

Недостатки: погрешность в определении АД у пациентов с проблемами сердечно-сосудистой системы (проводите два или три измерения, чтобы избежать неточностей); высокая цена, особенно тех цифровых приборов для измерения давления человека, которые имеют максимальный набор потребительских функций. Возможная погрешность составляет 3 – 10 мм.рт.ст.

Полуавтоматические измерители давления (Omron S1, M1 Compact, M1 Eco)

Пульсация крови в артерии определяется автоматически, результаты выводятся на жидкокристаллический дисплей, но наполнять манжету воздухом нужно при помощи резиновой груши.

Преимущества: не нужно самостоятельно вычислять показания давления, все результаты в электронном виде, отличный функционал по низкой стоимости.

Недостатки: небольшие погрешности в вычислениях АД; требуют человеческого участия для накачивания воздуха в манжету.

Купить миостимуляторы Omron с доставкой по Москве и по России предлагает официальный интернет-магазин Omron в РФ.
Бесплатный звонок по России: 8 (800) 333-53-39.

Методы измерения

Артериальное давление измеряется двумя способами:

• Аускультативный (метод Короткова) – прослушивания пульса посредством фонендоскопа. Метод характерен для механических приборов.
• Осциллометрический – результат сразу выводится на экран автоматического прибора.

Однако в обоих случаях принцип работы тонометров одинаков.

Как правильно делать измерение АД?

При измерении механическими приборами необходимо следовать инструкции:

1. Первое измерение проводится утром, второе-третье измерение делается днем и вечером (или только вечером); через 1-2 часа после приема пищи и не ранее 1 часа после курения или употребления кофе.
2. Желательно сделать 2-3 измерения и высчитать среднее значение АД.
3. Измерение правильно проводить на нерабочей руке (на левой, если вы правша, и на правой, если вы левша).
4. При наложении манжеты ее нижний край должен быть на 2,5 см выше локтевой ямки. Отходящая от манжеты измерительная трубка располагается посередине локтевого сгиба.
5. Стетоскоп не должен касаться трубок тонометра. Расположить его следует на уровне 4-го ребра или сердца.
6. Нагнетается воздух энергично (медленное приводит к болевым ощущениям).
7. Впуск воздуха из манжеты должен протекать медленно – 2 мм.рт.ст. в секунду (чем медленнее выпускать, тем выше качество измерения).
8. Сидеть следует у стола, облокотившись на спинку стула, локоть и предплечье на столе лежат так, чтобы манжеты находилась на одном уровне с линией сердца.

При измерении АД автоматическим прибором также следует соблюдать пункты 1-4 из инструкции выше:

1. Сидеть следует у стола, спокойно облокотившись на спинку стула, локоть и предплечье на столе лежат так, чтобы манжета находилась на одном уровне с линией сердца.
2. После чего нажать кнопку Star/Stop и прибор автоматически сделает измерение артериального давления, но в это время не стоит разговаривать и двигаться.

Манжета для тонометров и её размер

Манжеты для измерителя кровяного давления обязательно должны подходить вам по размеру, от этого напрямую зависит точность показателей (измерьте окружность руки над локтем).

В комплект приборов для измерения давления «Омрон» входят различные манжеты, поэтому необходимо обязательно уточнять размер и возможность подключения дополнительных манжет.

В комплекте к механическим приборам поставляются следующие манжеты:

• Увеличенная нейлоновая без фиксирующего кольца для окружности плеча 24-42 см.
• Нейлоновая с металлическим фиксирующим кольцом для окружности плеча 24-38 см.
• Нейлоновая с металлическим фиксирующим кольцом для окружности плеча от 22-38 см.
• Увеличенная без фиксирующей скобы при окружности плеча 22-39 см.

Механические тонометры (за исключением модели CS Medics CS 107) имеют возможность подключения 5 разных дополнительных манжет:

• №1, тип H (9-14 см).
• №2, тип D (13-22 см).
• Medica №3, тип P (18-27 см).
• Medica №4, тип S (24-42 см).
• Medica №5, тип B (34-50 см).

В комплекте к полуавтоматическим приборам поставляется веерообразная манжета Omron Fan-Shaped (22-32 см). Однако к данным тонометрам есть возможность подключения дополнительных манжет, которые приобретаются отдельно:

• Малая + малая «груша» (17-22 см).
• Большая на окружность руки (32-42 см).

В комплекте к автоматическим приборам подходят следующие манжеты:

• Компрессионная стандартная CM, повторяющая форму руки, средний размер, (22-32 см).
• Большая CL (32-42 см).
• Детская CS2 (17-22 см).
• Универсальная CW (22-42 см).
• Инновационная манжета Omron Intelli Wrap (22-42 см).
• Компрессионная, нового поколения Easy Cuff, повторяющая форму руки (22-42 см).

К профессиональным автоматическим моделям HBP-1100, HBP-1300 поставляются две манжеты: средняя компрессионная манжета Omron GS Cuff M (22-32см) и большая компрессионная манжета Omron GS Cuff L (32-42см). Есть возможность дополнительно приобрести манжеты следующих размеров:

• GS Cuff SS, сверхмалая (12-18 см).
• GS Cuff S, малая (17-22 см).
• Omron GS Cuff M (22-32 см).
• GS Cuff XL, сверхбольшая (42-50 см).

Какие устройства могут измерить давление?

Давление характеризуется силой, действующей на поверхность тела. Это важная характеристика, оказывающая, как и температу­ра, влияние на многие технологические и другие процессы. В на­стоящее время применяют несколько единиц давления. В Международной системе единиц (СИ) единицей давления является паскаль (Па), равный давлению силы в 1 Н (ньютон) на площадь 1 м 2 , где Н – сила, сообщающая массе 1 кг ускорение 1 м/с. Для высоких давлений иногда используют кгс/м 2 и бар; для низких – миллиметр ртутного или водяного столба (мм рт. ст. и мм вод. ст ).

При помощи барометра можно измерить давление атмосферы.

Различают давление атмосферное, избыточное, вакуумметрическое, абсолютное. Приборы для измерения давления называют ма­нометрами. В зависимости от вида и значения измеряемого давления, используют разновидности манометров: барометры, вакуум­метры и др.

Атмосферное давление (барометрическое), оказываемое атмосфе­рой Земли, измеряют барометрами. Избыточное давление, являющееся превышением давления среды над атмосферным, – манометра­ми, мановакууметрами, дифференциальными манометрами. Вакуумметрическое давление (вакуум, разрежение), недостающее до атмосферного, – вакууметрами. Абсолютное давление среды, отсчитываемое от абсолютного нуля, т. е. от абсолютного вакуума, может измеряться одним из вышеуказанных разновидностей манометров в зависимости от того, выше оно атмосферного, ниже или равно ему. В технике в большинстве случаев измеряют избыточное давление. Манометры для его измерения разделяют на жидкостные и деформационные.

Рисунок 1. Двухтрубный манометр.

В жидкостных манометрах давление измеряется по высоте столба жидкости, уравновешивающего это давление. Приборы обычно выполняются в виде двух сообщающихся стеклянных сосудов, залитых рабочей жидкостью (ртутью, дистиллированной водой, этиловым спиртом и др.).

Один конец сосуда соединяется со средой, где измеряется давление, второй – остается открытым. Под действием давления измеряемой среды жидкость начинает перемещаться из одного колена в другое до тех пор, пока давления среды и столба жидкости в колене не уравновесятся. Разность уровней, отсчитываемая по шкале, пропорциональна измеряемому избыточному давлению (Р_н), которое равно

Рисунок 2. Жидкостный манометр.

где Н – высота столба жидкости; р – плотность жидкости; g – ускорение силы тяжести. Такими манометрами можно измерять также разрежение и разность давлений.

На рис. 1 а показан двухтрубный манометр, которым можно измерять атмосферное, избыточное и вакуумметрическое давление. Его недостатком является большая погрешность при измерении пульсирующих давлений. В этом случае используют однотрубные манометры (рис. 1 б), в которых одно колено сообщающегося сосуда имеет гораздо больший диаметр по сравнению с другим. Широкое колено (чашка) соединяется с измеряемой средой, давле­ние которой перемещает жидкость в узкое колено. При измерении учитывается только высота столба узкого колена, так как изменение уровня жидкости в чашке настолько незначительно, что им можно пренебречь. Для измерения небольших избыточных давлений при­меняют однотрубные микроманометры с наклонной трубкой (рис. 1 в). Уменьшение угла наклона трубки позволяет повысить точность отсчета, так как при этом увеличивается длина столба жидкости.

Отдельную группу представляют жидкостные манометры, в кото­рых перемещение жидкости в сосуде передается чувствительному элементу – поплавку 1 (рис. 2 а), колоколу 2 (рис. 2 б) или кольцу 3 (рис. 2 б), связанному со стрелкой – указателем давления. Достоинства этих приборов – возможность регистрации показаний на диаграмме и их дистанционная передача.

Рисунок 3. Пружинный, мембранный и сильфонный манометры.

В технике более широко применяются деформационные манометры, принцип действия которых основан на деформа­ции упругого чувствительного элемента, возникающей под влия­нием измеряемого давления. Упругая деталь связана с отсчетным устройством, проградуированным непосредственно в единицах дав­ления. По виду упругого элемента различают пружинные, мембран­ные и сильфонные манометры.

В пружинных манометрах упругой деталью является металлическая трубка овального сечения (пружи­на), изогнутая по окружности и соединенная через передаточный ме­ханизм со стрелкой.

Измеряемое давление подается внутрь трубки, в результате чего сечение стремится принять форму круга, пружи­на 1 раскручивается – и указательная стрелка перемещается по шкале (рис. 3а).

В мембранных манометрах упругой деталью является плоская мембрана 2, которая под действием давления прогибается и через передаточный механизм действует на стрелку. Мембрана может быть выполнена также в виде коробки 3, что повышает чувствительность и точность прибора за счет большего ее прогиба при одинаковом давлении (рис. 3б).

Рисунок 4. Дифференциально ­трансформаторный преобразователь.

В сильфонных манометрах (рис. 3в) упругой деталью является сильфон 4, представляю­щий собой тонкостенную гофрированную трубку, в которую пода­стся измеряемое давление. Под его влиянием сильфон растягивается в длину и через передаточный механизм перемещает стрелку при­бора.

Мембранные и сильфонные манометры применяют для измерения небольших избыточных давлений и разрежений благодаря малой жесткости упругого элемента. Причем при использовании для измерения разрежения (вакуума) их называют тягомерами, избыточного давления – напоромерами, а разрежения и избыточ­ного давления – тягонапоромерами.

Рисунок 5. Тензорезистор.

Одно из важных достоинств деформационных манометров по сравнению с жидкостными – возможность автоматической записи и дистанционной передачи показаний.

Это осуществляется преоб­разованием деформации упругого элемента в электрический выход­ной сигнал, который фиксируется вторичными электроизмеритель­ными приборами, проградуированными в единицах давления (миллиамперметра­ми, потенциометрами и др.).

Такие манометры называют деформационными электрическими. Наиболее распростране­ны дифференциально-трансформаторные, магнитомодуляционные и тензометрические преобразователи.

Принцип действия дифференциально ­трансформаторного преобразователя основан на изменении силы индукционно­го тока в зависимости от давления.

Рисунок 6. Грузопоршневый манометр.

В манометрах с таким преобразователем (рис. 4) трубчатая пружина 1 перемещает не стрелку, а стальной сердечник 2 в катушке трансформатора, в результате чего меняется сила индукционного тока, который через электронный усилитель сигнала 4 подается на электроизмерительный прибор 3.

В магнито­модуляционных преобразователях давление преобразуется в сигнал постоянного тока в результате перемещения магнита, связанного с упругим чувствительным элементом. При движении магнит оказы­вает влияние на магнитомодуляционный преобразователь (ММП) и после усиления в полупроводниковом усилительном устройстве сиг­нал подается на вторичные приборы постоянного тока.

Тензометрические преобразователи основаны на зависимости электросопротив­ления металла или полупроводника тензорезисторов от деформации. Тензорезисторы 1 (рис. 5) закрепляются непосредственно на упру­гом чувствительном элементе манометра. Изменение их сопротивле­ния преобразуется в электрический выходной сигнал, фиксируемый вторичными приборами.

Для измерения высоких и сверхвысоких давлений в лаборатор­ной практике, а также для проверки промышленных деформационных манометров используют грузопоршневые манометры.

Их действие основано на уравновешивании давления измеряемой среды силой, создаваемой калиброванным грузом 1 (рис. 6), действующей на поршень 2.

Приборы для измерения давления. Виды и работа. Применение

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м 2 . Применяют приборы для измерения давления.

Виды давления

• Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
• Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
• Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
• Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).

Виды и работа

Приборы, измеряющие давление, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы. Рассмотрим основные из применяемых видов.

Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления.

Деформационные манометры делятся на:

• Пружинные.
• Сильфонные.
• Мембранные.

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров. Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером, для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры.

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности

Измерительные манометры разделяют на два класса:

1. Образцовые.
2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

9 лучших тонометров

Гипертоники со стажем и люди, страдающие вегето-сосудистой дистонией, постоянно нуждаются в измерении артериального давления. Поэтому, таким людям обязательно необходимо иметь дома тонометр.

Тонометр для покупки следует выбирать, исходя из таких критериев:

• частота использования прибора для измерения давления крови;
• наличие и характер конкретных заболеваний;
• умение пользоваться определенными видами аппаратов;
• и, наконец, цена тонометра.

Тонометры есть механические, электронные, автоматические, полуавтоматические, с манжетой на плечо, или на запястье.

Мы предлагаем вашему вниманию рейтинг лучших современных аппаратов для измерения давления.

Рейтинг 9 лучших тонометров 2018 – 2019 года

Лучшие недорогие автоматические тонометры

B.Well WA-33

Автоматический тонометр с манжетой 22 – 42 см для измерения АД на плече. В комплект может входить сетевой адаптер. Простой прибор, отражающий на крупном дисплее уровень систолического и артериального АД, величину пульса, наличие аритмии. Есть индикатор разряда батареи, звуковой сигнал при нарушениях ритма. Тонометр автоматически определяет индивидуальный уровень АД, регулируя степень накачивания манжеты. Сбоку от дисплея есть цветная шкала, позволяющая определить соответствие измеренного АД норме. Управляется одной кнопкой с подсветкой, имеет память на одно измерение. После измерения АД через минуту происходит автоматическое отключение аппарата. Гарантия 3 года.

• низкая цена;
• простота в использовании;
• информация о нарушениях ритма;
• наличие памяти;
• индикатора разряда аккумулятора;
• шкалы уровня АД;
• индивидуальный уровень накачивания воздуха.

• Нет озвучивания данных.

Omron M2 Basic

Автоматический тонометр для измерения уровня АД на плече. В комплект может входить удобная манжета длиной 22 – 32 см, а также адаптер для подключения прибора к электросети. Также тонометр может работать от аккумуляторов или батареек. На передней панели имеется крупный ЖК-дисплей, на котором отображаются цифры систолического и диастолического АД, а также величина пульса. Ниже расположена одна кнопка, что делает пользование аппарата удобным для лиц пожилого возраста. Имеется сигнал, сообщающий о неправильном измерении, а также функция автоотключения прибора.

• низкая цена;
• простота в использовании;
• точность измерения;
• возможность подключения к электросети;
• гарантийный срок 5 лет.

• отсутствие памяти измерений;
• сигнала аритмии;
• озвучивания данных.

Лучшие автоматические тонометры с стандартным функционалом

Omron M2 > 4 090

Автоматический тонометр для измерения АД на плече. В отличие от модели Omron M 2 Basic, имеет память на 30 измерений. Оснащен манжетой 22 – 32 см, в комплект могут входить универсальная манжета для людей с большим обхватом плеча, а также сетевой адаптер. Прибор имеет индикатор аритмии, а также сообщает об ошибках измерения. Одна кнопка управления, большой дисплей и отсутствие дополнительной информации на экране делают прибор очень простым в обращении. Аппарат очень легкий, что позволяет с комфортом брать его в путешествия и поездки.

• небольшой вес;
• индикация аритмии;
• простота в использовании;
• память на 30 измерений;
• возможность использования универсальной манжеты;
• гарантия 5 лет.

• нет озвучивания данных;
• индикатора разряда батареи;
• отсутствие индивидуального определения степени накачивания воздуха в манжету;
• подсветки кнопки и дисплея.

Лучшие автоматические тонометры с дополнительным набором функций

Оmron m3 Еxpert

Тонометр, который реагирует на нерегулярные пульсации и сам решает – является ли показатель правильным, то есть приемлемым, или есть потребность в новом измерении. При нарушении ритма на экране появляется специальный индикатор. Предусмотрен также просмотр предыдущих результатов, сохраненных в памяти аппарата. Для правильной фиксации манжеты на дисплее выведен отдельный индикатор, который информирует о ее положении, что обеспечивает точную фиксацию уровня давления. Интеллектуальная технология позволяет быть всегда в курсе состояния артериального давления.

A&D UA-1100

Uа-1100 – цифровой тонометр-автомат со специальной гипоаллергенной манжетой диаметром 23-37 см. Прибор запоминает 90 последних измерений, рассчитывает среднее давление, определяет аритмию. Есть дата и время индикатор положения манжеты. Работает от сети и от батареек (4 штуки). Гарантия на основной блок – 10 лет. Тонометр прост в использовании, интуитивно понятен. Пользоваться им удобно даже пожилому человеку: цифры на дисплее крупные, кнопка включения большая. Если манжета неправильно одета, или во время измерения пациент пошевелился – тонометр покажет это на дисплее, так как это может повлиять на результат измерений.

B.Well WA-55

Автоматический тонометр с манжетой 22 – 42 см для измерения АД на плече. Контролирует уровень систолического и диастолического АД, пульса, наличие аритмии (имеется индикатор на дисплее и звуковой сигнал). Есть индикатор разряда батареи. В комплект может входить адаптер для питания от сети. Особенность аппарата – возможность записывать в память данные последних 60 измерений у двух человек (120 ячеек памяти). Прибор также рассчитывает среднее давление. Имеется функция автоотключения. Полезен для людей, не ведущих дневник АД, но регулярно посещающих врача для подбора гипотензивных препаратов. После измерения дисплей окрашивается в один из трех цветов в зависимости от уровня АД. Озвучивания данных нет. Гарантия 3 года.

Какие устройства могут измерить давление?

Давление – это важный параметр, и оно будет характеризоваться силой, которая воздействует на человека. Если разобраться с этой характеристикой более детально, тогда можно сказать о том, что она действительно является важной. На сегодняшний день единицы давления могут иметь несколько видов. В известной Международной системе (СИ) будет применяться единица паскаль. Этот показатель будет равен силе давления в 1 H (ньютон). Для высокого давления иногда могут использовать кгс/м2. Для низкого давления специалисты будут использовать миллиметр ртутного или водяного столба. Наиболее популярным устройством для измерения давления считается барометр.

В этой статье мы рассказали, какие устройства могут измерить давление и представили их особенности и характеристики.

Виды давления

Многие специалисты разделяют давление на:

1. Атмосферное.
2. Избыточное.
3. Вакуумметрическое.
4. Абсолютное.

Приборы, которые позволяют быстро измерить давление имеют название манометры. В зависимости от своего предназначения их могут поделить на: барометры, вакуумметры и др. Теперь пришло время изучить виды давления и информацию о том, как их измерять:

• Атмосферное давление (барометрическое) создается атмосферой Земли. Его измерение происходит с помощью барометров.
• Избыточное давление считается превышением давления среды над атмосферным давлением. Его измерение происходит с помощью: манометров, моновакуумметров или дифференциальными манометрами.
• Абсолютное давление среды будет рассчитываться от нуля.
• Избыточное давление в большинстве случаев будут измерять именно в технике. Чтобы измерить избыточное давление необходимо будет использовать специальные типы манометров, которые разделяют на жидкостные или деформационные.

Жидкостные манометры

Жидкостные манометры имеют достаточно простой принцип работы. Давление в них будет измеряться именно по высоте жидкости в столбе. Обычно такие приборы выполняются в виде двух сообщающихся сосудов, в которых присутствует рабочая жидкость.

Один конец сосуда в обязательном порядке должен соединяться со средой, где будет происходить измерение давления. Второй конец должен оставаться открытым. Под воздействием давления измеряемой среды жидкость постепенно начнет перемещаться из одного колена в другое. Когда уровень жидкости в колене уровняется можно проводить измерения и записывать показатели. Разность жидкости будет пропорциональна избыточному давлению (PH). Его расчет проводится по формуле:

• H – высота столба жидкости.
• P – плотность жидкости.
• G – ускорение силы тяжести.

Благодаря такому манометру у вас также появится замечательная возможность измерять разрежение и разность давлений.

Конечно, подобный манометр активно используется, но он может иметь и определенные недостатки. Основной недостаток заключается в том, что практически невозможно измерить пульсирующее давление.

Жидкостные манометры с чувствительным элементом

Если вы планируете выбрать жидкостный манометр с чувствительном элементом, тогда помните, что их основным достоинством считается то, что они способны фиксировать показатели изменения давления в режиме специальной диаграммы. Измерение давления может происходить благодаря следующим чувствительным элементам:

Это основные чувствительные элементы, которые активно используются в подобных типах манометра.

Деформационные манометры

В последнее время деформационные манометры также начали приобретать значительную популярность. Принцип их действия достаточно простой, и он основан на деформации измерительного элемента. Упругий элемент может быть: пружинным, мембранным или сильфонным манометром.

В пружинных устройствах будет присутствовать специальная трубка овального сечения, изогнутая по окружности и соединенная через специальный механизм со стрелкой. У нас вы также можете прочесть, какие бывают виды электроповодок.

В мембранных манометрах основной деталью является специальная мембрана. Под воздействием давления она будет прогибаться и через передаточный механизм передавать информацию на стрелку.

В сильфонных манометрах основным элементом является сильфон. С виду он будет напоминать специальную гофрированную трубку, в которую будет подаваться давление. Под влиянием сильфон будет растягиваться и передавать информацию на стрелку.

Чтобы измерить небольшие показатели давления чаще всего будут использовать мембранные или сильфонные устройства. Основным достоинством деформационных манометров считается то, что с их помощью можно осуществлять запись и дистанционную передачу всех данных. Такая функция доступна в деформационных электрических манометрах.

Важно знать! Принцип действия дифференциально трансформаторного преобразователя основан на изменении силы индукционного тока.

Магнитомодуляционные преобразователи

Если рассмотреть магнитомодуляционные преобразователи более детально, тогда можно сказать, что давление будет преобразовываться в сигнал благодаря специальному магниту, который связан с чувствительным элементом. Во время своего движения специальный магнит будет оказывать воздействие на магнитомодуляционный преобразователь (ММП). После усиления сигнала он будет передаваться на вторичные приборы.

Танзометрические преобразователи будут основываться на зависимости электросопротивления металла. Тензорезисторы необходимо закрепить на упругом чувствительном элементе манометра. Изменение их сопротивления будет образовываться в специальный электрический сигнал и фокусироваться на вторичные приборы. Чтобы измерить высокие или сверхвысокие давления в лабораторной практике необходимо использовать грузопоршневые манометры.

Теперь вы точно знаете, какие устройства могут измерить давление. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.