Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика




НазваниеУчебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика
страница14/19
Дата конвертации28.04.2013
Размер2.42 Mb.
ТипУчебно-методический комплекс
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19
Упругой характеристикой называется зависимость между перемещением заданной точки упругого элемента и действующим на него давлением:



В зависимости от типа и конструкции УЧЭ его упругая характеристика может быть линейной или нелинейной (затухающей или возрастающей). Обычно при изготовлении УЧЭ стремятся к тому, чтобы его упругая характеристика была линейной, так как в этом случае с помощью простого передаточного механизма можно получить линейную по измеряемому давлению шкалу.

Чувствительность, определяемая отношением приращения перемещения заданной точки УЧЭ .к соответствующему приращению давления является одной из важнейших метрологических характеристик. При прочих равных условиях чувствительность характеризует порог реагирования манометра и упрощает измерение размера перемещения.



Жесткость во многом определяет динамические свойства УЧЭ. Чем больше жесткость, тем меньше инерционность измерительной системы.



При применении УЧЭ в системах с силовой компенсацией различают два вида жесткости: жесткость по давлению kp и жесткость по силе kN. Отношение этих величин имеет размерность площади и по аналогии с поршневыми манометрами называется эффективной площадью УЧЭ:



Дифференциальные манометры (дифманометры).

Дифференциальные манометры (дифманометры) применяют в различных отраслях промышленности для измерения перепада давления, расхода жидкостей, газов и пара по перепаду давления в сужающем устройстве и уровня жидкости, находящейся под атмосферным, избыточным или вакуумметрическим давлением. Кроме того, некоторые типы дифманометров используются в качестве тягомеров, напоромеров и тягонапоромеров.

Промышленностью выпускаются дифманометры следующих типов: колокольные, кольцевые, поплавковые, мембранные и сильфонные. Эти приборы в зависимости от наличия (или отсутствия) устройства для отсчета и дистанционной передачи показаний (электрической, пневматической и др.) подразделяются на следующие разновидности:

1. Дифманометры с отсчетными устройствами, у которых перемещение чувствительного элемента (подвижных частей механизма), вызываемое действием давления или разности давлений, непосредственно или при помощи дополнительных устройств в самом приборе используется для показания или записи.

2. Дифманометры с отсчетными устройствами или без них, снабженные передающими преобразователями с унифицированными выходными сигналами переменного тока и составляющие с вторичными взаимозаменяемыми приборами отдельные измерительные комплекты.

3. Дифманометры с отсчетными устройствами или без них, снабженные передающими преобразователями с унифицированными выходными сигналами постоянного тока или пневматическим сигналом и предназначенные для работы с взаимозаменяемыми вторичными показывающими и самопишущими приборами и регуляторами, а дифманометры с выходным сигналом постоянного тока - с информационно-вычислительными машинами.

Дифманометры колокольные.

Дифманометры колокольные могут быть использованы для измерения расхода газа по перепаду давления в сужающем устройстве. Эти дифманометры можно применять также для измерения малых избыточных и вакуумметрических давлений газа, а также перепадов давления.

Наибольшее распространение из числа колокольных дифманометров получили приборы, использующие один колокол, плавающий в жидкости и перемещающийся под воздействием давления или разности давлений газа. Таким образом, перемещение колокола может служить мерой измеряемого давления или перепада давления газа.

В приборах с колоколом, свободно плавающим в жидкости, измеряемый перепад давления уравновешивается силой, возникающей вследствие увеличения силы тяжести при его подъеме. Этот способ уравновешивания обычно называют гидростатическим.

Уравновешивание измеряемого давления или перепада давления, воспринимаемого колоколом, может осуществляться с помощью специального груза или упругими силами винтовой пружины. Такой способ уравновешивания обычно называют механическим.

Способ уравновешивания с помощью груза широкого распространения не получил и в приборах, выпускаемых в настоящее время, не реализуется.

У дифманомётров колокольных с гидростатическим уравновешиванием, колокол должен быть толстостенным и с достаточно большой рабочей площадью. В качестве разделительной жидкости в этих приборах применяют ртуть. Колокольные дифманометры этого типа в настоящее время не изготовляют и не применяют.

У дифманомётров колокольных с уравновешиванием упругими силами винтовой пружины колокола изготовляют тонкостенными, а в качестве разделительной жидкости применяют трансформаторное масло. Форма колоколов у дифманометров колокольной системы может быть разнообразной, но в большинстве случаев колокола выполняются цилиндрической формы, ход которых пропорционален измеряемому давлению или перепаду давления.



Рис.2.14. Схема колокольного дифманометра.

Рассмотрим колокольный дифманометр, схематически показанный на рис. 2.14. У этого прибора колокол, подвешенный на постоянно растянутой винтовой пружине, частично погружен в разделительную жидкость (трансформаторное. масло), налитую в сосуд.

Колокол прибора будет находиться в равновесии, а уровень разделительной жидкости на отметке 0 - 0 до тех пор, пока под колоколом и в сосуде над ним давления одинаковы (p1 = р2). В этом случае равнодействующая сил, равная разности между силой тяжести колокола и гидростатическим давлением, уравновешивается силой упругости винтовой пружины:



где: кп - жесткость винтовой пружины, Н-м-1-, L - длина начального растяжения пружины, принимаемая равной начальной глубине погружения колокола, м; f - площадь поперечного сечения стенок колокола, м2; рр - плотность разделительной жидкости, кг-м-3; Gк - сила тяжести колокола, Н; g - местное ускорение свободного падения, м-с-2.

Для дифманометров с тонкостенным колоколом можно пренебречь гидростатическим давлением и принять в уравнении площадь поперечного сечения колокола f ≈ 0 вследствие ее малости. Для этого случая уравнение принимает вид:



При возникновении разности давлений p1 - р2 (p1 > р2) равновесие сил, приложенных к колоколу, нарушается. При этом появляется подъемная сила от перепада давления, направленная вверх, которая будет перемещать колокол в том же направлении. Это в свою очередь вызовет возникновение противодействующей cилы, обусловленной изменением упругих сил винтовой пружины вследствие ее деформации. Когда подъемная сила сделается равной по своему значению противодействующей силе, то колокол, переместившись на высоту Н, займет новое положение равновесия.

Уравнение, определяющее новое состояние равновесия колокола, а вместе с тем и устанавливающее зависимость между измеряемой разностью давления р1 - р2 и значением Н, имеет вид:





где: FB - внутренняя площадь колокола, ма.

Из представленного уравнения следует, что для приборов с тонкостенным колоколом значение Н не зависит от плотности разделительной жидкости, но плотность определяет тот максимальный перепад hgpp, который может быть измерен данным прибором. Таким образом, при применении колокольного дифманометра этого типа наибольший измеряемый им перепад давления Δр = р1 – р2 можно принять равным предельному номинальному перепаду давления Δрн прибора.

Уравнение, определяющее чувствительность рассматриваемого дифманометра, имеет вид:



Таким образом, изменяя жесткость пружины и внутреннюю площадь колокола, можно изменять чувствительность прибора, а следовательно, и верхний предел измерения.

Одним из главных достоинств приборов данного типа является то, что изменение показании дифманометра с тонкостенным колоколом при отклонении температуры окружающего воздуха от нормальной температуры до любой температуры от 5 до 50°С очень мало и им можно пренебречь.

Дифманометры кольцевые.

Дифманометры кольцевые применяют в промышленности для измерения расхода газа по перепаду давления в сужающем устройстве. Дифманометры этого типа используются также для измерения малого вакуумметрического и избыточного давления газа.



Рис.2.14. Схема дифманометра кольцевого.

Схема дифманометра кольцевого показана на рис. 2.14. Дифманометр представляет собой замкнутое полое кольцо, разделенное вверху непроницаемой перегородкой, а в нижней своей части на угол, равный α, заполненное разделительной жидкостью (водой или трансформаторным маслом). Кольцо может поворачиваться на некоторый угол φ (обычно 40—50°) около оси, перпендикулярной плоскости окружности. Осью кольца является опорная призма (одна или две), расположенная в центре кольца и опирающаяся на стальную подушку (одну или две), заделанную в кронштейне (на схеме не показан). К нижней части кольца прикреплен груз G, который создает противодействующий момент и определяет максимальное значение угла поворота кольца при заданном верхнем пределе измерения разности давлений.

Давления р1 и р2 к обеим полостям кольца, образованным перегородкой и разделительной жидкостью, подводятся посредством гибких резиновых трубок. Противодействующий момент, создаваемый резиновыми трубками, мал и не оказывает существенного влияния на угол поворота кольца. Подвижная система дифманометра до заполнения кольца разделительной жидкостью и снятом грузе G балансируется с помощью специальных грузов так, чтобы центр тяжести подвижной системы совпадал с осью вращения.

Кольцо дифманометра будет находиться в равновесии до тех пор, пока в обеих его полостях давление одинаково, т. е. р1 = р2. Если р1 будет больше р2, то под действием разности давлений независимо от движения кольца разделительная жидкость в нем переместится на угол β и, таким образом, действующая на жидкость разность давлений Δр = p1 - р2 будет уравновешиваться столбом жидкости h, т. е. Δр = hg (ρ – ρс), где ρ и ρс - плотности соответственно разделительной жидкости и среды, находящейся над жидкостью. При этом действующая на перегородку кольцевой трубки разность давлений Δр = р1 — р2 создает движущую силу. Эта сила ΔрF, приложенная в центре тяжести перегородки, находящейся на расстоянии R от оси вращения кольца, будет создавать вращающий момент:



благодаря которому кольцевая трубка повернется на некоторый угол φ.

Противодействующий момент Мп создается силой тяжести груза и определяется уравнением:



Для равновесия кольца необходимо, чтобы существовало равенство моментов Мв - Мп. Отсюда получаем уравнение, выражающее зависимость угла поворота кольца от измеряемой разности давлений:

, или:

где L - расстояние от оси вращения кольца до центра тяжести груза; F - площадь поперечного сечения кольца (площадь перегородки).

Из полученных уравнений вытекает, что угол поворота кольца φ зависит от размеров кольца: чем больше F и R, тем больше угол поворота кольца. При постоянных значениях Δр, R, F и L угол поворота кольца зависит от силы тяжести груза G, чем меньше сила тяжести груза, тем больше угол поворота кольца. Изменение верхнего предела измерения разности давлений осуществляется в ряде случаев путем изменения силы тяжести груза G, и для этого груз делают составным из отдельных пластин. Верхний предел измерения кольцевого дифманометра можно также менять изменением значения L.

Дифманометры поплавковые.

Дифманометры поплавковые изготовляют по типу жидкостных чашечных приборов, рассмотренных выше. Сосуды поплавковых дифманометров располагают обычно U-образно. У дифманометров этого типа измеряемый перепад давления уравновешивается давлением столба рабочей жидкости (ртути или трансформаторного масла), залитой в прибор. Измерение высоты этого столба осуществляется с помощью поплавка, передающего положение уровня рабочей жидкости в одном из сосудов на отсчетное устройство. Передача хода от поплавка к отсчетному устройству может быть осуществлена механическим путем или с помощью электрического преобразователя на вторичный показывающий (самопишущий) прибор. У дифманометров с масляным заполнением поплавок выполняют пустотелым. Дифманометры с ртутным заполнением предназначены для измерения: расхода жидкости, газа и пара по перепаду давления в сужающем устройстве; перепада давления жидкости и газообразных сред; уровня жидкости, находящейся под атмосферным, вакуумметрическим или избыточным давлением.



Рис.2.15. Схема поплавкового дифманометра.

Рассмотрим представленную на рис. 2.15 принципиальную схему дифманометра поплавкового с цилиндрическими сосудами, расположенными U-образно. Здесь большее давление р1 подается в широкий (плюсовый) сосуд, а меньшее р2 действует на поверхность рабочей жидкости другого сосуда, называемого минусовым или сменным. Для получения необходимой перестановочной силы диаметр поплавка должен иметь достаточные размеры. Диаметр поплавка в свою очередь определяет оптимальные размеры площади поперечного сечения сосуда, в котором он находится. Размеры минусового сосуда (диаметр и высота) обычно выбираются в зависимости от измеряемого перепада давления.

Под действием измеряемой разности давлений Δр = p1 - р2 рабочая жидкость в минусовом (сменном) сосуде поднимается на высоту h1 а в широком (плюсовом) сосуде опустится на высоту h2. Тогда разность уровней рабочей жидкости в сосудах будет равна:



Если f - площадь сечения сменного сосуда, a F - широкого сосуда, то равенство объемов дает:



где: D - внутренний диаметр широкого сосуда, м; d - внутренний диаметр сменного сосуда, м.

Уравнение равновесия рабочей жидкости в дифманометре имеет вид:



где рр - плотность рабочей жидкости, кг/м3; рв - плотность вещества, находящегося над рабочей жидкостью, кг/м3.

Таким образом, изменяя у поплавковых дифманометров этого типа только размеры минусового сосуда, представляется возможность менять верхние пределы измерений в широком интервале от 0,063 до 1,0 кгс/см2 (от 0,0063 до 0,10 МПа), что является большим достоинством поплавковых дифманометров с сосудами, расположенными U-образно.

1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19

Похожие:

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» составлен в соответствии с требованиями к уровню подготовки специалиста (бакалавра,
Учебно-методический комплекс: Метрология, стандартизация и сертификация (Учебная и рабочая программы, методические материалы). Направление...

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс Для специальности 080505 Управление персоналом Москва 2008 Автор-составитель: старший преподаватель Е. Ф. Правдивая Учебно-методический комплекс «Управление персоналом за рубежом»
Учебно-методический комплекс «Управление персоналом за рубежом» составлен в соответствии с требованиями Примерной программы по дисциплине...

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Антикризисное управление Специальность: «Менеджмент организации»
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Антикризисное управление» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного...

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «управление инфраструктурой организации (фэсилити-менеджмент)»
Учебно-методический комплекс обсужден и утвержден на заседании кафедры Экономики и менеджмента сервиса

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс Для специальности 080505 Управление персоналом м осква 2008 Автор-составитель: старший преподаватель Е. Ф. Правдивая Учебно-методический комплекс «Организация труда персонала»
Учебно-методический комплекс «Организация труда персонала» составлен в соответствии с требованиями Примерной программы по дисциплине...

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «организация производства на предприятиях транспорта»
Учебно-методический комплекс обсужден и утвержден на заседании кафедры Экономика и управление бизнеса (протокол №12 от 11 июня 2009...

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Организация, планирование и управление в мосто- и тоннелестроении»
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Организация, планирование и управление в мосто- и тоннелестроении» составлен в соответствии...

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «управление персоналом»
Коргова М. А., Салогуб А. М., Шукюрова М. Г. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Управление персоналом»

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс Для специальности 080505 Управление персоналом Москва 2008 Автор-составитель: Литвинюк Александр Александрович д э. н., профессор Учебно-методический комплекс «Диагностика профессиональной пригодности персонала»
Учебно-методический комплекс «Диагностика профессиональной пригодности персонала» составлен в соответствии с требованиями Примерной...

Учебно-методический комплекс по дисциплине Управление, сертификация и инноватика iconУчебно-методический комплекс для студентов специальности 080503 Антикризисное управление Москва 2008 Шевчук Иван Викторович, преподаватель Учебно-методический комплекс «Теория и практика оценочной деятельности»
Учебно-методический комплекс «Теория и практика оценочной деятельности» составлен в соответствии с требованиями Государственного...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница