§ 3. Пружинные манометры
Действие пружинных манометров основано на зависимости между давлением и упругой деформацией полой пружины, мембраны или сильфона (гармониковой мембраны). Они просты, надежны в работе и имеют хорошо видимую шкалу.
Трубчатая пружина манометров имеет в сечении овальную форму, изготовляется из латуни или стали. При повышении давления сечение трубчатой пружины старается приблизиться к окружности, что создает напряжение, которое стремится ее выпрямить. У вакуумметров из трубки выкачивают воздух, и пружина стремится еще более сжаться.
Один конец витка полой пружины 2 закреплен в штуцере /, соединенном с измеряемой средой. Второй конец соединен со стрелкой 3. При повышении давления в полости пружины она пытается разогнуться и поворачивает стрелку относительно шкалы 4.
Приборы с многовитковой трубчатой пружиной бывают или самопишущие или для дистанционной передачи показаний.
Сильфонные манометры используются при измерении небольших величин давления и разрежения. Чувствительным элементом у них является сильфон в, представляющий собой гофрированную тонкостенную трубку из высокопрочного сплава, которая помещена в корпус 7. При изменении давления Р меняется длина сильфона и поэтому тяга 5 перемещает стрелку.
§ 4. Электрические манометры
Принцип действия таких манометров основан на использовании электрических явлений: на способности пьезоэлектрических материалов создавать э.д.с., тензорезисторов менять сопротивление под нагрузкой и др. Общеизвестно, что при сжатии в определенном направлении таких материалов, как кварц или титанат бария, на поверхности их возникают электрические заряды. Это явление называют пьезоэлектрическим эффектом. По величине электрического заряда можно судить о давлении на пластинку из кварца или титаната бария.
Первичный измерительный преобразователь пьезоэлектрического манометра или весового устройства изображен на рис. 20, а. Через отверстие в штуцере / давление измеряемой среды воздействует на мембрану 2, герметически соединенную с корпусом. С помощью обкладок 3 в корпусе установлены кварцевые пластины 5 так, что положительные заряды снимаются с наружных обкладок, а отрицательные — с внутренней обкладки, соединенной с электродом 6,
Пьезоэлектрические заряды электрода 6 усиливаются специальными усилителями и затем измеряются обычными измерительными приборами.
Пьезоэлектрические манометры позволяют измерять давления до 500 МПа.
Тензометрический манометр или весовое устройство представляют собой упругий элемент с наклеенными на него тензорсзисторами. Сопротивление тензорезисторов изменяется пропорционально деформации упругого элемента под действием приложенной силы. Тензорезисторы монтируют и соединяют в мостовую схему так, что два из них растягиваются, а два сжимаются. Выходной сигнал передается к милливольтметру или самописцу.
