Приборы для измерения давления¶

Измеритель давления — общее название группы приборов, предназначенных для определения величины давления жидкостей, газов или твёрдых тел. В зависимости от конструкции и принципа действия такие устройства называют манометрами, барометрами, вакуумметрами, дифманометрами или датчиками давления. Давление измеряется в паскалях (Па), барах, миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) и других единицах.

¶Общее определение

Под измерителем давления понимают средство измерений, преобразующее значение давления в сигнал, доступный для восприятия человеком или автоматической системой. Термин объединяет как простые механические приборы со стрелкой, так и сложные электронные преобразователи с цифровой индикацией и интерфейсами передачи данных.

¶Классификация по типу измеряемого давления

Название прибора напрямую зависит от того, какое давление он измеряет:

• Манометр — измеряет избыточное давление (разницу между абсолютным и атмосферным).
• Вакуумметр — измеряет давление разрежения, то есть ниже атмосферного.
• Мановакуумметр — совмещает функции обоих приборов.
• Барометр — измеряет атмосферное давление.
• Дифманометр — измеряет разность давлений между двумя точками.
• Напоромер и тягомер — измеряют малое избыточное давление и разрежение соответственно.

¶Классификация по принципу действия

¶Жидкостные приборы

Простейший тип, работающий на основе гидростатического равновесия. К ним относятся U-образные манометры, чашечные и поплавковые устройства. Точность высокая, но диапазон ограничен, а показания зависят от плотности рабочей жидкости.

¶Деформационные (механические) приборы

Наиболее распространённый класс. Чувствительный элемент деформируется под действием давления:

• трубка Бурдона — изогнутая полая трубка, распрямляющаяся при подаче давления;
• мембрана — гибкая пластина, прогибающаяся под нагрузкой;
• сильфон — гофрированная оболочка, изменяющая длину.

Такие приборы прочны, просты и применяются повсеместно.

¶Электрические и электронные

Преобразуют давление в электрический сигнал. Используют тензорезистивные, пьезоэлектрические, ёмкостные и индуктивные датчики. Отличаются высокой точностью, возможностью дистанционной передачи и интеграции в автоматические системы управления.

¶Устройство и характеристики

Основные параметры любого измерителя давления:

Корпус обычно выполняется из стали, латуни или пластика; шкала градуируется в нужных единицах. Электронные модели оснащаются дисплеем, аналоговым или цифровым выходом.

¶Применение

Измерители давления используются практически во всех отраслях:

• промышленность — контроль технологических процессов, трубопроводы, котлы;
• энергетика — паровые и газовые турбины;
• медицина — тонометры для измерения артериального давления;
• автомобилестроение — контроль давления в шинах и топливных системах;
• метеорология — барометры для прогноза погоды;
• авиация — высотомеры и указатели скорости.

¶История

Первые барометры появились в XVII веке: ртутный барометр предложил Эванджелиста Торричелли в 1643 году. В 1849 году Эжен Бурдон запатентовал трубчатый манометр, ставший основой большинства механических приборов. В XX веке развитие электроники привело к созданию компактных датчиков давления, широко применяемых в автоматике.

¶Точность и поверка

Все измерители давления подлежат периодической поверке или калибровке. Эталонные приборы используются для проверки рабочих. Погрешность указывается классом точности, а условия эксплуатации влияют на реальные показания.

¶Современные тенденции

Развитие микроэлектромеханических систем (МЭМС) позволило создавать миниатюрные датчики давления, встраиваемые в смартфоны, медицинские импланты и системы «умного дома». Растёт доля цифровых приборов с беспроводной передачей данных.