Файл: Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов.pdf

поступает на вход электронного устройства 5. Выходной сигнал постоянного тока от электронного устройства поступает в линию дистанционной передачи и одновременно в последовательно соеди­ ненную с ней обмотку рамки 6 магнитоэлектрического устройства 7. Поступивший сигнал преобразуется в усилие обратной связи Р0, с. Это усилие через рычажную систему 2 уравновешивает вход­ ное усилие. Настраивают преобразователи на заданный диапазон измерения, изменяя передаточное отношение рычажной системы 2 перемещением призмы 8. Точно начальное значение выходного сигнала устанавливают при помощи пружины 9 корректора нуля.

§ 1.8. УСИЛИТЕЛИ

Усилители — это промежуточные элементы автоматических си­ стем, предназначенные для усиления (иногда для преобразования) входных величин. Различают усилители релейного и пропорцио­ нального действия. К усилителям релейного действия относятся электрические, пневматические и гидравлические реле. Усилители

Рис. 1.9. Магнитный усилитель

а — схема; б — характеристика работы

пропорционального действия обычно бывают магнитные, электрон­ ные и электромагнитные. Основной характеристикой усилителя является его коэффициент усиления. Коэффициент усиления К — это отношение выходной величины к входной величине. Различают коэффициенты усиления по мощности, напряжению, току, скорости или расходу воздуха, масла и т. д.

Остановимся на работе магнитного усилителя, так как этот уси­ литель применяют в качестве отдельного элемента во многих совре­ менных бесконтактных системах автоматики. Магнитный усилитель представляет собой ферромагнитное устройство переменного тока, индуктивность которого меняется в широких пределах при подмагничивании дросселя постоянным током. Таким образом, вход —

14

Г Л А В А II

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

§ II.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДАВЛЕНИИ

Под давлением понимают силу, воздействующую на единицу поверхности и перпендикулярную последней. В качестве единицы измерения давления в Международной системе единиц (СИ) принят паскаль Па. Так как эта единица очень мала, то для практических расчетов рекомендуется применять кратные единицы, например килопаскаль кПа = 10s Па или мегапаскаль МПа = ІО6 Па. За­ висимость между единицами измерения давления следующая:

3) вакуум — давление ниже атмосферного.

Под абсолютным давлением подразумевается полное давление, под которым находится газ или жидкость. Избыточное давление равно разности между абсолютным давлением и давлением атмосфе­ ры, его измеряют манометром. Во всех расчетных формулах, как правило, применяют абсолютное давление.

Для определения давления используют приборы:

1)барометры, измеряющие атмосферное давление;

2)манометры, измеряющие давление выше атмосферного;

3)вакуумметры, измеряющие давление ниже атмосферного — разрежение;

4) мановакуумметры, измеряющие и давление, и разрежение;

5)напоромеры, измеряющие малые давления;

6)тягомеры, измеряющие малые разрежения;

7) тягонапоромеры, служащие для измерения малых давлений

иразрежений;

8)дифференциальные манометры, измеряющие разность давле­ ний в двух точках.

По принципу действия измерители бывают:

1)жидкостные — величину давления определяют по высоте стол­ ба жидкости, уравновешивающей это давление;

2)механические — давление определяют по величине деформа­ ции пружины или мембраны;

электрического сопротивления пьезокристалла.

§ 11.2. ЖИДКОСТНЫЕ МАНОМЕТРЫ

Жидкостные манометры широко применяют для измерения ма­ лых давлений — до 0,2 МПа (2 кгс/см2). Они бывают U-образные, чашечные, с наклонной трубкой, типа «кольцевые весы», поплав­ ковые и колокольные. Жидкостные манометры просты в изготов­ лении и обладают достаточно высо­

кой точностью показаний. Жидкостные манометры пред­

ставляют собой два сообщающихся сосуда, заполненных рабочей жид­ костью (вода, ртуть, глицерин и т. п.). Один из сосудов соединен с пространством, в котором тре­ буется измерить давление, а вто­ рой — с атмосферой (или с другой точкой, если требуется измерить разность давлений в двух точках). При наличии разности давлений над уровнями рабочей жидкости последняя перемещается до установления равновесия.

шкалой 2, по которой отсчитывают разностьгвысот уровней жид­ кости в сообщающихся коленах. Их применяют главным образом для измерения небольших давлений, разрежений и рядц^тай-дортш.

сизсглпдс:’ ' ГЛЛЫ Ь

ний при различных испытаниях. В связи с простотой устройства эти манометры можно легко изготовить на месте силами заводской лаборатории.

На U-образных манометрах ведут отсчет в миллиметрах водяно­ го или ртутного столба. Если для замера давления в манометр за­ ливают жидкость с иной плотностью, чем вода, тогда давление пере­ считывают по формуле

Р = Ну,

где Н — разность уровней рабочей жидкости в см; у — плотность рабочей жидкости в кг/см3.

Для правильного отсчета показаний манометра необходимо, чтобы он был установлен строго по вертикали. Жидкость, заполня­ ющую манометр, подкрашивают. Нулевая точка шкалы перед отсче­ том и вершины менисков в обоих коленах должны лежать на одной прямой. Если замеряемое давление ниже атмосферного, то жидкость будет перемещаться из правого колена в левое. Разность высот уров­ ней жидкости в этом случае характеризует величину разрежения.' Таким образом, U-образный манометр может служить и вакуум­ метром.

Если манометр служит для измерения разности двух давлений рі и р2 >то его называют дифференциальным манометром или, сокра­ щенно, дифманометром

Pi — Р2 = Ар-

Пределы измерения манометра не зависят от площади сечения трубки, но чтобы не было заметного искажения уровня за счет ка­ пиллярного сцепления жидкости со стеклом, диаметр трубки должен быть не менее 4—6 мм.

Однотрубный чашечный манометр (рис. II.2) отличается от U- образных приборов тем, что трубка 1 расширена. Принцип действия приборов этого типа также основан на уравновешивании измеряемого давления (разрежения) гидростатическим напором столба жидко-

18

сти 2. При измерении давления полость над чашей соединяют с изме­ ряемой средой, а трубку 3 — с атмосферой. С достаточной точ­ ностью можно считать, что измеряемое давление равно:

р=М 1+!)-

где h — высота подъема рабочей жидкости над нулевой отметкой; ST — пло­

щадь отверстия трубки; Sc — площадь сечения сосуда; у — плотность жид­ кости.

У колокольных маномет-

ние ниже атмосферного. При этом рычаг 2 смещается и при помощи соединительной тяги 3 поворачивает секторный механизм 4 и стрел­ ку 5. Момент, создаваемый колоколом, уравновешивается моментом, создаваемым грузом 6.

Манометр типа «кольцевые весы» представляет собой полое коль­ цо, заполненное жидкостью (рис. II.4). В верхней части кольцо имеет перегородку. При равенстве давлений в обеих полостях коль­ ца жидкость располагается в кольцевой трубке 1 на одном уровне, уравновешивающий груз 2 занимает среднее отвесное положение

19