Файл: Савенко, В. Г. Измерительная техника учеб. пособие.pdf

стенки сосуда, давление в которых подлежит измерению или контролю. Для повышения чувствительности тензосопротивления наклеивают на мембраны, сильфоны и т. д.

В манометрах с тензосопротивлениями в качестве дат­ чика (преобразователя) давления часто используют метал­

на припаяна к корпусу пре­ образователя, разделяет его объем на две части и находит­ ся в воздушном зазоре между двумя электромагнитами с одинаковыми катушками индуктивности 4. Магнитные потоки этих электромагнитов замыкаются через непод­ вижные магнитопроводы (центральные сердечники, кор­ пус преобразователя) и подвижную мембрану. Под воздействием измеряемого давления Р, действующего на мембрану с одной стороны, она прогибается и тем самым •изменяет магнитные сопротивления для пото­ ка каждого электромагнита: магнитное сопротивление правого электромагнита уменьшается, а левого — уве­ личивается. Катушки 4 электромагнитов включены в со-

320

седине плечи моста переменного тока, благодаря чему устраняются погрешности, вызванные влиянием изменения окружающей температуры как на линейные размеры пре­ образователя, так и на величину его электрических пара­ метров. Рассмотренный индуктивный манометр имеет ма­ логабаритный преобразователь и предназначается для из­ мерения малых давлений газовых потоков.

Приборы для измерения вакуума

Манометры, предназначенные для измерения низких давлений, называют еще в а к у у м м е т р а м и . В зависимо­ сти от величины измеряемого вакуума используются раз­ личные принципы построения приборов. Для измерения ва­

метры, у которых в качестве преобразователя используется термосопротивление. Приборы с ионизационными преобра­ зователями позволяют измерять вакуум в пределах от 10~3:

до ІО-6 мм рт. ст.

Возможность применения термосопротивлений для из­ мерения вакуума рассмотрена в § 8.3. Принципиальная схема вакуумметра изображена на рис. 8.5, а. Термосопротивление и термопара вакуумметра размещается в стек­ лянных баллонах или в металлических тонкостенных кол­ бах. Соединение преобразователя с испытуемой вакуумной системой производится с помощью специальных стеклян­ ных трубок или штуцеров из стали. Известно, что темпера­ тура термосопротивления, являющаяся функцией измеря­ емого давления, в рассмотренном вакуумметре измеряется

вакуумметров сопротивления, в которых температура опре­ деляется по значению электрического сопротивления чув­ ствительного элемента. Принципиальная схема такого ва­ куумметра показана на рис. 9.9. В качестве резистора чув­ ствительного элемента вакуумметра обычно применяется платиновая, вольфрамовая или никелевая проволока, кото­ рая впаивается в стеклянный баллон. Два одинаковых чув­ ствительных элемента измерительный и компенсационный включаются в смежные плечи мостовой схемы, остальные плечи (резисторы R і и R2) которой изготавливают из ман-

танина. Баллон измерительного чувствительного элемента соединен с измеряемой вакуумной системой, а в баллоне компенсатора создается предельно низкое давление. Равно­ весие мостовой схемы устанавливают резистором Рз при самом высоком ва­

кууме.

Значение изме­ ряемого давления можно определять по электрическому току в измеритель­ ной диагонале мос­ та, возникающему из-за его разбалан­ са от изменения электрического со­ противления датчи­ ка при повышении давления в измери­ тельном баллоне.

Часто в схеме рис. 9.9 использует­ ся режим постоян­

ной температуры. В этом случае мост находится в равнове­ сии при всех давлениях в измерительном баллоне, а мерой давления является ток или напряжение питающей диагона­ ли моста.

В последнее время применяются полупроводниковые

Рис. 9.10. Схемы ионизационных вакуумметров

32 2

датчики, давления, позволяющие повышать чувствитель­ ность вакуумметров и измерять более низкие давления (по­ рядка ІО-4 н/м2) .

Для измерения высокого и сверхвысокого вакуума при­ меняются ионизационные вакуумметры. В этих приборах определяется количество образующихся в газе ионов. Ио­ низацию можно производить различными способами. В за­ висимости от этого вакуумметры бывают радиоактивные, магнитные электроразрядные и электронные с горячим ка­ тодом. В качестве примера рассмотрим принцип устройства электронного вакуумметра.

Преобразователь ионизационного электронного вакуум­ метра представляет собой обычный вакуумный триод, бал­ лон которого соединен с исследуемым объемом. Ионизация остатков газа в баллоне лампы осуществляется электрона­ ми, эмиттируемыми накаленным катодом. При низких дав­ лениях (порядка ІО-4 н/м2) электроны под действием анод­ ного напряжения порядка 200 в движутся к аноду, а воз­ никающие при этом ионы собираются сеткой, которая имеет отрицательный по отношению к катоду потенциал (рис. 9.10, а). Если электронный ток регулировкой накала катода поддерживать постоянным, то ионный, проходящий через измеритель Г, будет функционально зависеть от из­ меряемого вакуума в баллоне лампы. Поэтому такие лам­ пы называют манометрическими.

В некоторых практических схемах ионизационных ва­ куумметров, выпускаемых отечественной промышленно­

анода, имеющего отрицательный относительно катода по­ тенциал. Ионные токи в манометрических лампах малы (при давлении ІО-4 н/м2 составляют всего 0,1 мка), поэто­ му в схемах используются усилители постоянного тока (на рис. 9.10 — не показаны). Шкала измерительного механиз­ ма, показания которого пропорциональны ионному току, градуируется в ньютонах на квадратный метр или в мил­ лиметрах ртутного стодба. Погрешность электронных иони­ зационных вакуумметров имеет порядок 15%.

Совершенствование преобразователей (манометричес­ ких ламп) позволяет измерять давление при сверхвысоком вакууме — вплоть до ІО-9 н/м2.

L-

324

325

326