Файл: Методические указания по выполнению лабораторной работы для студентов по специальности б 23 Метрология, теплотехнические измерения и автоматизация.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 92
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, (1.5)
где
– класс точности прибора, указывается на его шкале.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА О РАБОТЕ
Отчет о работе оформляется согласно следующей форме.
Поверяемый манометр № ______________________________________.
Пределы измерения ___________________________________________.
Класс точности _______________________________________________.
Тип манометра _______________________________________________.
Образцовые приборы:
Грузопоршневой манометр типа _________________________________.
Пружинный манометр № _______________________________________.
Цена деления _________________________________________________.
Предел измерения _____________________________________________.
Таблица 1.1
=
=
Вывод: Прибор годен (не годен) к эксплуатации.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Лабораторная работа № 2
ПОВЕРКА МЕМБРАННОГО ТЯГОНАПОРОМЕРА
Цель работы: ознакомиться с принципом действия и устройством жидкостных и пружинных приборов для измерения малых избыточных давлений и разряжений (манометров и тягонапоромеров); произвести поверку пружинного тягонапоромера.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Для измерения малых избыточных давлений и разряжений в качестве образцовых приборов целесообразно применять жидкостные манометры. К таким приборам относятся U-образные и чашечные манометры. Принцип действия этих манометров основан на уравновешивании измеряемого давления или разряжения весом столба жидкости в приборе.
Рис. 2.1
На рис. 2.1 показан U-образный манометр, предназначенный для поверки технических тягонапоромеров и точных измерений малых напоров и разряжений. Он представляет собой U-образную стеклянную трубку 1, заполненную до 0 отметки ртутью или подкрашенной жидкостью 2. Один конец трубки находится под действием барометрического давления
, а другой – под действием абсолютного давления измеряемой среды 
. Известно, что абсолютное давление среды находится как сумма барометрического и избыточного давлений 
, т.е.
. (2.1)
Составим материальный баланс системы:
, (2.2)
где
– площадь поверхности жидкости, м2; 
– плотность жидкости, кг/м3 – const; 
– местное ускорение свободного падения, м/с2 – const; 
– разность уровней жидкости в сосуде, мм.
Отсюда находим:
, (2.3)
, (2.4)
т.е. избыточное давление р, пропорционально разности столбов жидкости h и не зависит от площади f.
Для технических измерений в промышленности применяются пружинные микроманометры – это механические приборы с чувствительным элементом в виде мембраны или металлической мембранной коробки. Принцип действия этих приборов основан на использовании упругой деформации пружинного элемента под воздействием измеряемого давления.
На рис.2.2 представлена схема мембранного тягонапоромера с горизонтальной шкалой.
Рис.2.2
Основным рабочим элементом является спаянная из двух гофрированных дисковых мембран из бронзы упругая коробка 1, c помощью штуцера 2 закрепленная на плате 3. Мембранная коробка располагается внутри плотно закрытого корпуса прибора. Полость мембранной коробки и корпуса соответственно трубками 4 и 5 сообщается с областью измеряемого давления и атмосферой. Для увеличения жесткости упругой системы верхняя мембрана при помощи штифта 6 связана с подвижным концом плоской пружины 7. При измерении (вследствие разности измеряемого и атмосферного давления) мембранная коробка либо сжимается, либо разжимается, вызывая изгиб пружины 7 и перемещение поворотного коленчатого рычага 8, связанного через тягу 9 и рычаг 10 с осью 11. Сидящая на оси стрелка 12 прибора перемещается вдоль горизонтальной профильной шкалы 13. Спиральная пружина 14, закрепленная одним концом на оси стрелки, а другим на неподвижной части прибора, служит для устранения зазоров (люфтов) в сочленениях рычажного механизма.
Деформация мембранной коробки и ход штифта 6 непропорциональны изменению измеряемого давления, убывая с его повышением. Поэтому исполнение прибора с равномерной шкалой потребовало установки штифтов 16 (выполняют функции лекала).
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Для выполнения работы используется лабораторный стенд, схема которого представлена на рис.2.3, куда входят 1 – поверяемый тягонапоромер; 2 – гидравлический пресс; 3 – штурвал пресса; 4 – линейка; 5 – U-образный манометр. Напорная трубка стенда заполнена дистиллированной водой примерно на 2/3 ее высоты.
П
ри вращении штурвала 3 пресса 2 уровень воды в напорной трубке либо повышается, либо понижается. Вследствие этого на поверяемый тягонапоромер и манометр может быть подано либо избыточное давление, либо разряжение. Поверке подвергаются все оцифрованные отметки шкалы мембранного тягонапоромера. Вначале поверяется нулевая отметка тягонапоромера. Для этого, вращая штурвал пресса 2, устанавливают уровень воды в напорной трубке 4 на 2/3 ее высоты и записывают начальную (нулевую) отметку по шкале контрольного манометра. После этого, плавно увеличивая давление до второй и последующих отметок, каждый раз записывают в протокол показания контрольного и поверяемого тягонапоромера до и после постукивания по корпусу поверяемого прибора. Закончив поверку показаний прибора, при возрастающем давлении (прямом ходе) поверяемый прибор выдерживают пять минут на верхнем предельном показании, после чего ведут поверку тех же отметок при обратном ходе до нулевой отметки. В том же порядке производится и поверка оцифрованных отметок шкалы тягонапоромера при создании разряжения.
При поверке подъем или снижение давления до поверяемого значения следует производить плавно и точно, не допуская перехода через поверяемое значение, т.к. в таком случае нельзя правильно оценить вариацию прибора и другие погрешности.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
. (2.5)
(2.6)
(2.7)
и заносится в графу 7. По величине наибольшей разности определяется вариация прибора.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА О РАБОТЕ
Отчет о работе оформляется согласно следующей форме.
Протокол поверки
Поверяемый тягонапоромер № __________________________________.
Пределы измения _____________________________________________.
Класс точности _______________________________________________.
Тип тягонапоромера ___________________________________________.
Образцовый прибор:
U-образный микроманометр типа _______________________________.
Цена деления _________________________________________________.
Предел измерения _____________________________________________.
Таблица 2.1
где
– класс точности прибора, указывается на его шкале.СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА О РАБОТЕ
Отчет о работе оформляется согласно следующей форме.
Поверяемый манометр № ______________________________________.
Пределы измерения ___________________________________________.
Класс точности _______________________________________________.
Тип манометра _______________________________________________.
Образцовые приборы:
Грузопоршневой манометр типа _________________________________.
Пружинный манометр № _______________________________________.
Цена деления _________________________________________________.
Предел измерения _____________________________________________.
Таблица 1.1
| Ход поверки | Показания образц. прибора | Показания поверяемого прибора | Абсолютная погрешность | Приведенная погрешность | Вариации | |
| прям. ход | обрат. ход | |||||
| P, кгс/см2 | P1п, кгс/см2 | P1o, кгс/см2 | а, кгс/см2 | b, % |  ,% | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| прям. ход | | | | | | |
| обрат. ход | | | | | | |
= =Вывод: Прибор годен (не годен) к эксплуатации.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
-
Какими приборами поверяются пружинные манометры? -
Как обеспечивается дистанционная передача показаний измерений пружинным манометром? -
Назовите единицы измерения давления. -
Какое давление измеряют пружинные манометры? -
Назовите преимущества и недостатки пружинных манометров. -
Из какого материала изготавливаются трубчатые пружины? -
Какое вещество применяется в качестве рабочего в поршневых манометрах?
Лабораторная работа № 2
ПОВЕРКА МЕМБРАННОГО ТЯГОНАПОРОМЕРА
Цель работы: ознакомиться с принципом действия и устройством жидкостных и пружинных приборов для измерения малых избыточных давлений и разряжений (манометров и тягонапоромеров); произвести поверку пружинного тягонапоромера.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Для измерения малых избыточных давлений и разряжений в качестве образцовых приборов целесообразно применять жидкостные манометры. К таким приборам относятся U-образные и чашечные манометры. Принцип действия этих манометров основан на уравновешивании измеряемого давления или разряжения весом столба жидкости в приборе.
Рис. 2.1
На рис. 2.1 показан U-образный манометр, предназначенный для поверки технических тягонапоромеров и точных измерений малых напоров и разряжений. Он представляет собой U-образную стеклянную трубку 1, заполненную до 0 отметки ртутью или подкрашенной жидкостью 2. Один конец трубки находится под действием барометрического давления
, а другой – под действием абсолютного давления измеряемой среды . Известно, что абсолютное давление среды находится как сумма барометрического и избыточного давлений , т.е.
. (2.1)
Составим материальный баланс системы:
, (2.2)где
– площадь поверхности жидкости, м2; – плотность жидкости, кг/м3 – const; – местное ускорение свободного падения, м/с2 – const; – разность уровней жидкости в сосуде, мм.Отсюда находим:
, (2.3) , (2.4)т.е. избыточное давление р, пропорционально разности столбов жидкости h и не зависит от площади f.
Для технических измерений в промышленности применяются пружинные микроманометры – это механические приборы с чувствительным элементом в виде мембраны или металлической мембранной коробки. Принцип действия этих приборов основан на использовании упругой деформации пружинного элемента под воздействием измеряемого давления.
На рис.2.2 представлена схема мембранного тягонапоромера с горизонтальной шкалой.
Рис.2.2
Основным рабочим элементом является спаянная из двух гофрированных дисковых мембран из бронзы упругая коробка 1, c помощью штуцера 2 закрепленная на плате 3. Мембранная коробка располагается внутри плотно закрытого корпуса прибора. Полость мембранной коробки и корпуса соответственно трубками 4 и 5 сообщается с областью измеряемого давления и атмосферой. Для увеличения жесткости упругой системы верхняя мембрана при помощи штифта 6 связана с подвижным концом плоской пружины 7. При измерении (вследствие разности измеряемого и атмосферного давления) мембранная коробка либо сжимается, либо разжимается, вызывая изгиб пружины 7 и перемещение поворотного коленчатого рычага 8, связанного через тягу 9 и рычаг 10 с осью 11. Сидящая на оси стрелка 12 прибора перемещается вдоль горизонтальной профильной шкалы 13. Спиральная пружина 14, закрепленная одним концом на оси стрелки, а другим на неподвижной части прибора, служит для устранения зазоров (люфтов) в сочленениях рычажного механизма.
Деформация мембранной коробки и ход штифта 6 непропорциональны изменению измеряемого давления, убывая с его повышением. Поэтому исполнение прибора с равномерной шкалой потребовало установки штифтов 16 (выполняют функции лекала).
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Для выполнения работы используется лабораторный стенд, схема которого представлена на рис.2.3, куда входят 1 – поверяемый тягонапоромер; 2 – гидравлический пресс; 3 – штурвал пресса; 4 – линейка; 5 – U-образный манометр. Напорная трубка стенда заполнена дистиллированной водой примерно на 2/3 ее высоты.
П
ри вращении штурвала 3 пресса 2 уровень воды в напорной трубке либо повышается, либо понижается. Вследствие этого на поверяемый тягонапоромер и манометр может быть подано либо избыточное давление, либо разряжение. Поверке подвергаются все оцифрованные отметки шкалы мембранного тягонапоромера. Вначале поверяется нулевая отметка тягонапоромера. Для этого, вращая штурвал пресса 2, устанавливают уровень воды в напорной трубке 4 на 2/3 ее высоты и записывают начальную (нулевую) отметку по шкале контрольного манометра. После этого, плавно увеличивая давление до второй и последующих отметок, каждый раз записывают в протокол показания контрольного и поверяемого тягонапоромера до и после постукивания по корпусу поверяемого прибора. Закончив поверку показаний прибора, при возрастающем давлении (прямом ходе) поверяемый прибор выдерживают пять минут на верхнем предельном показании, после чего ведут поверку тех же отметок при обратном ходе до нулевой отметки. В том же порядке производится и поверка оцифрованных отметок шкалы тягонапоромера при создании разряжения. При поверке подъем или снижение давления до поверяемого значения следует производить плавно и точно, не допуская перехода через поверяемое значение, т.к. в таком случае нельзя правильно оценить вариацию прибора и другие погрешности.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
-
Результаты поверки мембранного тягонапоромера заносятся в протокол поверки в мм вод. ст. (кгс/м2). -
В графу "Абсолютная погрешность показаний" заносится разность показаний образцового прибора и показаний поверяемого приборов до постукивания и после, т.е.
. (2.5)
-
Приведенная погрешность поверяемого прибора определяется по следующей формуле (2.6) и записывается в графу 5 протокола:
(2.6)-
Вариация поверяемого прибора для одной и той же поверяемой отметки шкалы при прямом и обратном ходе рассчитывается по формуле:
(2.7)и заносится в графу 7. По величине наибольшей разности определяется вариация прибора.
-
Наибольшее численное значение приведенной погрешности и величина вариации записывается как окончательный результат поверки под таблицей поверки в протокол.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА О РАБОТЕ
Отчет о работе оформляется согласно следующей форме.
Протокол поверки
Поверяемый тягонапоромер № __________________________________.
Пределы измения _____________________________________________.
Класс точности _______________________________________________.
Тип тягонапоромера ___________________________________________.
Образцовый прибор:
U-образный микроманометр типа _______________________________.
Цена деления _________________________________________________.
Предел измерения _____________________________________________.
Таблица 2.1
| Ход поверки | Показания образц. прибора | Показания поверяемого прибора | Абсолютная погрешность | Приведенная погрешность | Вариации | ||
| прям. ход | обрат. ход | ||||||
| P, кгс/м2 | P1п, кгс/м2 | P1o, кгс/м2 | а, кгс/м2 | b, % |  ,% | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Избыточное давл. | прям. ход | | | | | | |
| обрат. ход | |||||||
| Разрежение | прям. ход | | | | | | |
| обрат. ход | |||||||