Электрические измерения неэлектрических величин

           Министерство образования  и   науки  Российской федерации

 

                       Федеральное агентство по образованию 

                 Государственное образовательное учреждение

                        высшего профессионального образования   

       «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 

                                  Транспортный факультет 

     Кафедра « Метрология, стандартизация и сертификация » 
 

                                           РЕФЕРАТ 

по дисциплине «Физические основы измерений»

Электрические измерения неэлектрических величин, на примере давления 

           

                       

                                  ГОУ ОГУ 200503 8010 03Р 

                                                                 

                                                                

                                                                          Руководитель работы

                                           ______________Третьяк Л.Н

                                           «____» ____________ 2011 г. 

                                                                          Исполнитель

                                                                        студент гр. 09СС

                                           _______________Борисов А.П

                                                                        

                                                                         «____» ____________ 2011 г. 

Оренбург 2011

 

       

                                 Аннотация                                                                               

 
 

        В данном реферате  отражены методы и средства измерения неэлектрических величин на примере массы, объема и плотности  . В данной теме имеются таблицы, рисунки. Применение различных способов измерения и их характеристика

                                         Содержание Введение…………………………………………………………………………….4

1 Основные понятия и определения…………………........................................5

2 Классификация измерительных преобразований ……..…………………….6

3 Жидкостные манометры…………………………………………………………7

4 Деформационные  манометры. …………………..………………………………9

5 Методы косвенных  измерений давления……………………………………….11

Заключение…………………………………………………………………………14

Список использованных источников …………….…………….…………….…..16 
 
 
 
 
 

                                       Введение

 
 

         Почти 70 % всех измерений, выполняемых в науке, промышленности и сельском хозяйстве, связаны с измерениями давления, расхода, количества и уровня веществ.

       Давление  и расход являются основными рабочими параметрами, точность и надежность измерения которых определяет ценность результатов экспериментальных исследований в гидро- и газодинамике; качество технологических процессов в химической, пищевой и бумажной промышленности; оптимальные режимы работы объектов в ракетной технике и авиации, энергетике и транспорте; эффективность систем добычи и переработки нефти и нефтепродуктов.

       Точные  измерения количества и уровня веществ лежат в основе учета и планирования продукции, определяют рациональные режимы транспортирования и распределения нефти и нефтепродуктов, необходимы для дальнейшего развития химической и топливной промышленности.

 

       

1 Основные понятия и определения 

       

          Давление характеризует напряженное состояние жидкостей и газов в условиях всестороннего сжатия и определяется частным от деления нормальной к

поверхности силы на площадь этой поверхности 

            Абсолютное давление — давление, значение которого при измерении 

отсчитывается от давления, равного нулю. Абсолютное давление воздушной 

оболочки  Земли на ее поверхность называется атмосферным давлением. 

         Избыточное давление — разность давлений, одно из которых, принятое за 

начало  отсчета, является абсолютным давлением  окружающей среды. В 

большинстве случаев абсолютное давление окружающей среды — это 

атмосферное давление в месте измерений. 

            Манометр — измерительный прибор или измерительная установка для  

Измерения давления или разности давлений с непосредственным отсчетом их  

значения. 

          Измерительный преобразователь давления (датчик) — первичный 

преобразователь, выходной сигнал которого функционально  связан с из 

меряемым  давлением или разностью давлений. Выходной сигнал датчика 

вторичными  приборами преобразуется в показания  значения давления или 

поступает в различные системы управления и регулирования.

              В соответствии с видами измеряемого давления применяют следующие виды средств измерения давления:

              Манометр абсолютного давления — манометр для измерения абсолютного давления;

              Барометр — манометр для измерения атмосферного давления;

             Манометр избыточного давления — манометр для измерения положительного избыточного давления,

               Вакуумметр* - манометр для измерения отрицательного избыточ ного давления:

                Мановакуумметр — манометр для измерения как положительного, так и отрицательного избыточного давления;

               Дифференциальный манометр (дифманометр) — манометр для измерения разности двух давлений, каждое из которых отличается от атмосферного давления;

                Микроманометр — дифференциальный манометр для измерения малых разностей двух давлений, каждое из которых существенно больше их разности. 
 

       2 Классификация измерительных преобразований 

      Существующие преобразователи электрических величин в неэлектрические основаны на различных физических явлениях. Одним из основных классификационных признаков является физический принцип, построены в основу построения преобразователей.

      Потенциометрические (реостатные) преобразователи. В основу их построения заложено преобразование измеряемой физической величины в изменение омического сопротивления. При этом измеряемая механическая величина предварительно преобразуется в линейное или угловое перемещение.

      Электромагнитные преобразователи. К этой группе относятся преобразователи, использующие взаимодействие магнитных потоков, создаваемых протекающим по контурам электрическим током. В свою очередь электромагнитные преобразователи подразделяются на:

     индуктивные;

     трансформаторные (взаимоиндуктивные);

     индукционные.

     Тензорезисторные (тензометрические) преобразователи. В основе их работы лежит явление тензоэффекта, сущность которого состоит в изменении активного сопротивления проводника (тензорезистора) при его механической деформации.

     Термоэлектрические преобразователи. Основаны на явлении возникновения термозависимой ЭДС в спаянных или сваренных разнородных проводниках (электродах).

     Механотронные преобразователи - электронный преобразователь механических величин в электрический сигнал 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

           3 Жидкостные манометры 

           

           Вопросы водоснабжения для человечества всегда были очень важными, а

особую актуальность приобрели с развитием городов и появлением в них

различного  вида производств. При этом все более  актуальной становилась 

проблема  измерения давления воды, т. е. напора, необходимого не только для

обеспечения подачи воды через систему водоснабжения, но и для приведения

в действие различных механизмов. Честь первооткрывателя принадлежит

крупнейшему итальянскому художнику и ученому Леонардо да Винчи (1452-

1519 гг.), который впервые применил пьезометрическую трубку для измерения

давления  воды в трубопроводах. К сожалению, его труд „О движении и

измерении воды" был опубликован лишь в XIX веке. Поэтому принято

считать, что впервые жидкостный манометр был создан в 1643 г.

итальянскими учеными Торричелли и Вивиаии, учениками Галилео Галилея,

которые при исследовании свойств ртути, помещенной в трубку обнаружили

существование атмосферного давления. Так появился ртутный барометр. В

течение последующих 10—15 лет во Франции (Б. Паскаль и Р. Декарт) и

Германии (О. Герике) были созданы различные разновидности жидкостных

барометров, в том числе и с водяным  заполнением. В 1652 г. О. Герике

продемонстрировал весомость атмосферы эффектным опытом с откачанными

полушариями, которые не могли разъединить две упряжки лошадей

(знаменитые  „магдебургские полушария").

             Дальнейшее развитие науки и техники привело к появлению большого количества жидкостных манометров различных типов, применяемы;: до настоящего времени во многих отраслях: метеорологии, авиационной и электровакуумной технике, геодезии и геологоразведке, физике и метрологии и пр. Однако, в силу ряда специфических особенностей принципа действия жидкостных манометров их удельный вес по сравнению с манометрами других типов относительно невелик и, вероятно, будет уменьшаться и в дальнейшем. Тем не менее при измерениях особо высокой точности в области давлений, близких к атмосферному давлению, они пока незаменимы. Не потеряли своего значения жидкостные манометры и в ряде других областей (микроманометрии, барометрии, метеорологии, при физико-технических исследованиях).

              В зависимости от вида измеряемого давления, диапазона и точности измерений существенно отличаются конструкции жидкостных манометров. К числу простейших жидкостных манометров относятся U-образные манометры