Читальный зал -->  Пневматические приборы низкого давления 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Глава I

С увеличением диапазона измеряемых давлений возрастают также измеряемые силы, так что для целей измерения, несомненно, могут применяться манометры с трубчатыми пружинами; диапазон давлений, которые они могут измерять, практически не ограничен сверху. Показывающее устройство обычного прибора для измерения давления можно преобразовать так, что

Блок-схема

Диапазон задаваемых величин

\ц=Одо 10мм вод.ст-

Хи = О Эо ISO мм вод. cm

ИОдо ISO мм вод.ст l2 = tS0do 300 мм вод. ст.

Фиг. 1.40. Схемы вычислительных звеньев для построения измерительных устройств низкого давления, предназначенных для измерения перепадов давлений различных диапазонов.

Регулятор

получится очень простой датчик измеряемой величины, который можно применять как дополнительный прибор к обычным приборам для измерения давления.

Таким образом можно переделать каждый измерительный показывающий прибор на измерительное устройство - датчик, если только достаточно велико значение действующих сил на указателе показывающего прибора. У приборов, предназначенных для измерения давления, это выполняется очень просто. У очень чувствительных гальванометров можно поставить под сомнение допустимость дополнительной нагрузки на указатель, и само применение таких переделанных приборов является сомнительным.

У приборов, показывающих давление, устанавливающие силы на указателе настолько велики, что можно снабдить показывающее устройство точным струйным элементом, благодаря чему механическое взаимодействие между указателем и передающим устройством будет отсутствовать. Таким способом можно полностью устранить люфт и трение между указателем и передающим механизмом, в результате чего становится возможным создание измерительных приборов с чрезвычайно малыми нагрузочными силами на указателе.

На фиг. 1.41 показан измерительный прибор с использованием указателя в качестве управляющего элемента. Пружинная трубка / (фиг. 1.41,а) вращает ось стрелки 2 с указателем измеряемой величины в соответствии с действующей величиной давления, которое может быть прочитано по шкале 4. На оси указателя 2 укреплена заслонка 5, которая в большей или меньшей степени перерезает свободную струю воздуха между питающим соплом 6 и приемным соплом 7. Передающая система со свободной струей, состоящая из питающего и приемного сопел, может вращаться с помощью указателя заданной величины вокруг оси стрелки измерительного прибора и таким образом воспринимать изменение заданного значения, указываемого стрелкой 8.

В электротехнике также существуют подобные методы решения задачи. При этом индуктивность или емкость изменяются указывающим механизмом и поэтому здесь отсутствует механическое взаимодействие между

Глава I

указывающей системой измерительного прибора и датчиком измеряемой величины.

Однако в индуктивном и емкостном преобразователях могут возникать незначительные обратные реакции на механизм указателя, подобно тому как они возникают в пневматической передающей системе; хотя они и чрезвычайно малы, однако полностью устранить их довольно трудно. Обратные реакции возникают вследствие того, что воздущная струя не только перерезается заслонкой, но и отклоняется ею, и величина их зависит главным образом от динамической энергии свободной струи и формы заслонки. При рабочем давлении 100 мм вод. ст. эти реакции настолько малы, что не оказывают заметного влияния на стрелку манометра.

Фиг. 1.41. Измерительное устройство высокого давления а - схематическое изображение; б - шкала; в - СИМЭолическое обозначение.

Регулятор

Диапазон пропорциональности, составляющий около 20% от верхнего зчачения щкалы, сознательно выбирается несколько ббльщим. Он может быть сужен, если это необходимо, путем включения за приборо.м множительного звена с постоянным коэффициентом усиления. Если же зона пропорциональности будет узкой с самого начала, то последующее ее расширение невозможно. Правильная установка диапазона пропорциональности является главной проблемой вычислительных устройств.

13.3. Пневматические измерительные мосты

Измерительные мосты с ламинарными сопротивлениями. Мост Уитсона образуется путем соединения электрических сопротивлений. Подобно этому можно построить пневматические мостиковые схемы на ламинарных сопротивлениях.

Пневматические ламинарные сопротивления, так же как и электрические омические сопротивления, зависят от температуры. Это и меет свои достоинства и недостатки. Основное преимущество состоит в том, что зависимость величины сопротивления от температуры позволяет строить мосты для измерения температуры.

Причина зависимости пневматических ламинарных сопротивлений от температуры объясняется сильным увеличением объема воздуха с возрастанием температуры. Вязкость воздуха также увеличивается при возрастании температуры, что благоприятно сказывается на эффекте измерения температуры. Увеличение объема материала сопротивления и связанное с этим увеличение проходного сечения производит обратный эффект, который, однако, не очень сильно влияет на общую картину процесса, так как увеличение объема твердого тела по сравнению с увеличением объема газа совсем ничтожно. Несмотря на это, при соответствующих размерах сопротивлений можно использовать свойство расширения материалов для изготовления сопротивлений, не зависящих от температуры.

Зависимость величины сопротивления от температуры легко объяснить, если разобрать процесс течения воздуха в схеме, состоящей из двух последовательно

Глава I

соединенных сопротивлений, через которые протекает одно и то же количество воздуха. Допустим, что последнее сопротивление нагревается, в результате чего протекающий по нему воздух также нагревается и расширяется, поэтому скорость его течения в этом сопротивлении должна быть больше, чем в первом. Однако увеличение скорости течения возможно только тогда, когда возрастет перепад давлений. Поэтому перепад давлений на сопротивлении с повышением температуры будет увеличиваться. Так как сопротивление в этом случае увеличивается линейно, становится возможным с помощью ламинарных сопротивлений измерять температуру.

У турбулентных сопротивлений также имеется известная зависимость от температуры, однако она не очень ярко выражена.

Поскольку целый ряд схем может быть взят непосредственно из электротехники, то оттуда же нетрудно извлечь и соответствующие данные для технической реализации пневматических измерительных мостов.

Для измерения можно применить мост Уитстона, хотя это еще не значит, что, для того чтобы достичь цели, нужно обязательно построить схему моста. Принципиально достаточна простая схема делителя давления по примеру электрических схем делителей напряжения.

Технические средства осуществления пневматических схем делителей давления минимальны и могут быть сравнены со средствами, необходимыми для построения аналогичных электрических схем в электротехнике. Необходимое количество воздуха при эксплуатации и отбор тепла от сопротивления протекающим веществом незначительны. Переход тепла от стенок сопротивления к протекающему по ему воздуху происходит весьма интенсивно, так как при ламинарном течении частицы воздуха как бы прилипают к стенкам сопротивления. Измерение температуры с помощью пневматических сопротивлений перспективно еще и потому, что воздух во всем диапазоне измерений, который имеет место при промышленном регулировании, не изменяет своего агрегатного состояния. В этом очевидное преимущество пневматических сопротивлений перед электрическими, так как последние применяются только в определенном диапазоне

Регулятор,

температур. Изменение величины пневматического проточного сопротивления остается приблизительно постоянным в широком диапазоне температур. Сопротивления могут быть выполнены из любого материала, стойкого к действию температуры: при больших и сверхвысоких температурах на нем не должны образовываться поры.

На фиг. 1. 42 показана принципиальная схема устройства, предназначенного для измерения температуры. Оно состоит из проточных сопротивлений Wi и Шг; Pi-давление питания, р2 - измеряемое давление. Если W\ = W2, то

0Р) 0Р2

Фиг. 1.42. Измерение температуры при помощи схемы делителя давления.

р2 = р\12. Если W2 нагревается, то проточное сопротивление увеличивается, а следовательно, увеличивается и давление рг; если нагревается Шь то р2 падает. Перепад давлений на обоих сопротивлениях пропорционален разности их температур. Достаточно коснуться пальцем одного из сопротивлений, как под действием тепла руки наблюдается заметное повышение давления.

Теперь перейдем к пневматическим мостовым схемам, построенным по примеру электрических мостов Уитстона. На фиг. 1.43, а показана одна такая мостовая схема. Эксперименты, которые можно проводить на такой схеме, весьма интересны: можно попеременно нагревать все четыре сопротивления и наблюдать реакцию, можно нагревать одновременно два сопротивления. Если в одну из ветвей моста включить постоянное регулируемое сопротивление, то мост можно легко настраивать. Если мост служит в качестве измерительного устройства регулятора, то для установки заданной величины возможно сдвигать нулевую точку. В этом случае заданная величина, может быть установлена в широком диапазоне с помощью регулируемого сопротивления. На фиг. 1.43,6 показана схема такого моста.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.