Дәрістің мазмұны: - деформациялық қысым ӨҚ, олардың сезгіш менттері, бір орамды түтікшелі серіппелі ӨА, сильфонды дифманометр, қысымды өлшеуге арналған әдістемелік нұсқаулар.
Дәрістің мақсаты: - деформациялық қысым өлшеу құралдарының сұлбалары мен жұмыс істеу принциптерін және қысымды өлшеуге арналған әдістемелік нұсқауларды оқу.
10.1 Деформациялық қысым өлшеу құралдары Деформациялыққысым ӨҚ-ның жұмыс істеу принципі сезгіш элементтің (СЭ) серіппелі деформациясын немесе оның көмегімен алынатын күшті қолдануға негізделген.
10.1.1 Сезгіш элементтер
Берілген типтегі ӨҚ өлшенетін қысым мөлшері ретінде СЭ-тің серіппелі деформациясы немесе оның көмегімен алынатын күш алынады.
СЭ негізгі үш түрі бар: түтікшелі серіппелер (пружина), сильфондар, мембраналар. СЭ құрылымы Б қосымшасында көрсетілген.
10.1.1.1 Түтікшелі серіппе – манометрлік серіппе (Бурдон пружинасы) – бұл бір ұшы еркін қозғала алатын, ал екінші ұшы қатты бекітілген серіппелі қисықсызықты металл іші бос түтікше.
Көлденең қимасы сопақ болатын бір орамды түтікшелі серіппе ең көп таралған (Б қосымшасы, Б.1, а сурет). Түтікшенің бұрылу бұрышын көбейту үшін іс жүзінде түтікшелі серіппенің орам санын арттыру керек. Бұл көпорамды винттік түтікшелі серіппеден айқын көрінеді (Б қосымшасы, Б.1, б сурет). Р1000кПа жоғары қысымды өлшеу үшін қисықсызықты және түзусызықты түтікшелі серіппелер қолданылады (Б қосымшасы, Б.1, в,г сурет). Қысымды бос ұшының орын ауыстыруынан тік қимасының өзгеруіне байланысты өлшемейді, ал бүгуші моментке сәйкес өлшейді.
10.1.1.2 Сильфондар – қысым немесе күш әсерінен біршама орын ауыстыра алатын тік гофралары (ирек) бар жұқа қабырғалы цилиндрлік қап (Б қосымшасы, Б.1, д сурет).
Сильфонға әсер етуші күш пен деформацияның қатынасы тұрақты болып қалады да, ол сильфон қатаңдығы деп аталады. Сильфон қатаңдығын арттыру үшін олардың ішіне серіппе орналастырады.
10.1.1.3 Мембраналар серіппелі және икемді болады.
Серіппелі мембрана бұл – қысым әсерінен майысатын иілгіш дөңгелек жазық немесе гофрленген пластина. Б қосымшасындағы Б.1 суретінде жазық (е) және гофрленген (ж) серіппелі мембраналардың сұлбалық суреттері көрсетілген. Сипаттамасының сызықсыздығы аз болғандықтан, гофрленген мембрана жазық мембранаға қарағанда үлкен майысулар кезінде қолданыла алады. Гофраның тереңдігі статикалық сипаттаманың сызықтығына зор әсер етеді: неғұрлым тереңдігі үлкен болған сайын соғұрлым сипаттамасы сызықты.
Икемді мембраналар кіші қысымдар мен қысымдар айырмасын өлшеуге арналған. Олар резиналанған матадан, тефлон және т.б. жасалған жазық және гофрленген дисктер болып табылады. Сызықсыздығын азайту үшін қатаң центрлі мембрана қолданылады: мембрананың екі жағынан бекітілген екі металл дисктер (Б қосымшасы, Б.1, м,н сурет).
Барлық СЭ көп рет қолдануға тыйым салынады, себебі өлшеу қателіктеріне әкеліп соқтыратын қалдық деформация жиналып қалады. Өлшеу шегі сипаттамасының шегіне сәйкес келетін қысымның жартысымен шектеледі (жұмысшы СЭ үшін).
10.1.2 Бірорамды түтікшелі серіппелі ӨА
Өлшеуіш аспап (ӨА) агрессивті емес сұйық және газ тәрізді орталардың артық қысымын және вакуумдық күйін (разряжение) өлшеуге арналған. 10.1 суретте бірорамды түтікшелі серіппесі және секторлы беріліс механизмі бар ӨА сұлбасы келтірілген.
1 – ұстағыш;
2 – плата;
3 – шкала;
4 – аспап тілі (стрелка);
5 – түтікшелі серіппе;
6 – спираль серіппе;
7 – тісті доңғалақ;
8 – тісті сектор;
9 – ұштама;
10 – тартқыш.
10.1 сурет – Секторлы беріліс механизмді ӨА
Деформацияланған СЭ бос шетінің орын ауыстыруын манометр шкаласында тілшемен көрсету үшін секторлы немесе рычагты беріліс механизмдері қолданылады. Осы беріліс механизмдері түтікшелі серіппенің бос шетінің бірнеше градусқа немесе мм орын ауысуын тілшенің бұрыштық орын ауысуына 270300 градусқа түрлендіреді. Рычагты беріліс механизмдері өлшеудің жоғары дәлдігі қажет емес болса және вибрация жағдайы мүмкін аспаптарда қолданылады. Секторлы беріліс механизмдері үлгілік және қолдану шарты бойынша вибрация болмайтын аспаптарда қолданылады.
Бірорамды түтікшелі серіппелі вакуумметрлер манометрлерге ұқсайды, бірақ аспап тілшесі сағат тілімен де, сағат тіліне қарсы да қозғала алады.
10.1.3 Сильфонды сезгіш элементі бар ӨА
Сұйықтықтар және газтәріздес орталардың қысымдарының айырымасы мен шығындарын өлшеу үшін сильфонды дифманометрлер кең қолданылады (10.2 сурет).
10.2 Сурет - Сильфонды дифманометр
Суреттегі белгілеулер: 1,4–жұмысшы сильфондар; 2–шток; 3–рычаг; 5–қарсы әсер етуші серіппелер.
Өлшенетін қысымдар айырмашылығының нәтижесінде 1 жұмысшы сильфон қысылады да, дифманометрдің ішін толтыратын жұмысшы сұйықтықты 4 жұмысшы сильфонның ішіне ығыстырады. Сильфон деформациясынан шток 2 ығысады және қарсы әсер етуші серіппелердің 5 тартылыс күші өзгереді. Сильфон деформациясының күші қарсы әсер етуші серіппелердің күшімен теңескенде шток ығысуы тоқталады. Штоктың 2 ығысуы кезінде ол рычагты 3 сағат тіліне қарсы бұрады. Рычаг жазушы механизммен байланысқан.