Bosimni elektr usullar bilan o'lchash
BOSIMNI ELEKTR USULLAR BILAN O'LCHASH
Reja:
1.Asosiy tushunchalar va tasnifi.
2. Bosim o’lchash asboblari.
3. Bosimni elektr usullar bilan o'lchash
1. Asosiy tushunchalar va tasnifi
Tekis sirtga normal ta‘sir ko’rsatuvchi ravon taqsimlangan kuch bosim deyiladi.
(1)
bu еrda: S – tekislik yuza; F – teng ta‘sir kiluvchi bosim kuchi.
Bosim Xalqaro birliklar sistemasida Pa bilan o’lchanadi. Undan tashqari bosim o’lchashda (n/m2), kPa, MPa, KGk/sm2, bar, kgk/m2 (mm.suv.ust), mm.sim.ust. kabi birliklardan keng foydalaniladi.
O’lchashda absolyut ortiqcha atmosfera va vakuum bosim mavjud. Absolyut bosim – modda holatining parametri bo’lib, atmosfera va ortiqcha bosimlar yig’indisidan iborat:
(2)
bu еrda, Pатм – аtmosfera, Pорт – ortiqcha bosimlar.
Ortiqcha bosim absolyut va atmosfera bosimlari oralaridagi farqdan iborat:
(3)
Atmosfera bosimi – er atmosferasidagi xavo ustunining bosimi, uning qiymati barometrlar bilan o’lchanadi, shuning uchun bu bosim ko’pincha barometrik bosim ham deb ataladi.
(4)
Bosim o’lchaydigan asboblar ishlash prinsipiga ko’ra suyuqlikli, deformatsion (prujinali), yuk-porshenli, elektr, ionizatsion va issiqlik turlariga bo’linadi.
O’lchanayotgan kattalikning turiga ko’ra bosim o’lchaydigan asboblar quyidagilardan iborat:
Manometr – mutloq va ortiqcha bosimni o’lchaydigan asbob.
Barometr – atmosferada havoning barometrik bosimini o’lchash uchun ishlatiladigan asbob.
Vakkumetr – siyraklanishni o’lchash uchun ishlatiladigan asbob.
Manovakuummetr – ortiqcha bosim va vakkumni o’lchaydigan asbob.
Naporomer (mikromanometr) – kichik miqdordagi ortiqcha bosimni o’lchaydigan asbob.
Tyagomer – kichik miqdordagi siyraklanishlarni o’lchaydigan asbob.
Tyagonaporomer – kichik qiymatli bosim va siyraklanishlarni o’lchash uchun ishlatiladigan asbob.
Differensial manometrlar – ikki bosim ayirmasini o’lchaydigan asbob.
Ishlash prinsipi jihatidan bosimni o’lchaydigan asboblar quyidagi guruhlarga bo’linadi:
1) o’lchanayotgan bosimni suyuqlik ustunining gidrostatik bosimi bilan muvozanatlashga asoslangan suyuqlikli asboblar;
2) yuk-porshenli monometrlar - bo’larda o’lchanadigan bosim porshenga ko’rsatiladigan tashki kuch orqali muvozanatlanadi;
3) deformatsion manometrlar – ularda o’lchanadigan bosim turli elastik unsurlarning deformatsiyasi yoki ularning kuchi bo’yicha aniqlanadi;
4) elektrik asboblarda bosim elektr kattalikka aylanadi.
2.Suyuqlikli bosim o’lchash asboblari
S uyuqlikli asboblar o’zining to’zilishi va ishlatilishining soddaligi hamda o’lchashining deyarli aniqligi bilan tavsiflanadi.
Bu asboblar tajriba va texnikaviy o’lchovlarda keng qo’llanadi. Asbob turli ishchi suyuqliklar, ko’pincha simob, suv va spirt bilan to’ldiriladi.
Ikki naychali (U simon) manometr va manovakkummetrlar U harfi shaklidagi shisha naychadan iborat. Naycha to’g’ri chizilgan shkalali taxtachaga biriktirilgan (1-rasm).
Bu turdagi asboblarning ishlash prinsipi tutash idishlar qonuniga asoslangan. Naychalarning biri ortiqcha bosimi o’lchanayotgan hajmga ulanadi. Agar naychaning ochiq qismidagi suyuqlik ustunining gidrostatik bosimi ikkinchi qismidagi bosim bilan mos kelsa, tizim muvozanat holatda bo’ladi. Shunday qilib, quyidagi ifodani yozish mumkin.
(5)
bu еrda Рмут- o’lchanayotgan bosim, N/m2; Ратм-atmosfera bosim, N/m2; S – naycha kesimining yuzasi, m2; Н – suyuqlik sathining (ustun uzunligining)farqi, m; р – suyuqlikning zichligi, kg/m3; р1- manometrning suyuqlik ustidagi muhit zichligi, kg/m2; g – tezlanish kuchim, m/s2;
Demak,
(6)
Yoki
(7)
Agar manometrdagi suyuqlik ustida gaz bo’lsa, u holda:
Sathlar farqi naychaning ung va chap tomonidagi shkala bo’yicha ko’rsatkichlari yigindisi kabi aniqlanadi, ya‘ni
(8)
Bosimlar farqini o’lchashda suyuqlikli differensial ikki naychali manometrining bir tomoniga (musbat) katta bosim, ikkinchi tomoniga esa (manfiy) kichik bosim beriladim. Musbat va manfiy tomonlardagi suyuqlik sathining farqi o’lchanayotgan bosimlar farqiga proporsional.
(9)
Ikki naychali manometrlarga bir qator hatolar xosdir. Bunga sabab sayuklik meniskining holatini noaniq hisoblanishi, atrof muhit haroratining o’zgarishi, kapillyarlik hodisalari va hokazo. Hatolarning ko’pchiligi tuzatishlar orqali e‘tiborga olinishi mumkin. Suyuqlikli ikki naychali asboblarning kamchiligi – ikki marta hisob olib borishning zarurligidadir, buning natijasida o’lchashning hatosi ko’payadi.
Bir naychali (kosali) asboblar. Bu asboblar ikki naychali asboblarning bir turi bo’lib, ikkinchi naycha o’rniga keng idish (kosa) ishlatiladi.
Ortiqcha bosim ta‘sirida kosadagi suyuqlik sathi pasayib, naychadagi sath oshadi. Bu hol uchun quyidagini yozish mumkin:
(10)
Kosali manometrning afzalligi shundaki, naychadagi suyuqlik meniskining holati bir marta hisoblanadi. Bu asbobning kamchiligi idishdagi suyuqlik sathining pasayishi natijasida N ga teng hato sodir bo’lishidadir. Aniq, asboblar uchun quyidagi munosabat urinli:
(11)
bunda S – idish kesimining yuzasi, m2; s – naycha kesimining yuzasi, m2; (9) va (10) tenglamalardan quyidagi kelib chiqdi:
(12)
Agar s/S – nisbat 1/400 dan ortiq bo’lmasa, N kattalikni e‘tiborga olmasa bo’ladi:
(13)
Suyuqlikli manometrlar bilan o’lchanadigan bosimning yuqori chegarasi asbobning katta-kichikligiga bog’liq.
Tajribada asboblar 0,196 MN/m2 (2 kgk/sm2) dan oshmaydigan bosimni o’lchash uchchun ishlatiladi.
Mikromanometrlar. Juda kichik bosimlarni o’lchash uchun og’ma naychali mikromanometrlar ishlatiladi.
Naychaning holati og’ma bo’lgani sababli o’lchanayotgan bosimni muvozanatlaydigan suyuqlik ustunining uzunligi:
, (14)
bunda n- suyuqlik meniskining shkala bo’yicha siljishi,
Xulosa:
Kundalik bosim o'lchovlari, masalan, avtomobil shinalari bosimi, odatda atrof-muhit havosi bosimiga nisbatan amalga oshiriladi. Boshqa hollarda o'lchovlar vakuumga yoki boshqa biron bir mos yozuvlarga nisbatan amalga oshiriladi. Ushbu nolga mos yozuvlar orasidagi farqni ajratishda quyidagi atamalardan foydalaniladi:
Mutlaq bosim dan foydalanib, mukammal vakuumga qarshi nolga ishora qiladi mutlaq o'lchov, shuning uchun u bosim bosimiga va atmosfera bosimiga teng.
Bosim o'lchagichi atrofdagi havo bosimiga qarshi nolga ishora qiladi, shuning uchun u atmosfera bosimidan minus mutlaq bosimga teng. Salbiy belgilar odatda qoldiriladi.[iqtibos kerak ] Salbiy bosimni farqlash uchun qiymat "vakuum" so'zi bilan qo'shilishi yoki o'lchagichga "vakuum o'lchagich" yorlig'i qo'yilishi mumkin. Ular yana ikkita kichik toifaga bo'linadi: yuqori va past vakuum (va ba'zan) ultra yuqori vakuum ). Vakumlarni o'lchash uchun qo'llaniladigan ko'plab texnikalarning amaldagi bosim oralig'i bir-birini qoplaydi. Demak, bir necha xil o'lchov turlarini birlashtirib, tizim bosimini doimiy ravishda 10 dan o'lchash mumkinmbar 10 gacha−11 mbar.
Differentsial bosim bu ikki nuqta orasidagi bosimning farqidir.
Amaldagi nolinchi mos yozuvlar odatda kontekstda nazarda tutiladi va bu so'zlar faqat tushuntirish zarur bo'lganda qo'shiladi. Shinalar bosimi va qon bosimi Konventsiya bo'yicha bosim ko'rsatkichlari, ammo atmosfera bosimi, chuqur vakuum bosimi va altimetr bosimi mutlaq bo'lishi kerak.
Ko'pchilik uchun ishlaydigan suyuqliklar suyuqlik mavjud bo'lgan joyda yopiq tizim, bosim o'lchovi ustunlik qiladi. Tizimga ulangan bosim asboblari joriy atmosfera bosimiga nisbatan bosimni bildiradi. Haddan tashqari vakuum bosimini o'lchashda vaziyat o'zgaradi, keyin uning o'rniga mutlaq bosim qo'llaniladi.
Differentsial bosim odatda sanoat jarayonlari tizimlarida qo'llaniladi. Differentsial bosim o'lchagichlari ikkita kirish portiga ega, ularning har biri bosimini nazorat qilish kerak bo'lgan hajmlardan biriga ulangan. Darhaqiqat, bunday o'lchov mexanik vositalar yordamida olib tashlashning matematik ishini bajaradi, operatorga yoki boshqaruv tizimiga ikkita alohida o'lchagichni tomosha qilish va o'qishlar farqini aniqlash uchun ehtiyojni yo'q qiladi.
| 