В зависимости от вида измеряемого давления, диапазона и точности измерений существенно отличаются конструкции жидкостных маномет­ров. К числу простейших жидкостных манометров относятся U-образ-ные манометры, выпускаемые в нашей стране по ГОСТ 9933—75.

Двухтрубный мановакуумметр типа MB (рис. 8) состоит из стеклян­ной U-образной трубки 2, закрепленной на основании 1- скобами 3 и 6. Уровни жидкости 5 (дистиллированная вода или ртуть) отсчитываются по шкале 4, отградуированной в мм. При отсутствии разности давлений в обеих трубках уровни жидкости располагаются вблизи нулевой отмет­ки. Высота столба жидкости, соответствующая измеряемому давлению по формуле (1.6), определяется по отсчетам положения уровней в труб­ках по шкале. Манометр достаточно универсален и позволяет измерять как положительное и отрицательное избыточные давления, так и раз­ность давлений. Мановакуумметры типа MB при их заполнении водой вы­пускаются на диапазоны измерений от 0-10 гПа (0—100 мм вод. ст.) до 0—100 гПа (0—1000 мм вод. ст.). Погрешность измерений при температу­ре (20±5) °С составляет ±0,2 гПа (±2 мм
вод. ст.).

В двухтрубном манометре абсолютного давления типа AM Хрис- 9) в отличие от предыдущего левое колено стеклянной трубки б запаяно, а правое стеклянным краном 4 подключается к ниппелям 5 для соедине-

 

Рис. 8. Двухтрубный ма­нометр типа MB

Рис. 9. Двухтрубный манометр типа AM

ния с откачивающим устройством и измеряемым абсолютным давлением. Стеклянная трубка, заполненная ртутью 3, с краном и присоединитель­ными ниппелями скобами 2 закреплена на основании 1, а шкала 7 смон­тирована на держателе 8, который может смещаться относительно осно­вания при регулировке нулевого положения. U-образная трубка перед за­полнением ртутью откачивается, что обеспечивает в ее запаянном конце достаточно полный вакуум. Манометры типа AM выпускаются с диапазо­нами измерений 0-130 гПа (0-100 мм
рт.ст.) и 0-210 гПа (0-160 мм
ртхт.) при погрешности измерений ±2 гПа (± 1,5 мм рт. ст.).

При измерении атмосферного давления требования к точности изме­рений существенно повышаются. Для указанных целей в нашей стране Клинским ПО „Термоприбор" серийно выпускаются контрольный ртут­ный барометр типа КР, инспекторский ртутный барометр типа ИР, стан­ционные ртутные барометры типа СР-А и СР-Б и ртутные манометры аб-

солютного давления типа МБП и МЧР-3, которые нашли широкое приме­нение в метеорологической службе, в авиационной технике, при проведе-ниигеологоразведочных и геофизических работ.

Контрольный ртутный барометр типа КР — модификация U-образно-го манометра, в которой для регулирования уровня ртути в трубках ис­пользуется заполненный ртутью резервуар (чашка). Данный тип жид­костных приборов называют сифонно-чашечными манометрами, хотя наименование „чашечный" имеет чисто условный характер, так как ре­зервуар заполнен ртутью полностью и в нем отсутствует свободная по­верхность ртути.

Прибор (рис. 10) состоит из двух соосных стеклянных трубок 1 и 7, разделенных друг от друга стеклянной перегородкой. Трубка 1, соеди­ненная с чашкой 8 с помощью капилляра 4, откачана; _ труб­ка 10, непосредственно соеди­ненная с чашкой,, имеет в верхней части ниппель 5 для сообщения с атмосферным давлением. Стеклянные труб­ки защищены метачлической оправой с продольными про­резями для наблюдения ме­нисков ртути, на которой нанесена шкала. Во время измерений мениск ртути в нижней короткой трубке вин­том 10 нажимающего на дно лайкового мешочка 9 чашки, устанавливается на нулевой отметке шкалы по нулевому индексу 6. Положение относи­тельно шкалы мениска ртути в запаянной верхней трубке, являющееся мерой атмосфер­ного давления, определяется нониусом 2, закрепленным на подвижной муфте 3. Баро­метр предназначен для повер­ки инспекторских и станцион­ных барометров.

Инспекторский ртутный
барометр типа ИР состоит из
двух параллельных стеклян­
ных трубок, сообщенных ниж­
ними концами с заполненным
ртутью резервуаром (чаш­
кой), который предназначен
Рис. 10. Сифонно-чашечный прибор  для совмещения уровня ртути

в открытой трубке с нулевой отметкой шкалы. Благодаря наличию вто­рого нулевого индекса, инспекторский барометр имеет более широкий диапазон измерений, чем контрольный. Барометр предназначен для по­верки рабочих барометрических приборов.

В ртутном манометре абсолютного давления, который также явля­ется U-образным манометром, в отличие от предыдущего нулевая отмет­ка расположена в "верхней части запаянной откачанной трубки, а отсчет по ■ шкале производится сверху вниз. При измерениях мениск ртути в запаянной трубке совмещается с нулевой отметкой шкалы перемеще­нием в вертикальном направлении заполненного ртутью резервуара, со­единенного с трубками шлангом. Положение мениска ртути в трубке, сообщенной с измеряемым абсолютным давлением, отсчитывается ви­зирным кольцом и нониусом. Манометр предназначендля поверки рабо­чих метеорологических приборов.

Станционные ртутные барометры типов СР-А и СР-Б по принципу действия являются чашечными (см. рис. 4, б) и отличаются друг от друга лишь диапазонами измерений. Барометр СР-А предназначен для поверки апероидных барометров и барографов, а также для измерения атмосфер­ного давления на равнинных метеорологических станциях, в то время как барометр СР-Б — на горных метеорологических станциях (высота от уровня моря до 2000 м). В отличие от вышеуказанных приборов при из­мерениях атмосферного давления барометрами СР требуется людь один отсчет.

Ртутные манометры абсолютного давления типа МЧР-3 также отно­сятся к чашечным манометрам и предназначены для поверки барометри­ческих высотомеров и других авиационных приборов. Для повышения производительности поверочных работ приборы снабжены пятью ви­зирными кольцами, которые фиксируются на требуемых отметках шка­лы. При проведении поверки давление регулируется так, чтобы мениск ртути в трубке последовательно совмещался с нижней кромкой визир­ных колец, т. е. манометр МЧР-3 предназначен для работы в режиме за-датчика давления.

Технические характеристики приборов данной группы приведены в табл. 6. •

Таблица 6

 

 

 

 

Прибор	Диапазон измере­ний, гПа	По­греш­ность, гПа 1	Цена деления, гПа	Габаритные размеры, мм и масса, кг
	шка­лы	нониу­са
Барометр типа КР	950-1090	±0,2	1	0,05	ф 56X1150 5
Барометр типа ИР	650-1070	±0,3	1	0,05	54X1076 4
Барометр типа СР-А	810-1070	±0,5	1	0,10	70X920 3

Продолжение

 

 

Прибор	Диапазон измере­ний, гПа	По­греш­ность, гПа	Цена деления, гПа	Габаритные размеры, мм и масса, кг
шка­пы	ноняу- са
Барометр типа СР-Б	680-1070	±0,5	1	0,10	70X920 3
Манометр абсолютного дав­ления типа МБП	2-1070	±0,5	1	0,05	140X285X1310 12,5
Манометр абсолютного дав­ления типа МЧР-3	5-1070	±1,0	1	0,10	—

В показаниях указанных выше приборов вводятся поправки на (см. разд. 2.2): неточности изготовления приборов и градуировки шкалы (инструментальная поправка); отклонение местного ускорения свобод­ного падения от нормального (9,80665 м/с); отклонение температуры шкалы и ртути от их нормальных значений (20 и 0°С соответственно).

Ртутные барометры и манометры предназначены для работы в за­крытых помещениях при температуре окружающего воздуха от 10 до 40°С при относительной влажности 80 %. Приборы должны быть защище­ны от прямого воздействия солнечных лучей и не располагаться вблизи источников тепла.

При дальнейшем увеличении точности измерений должны быть по­вышены точность отсчета уровней жидкости и сведены к минимуму ка­пиллярные погрешности. Последнее легко достигается в двухчашечных манометрах, в которых за счет достаточно большого внутреннего диамет­ра чашек капиллярные погрешности практически исключены.

Наиболее распространенным манометром данного типа является компенсационный жидкостный микроманометр типа МКВ-250. Прибор (рис. 11) состоит из двух заполненных наполовину дистиллированной водой чашек 3 к 8, сообщающихся между собой посредством резиновой трубки 5. Чашка 3, выполненная в виде цилиндра с горизонтально распо­ложенной осью, жестко закреплена относительно корпуса 6 прибора с прорезью 10. Чашка 8, представляющая собой цилиндрический сосуд с вертикальной осью, через которую проходит микрометрический винт 9, перемещается по высоте при вращении микрометрического винта с по­мощью головки 13.

Принцип действия микроманометра заключается в следующем. При равенстве давлений воздуха в обеих чашках по закону сообщающихся сосудов уровни свободных поверхностей воды в чашках располагаются в одной горизонтальной плоскости. В этом положении уровень воды в чашке 3 смещением чашки в вертикальном направлении устанавливается так, чтобы просвет между острием конуса 4 и его видимым отражением от внутренней поверхности воды был минимально возможным (на глаз).

Взаимное расположение ко­нуса и его отражение на­блюдаются в наклонное зеркало и линзу, закреп­ленных на торце чашки 3. Одновременно указатель, смонтированный на штуце­ре чашки 8, совмещаемся с нулевой отметкой основ­ной шкалы 1.

Рис.  11. Компенсационный жидкостный микро­манометр типа МКВ-20

Если после этого в чаш­ку 3 через штуцер 2 будет подано избыточное давле­ние Pi, большее чем давле­ние р2 в чашке 8, то уро­вень воды в чашке 3 опус­тится, и при этом конус 4 и его отражение сольются. Для достижения прежнего положения уровня чашка 8 вращением микрометри­ческого винта поднимается вверх до тех пор, пока столб воды не уравновесит разность давлений pi — р2. Высота столба воды опре­деляется отсчетами: по по­ложению указателя 7 отно­сительно основной шкалы 1 и взаимному расположе­нию указателя 11 и дополнительной круговой шкалы 12, цена деления которой равна одной сотой цены деления основной шкалы (за один обо­рот микрометрического винта чашка смещается на 1 мм). Прибор позво­ляет измерять как положительную, так и отрицательную разность давле­ний и избыточное давление.

Технические характеристики микроманометра МКВ-250: диапазон измерений 0-2500 Па (0-250 мм вод.ст.); класс точности 0,02; погреш­ность измерений 0,5 Па (0,05 мм вод.ст.); габаритные размеры ф 150X300 мм; масса 3 кг.

На том же принципе двухчашечного манометра основан образцовый компенсационный микроманометр (типа МКМ) 1-го разряда, в котором в отличие от предыдущего с целью повьппения точности измерений высо­та столба воды определяется концевыми мерами длины и стрелочным индикатором часового типа, что позволяет исключить погрешности изго­товления микрометрического винта. Микроманометр позволяет изме­рять разность давлений в диапазоне 100-4000 Па (10-400 мм вод.ст.) с погрешностью, не превышающей ±0,2 Па (0,02 мм вод.ст.). Еще более

высокая точность измерении достигнута в эталонных микроманометрах данного типа.

Помимо указанного, двухчашечные манометры нашли применение в качестве портативных переносных приборов. Так, серийно выпускает­ся переносной мановакуумметр типа ППР-2М, предназначенный для по­верки дифманометров — расходомеров, манометров, вакуумметров, тя­гомеров и напоромеров. Прибор содержит две пары соединенных дюрри-товыми шлангами чашек, одна из которых заполнена водой, а другая ртутью. Неподвижные чашки смонтированы на основании прибора, а одна из подвижных, в зависимости от требуемого диапазона измерений — на каретке с нониусом, перемещающейся вдоль металлической шкалы. Уровень жидкости в подвижной чашке фиксируется конусным наконеч­ником микрометрического винта, что позволяет определять отклонения высоты столба жидкости от целых делений шкалы, т. е. по способу отсче­та прибор близок микроманометру МКВ. Шкала прибора выполнена разборной, что делает возможной его транспортировку в двух компакт­ных футлярах.

Прибор ППР-2М имеет следующие технические характеристики: диа­пазон измерений 0—1,33 • 103 гПа для ртути, 0—98 гПа для воды или от 0 до 1000 мм столба жидкости; относительная погрешность измерений 0,3 %; габаритные размеры прибора в собранном виде 250X200X1135; масса не более 9 кг.