Avtomatlashtirish va boshqarish

Ma'ruza №13.
Suyuqlikli bosim o‘lchash asboblarining tuzilishi va vazifasi. Suyuqlik manometrlari.


Reja:

1. Suyuqlikli bosim o‘lchash asboblarining turlari.

   
   

2. Suyuqlikli bosim o‘lchash asboblarning ishlash prinsipi

   
   

Suyuqlikli bosim o‘lchash asboblarning ishlash prinsipi o‘lchanayotgan bosimning suyuqlik ustunining gidrostatik bosimi bilan muvozanatlashishiga asoslangan. Asboblar turli ish suyuqliklari, ko‘pincha simob, transformator moyi, suv va spirt bilan to‘ldiriladi.
Asboblarda tutash idishlar prinsipi qo‘llanadi. Ularda ish suyuqligi sathlari ular ustidagi bosim teng bo‘lganda mos tushadi, bosim teng bo‘lmaganda esa, suyuqlik sathi shunday xolatni egallaydiki, bir idishdagi ortiqcha bosim boshqa idishdagi suyuqlikning ortiqcha ustunining gidrostatik bosim bilan muvozanatlashtiriladi. Ko‘pgina suyuqlikli manometrlar ish suyuqligining ko‘rinadigan sathiga ega. O‘sha sath bo‘yicha ko‘rsatishlarni bevosita yozib olish mumkin. Shunday suyuqlikli asboblar guruhi borki, ularda ish suyuqligining sathi bevosita ko‘rinib turmaydi. Sathning o‘zgarishi qalqovichning siljishiga yoki boshqa qurilma tasniflarining o‘zgarishiga olib keladi. Bu tasniflar yo raqamli qurilmalar yordamida o‘lchanayotgan kattalikning bevosita ko‘rsatishini, yoki uning qiymatini o‘zgartirish va masofaga uzatishni ta'minlaydi.
Suyuqlikli asboblarning ba'zi turlarini ko‘rib chiqamiz:
I kki naychali manometr. Bosim, siyraklanish va bosimlar ayirmasini (farqini) o‘lchash uchun sathi ko‘rinadigan ikki naychali U-simon manometrlardan, vakuummetrlardan va difmanometrlardan foydalaniladi. Bunday manometrning prinsipial sxemasi 13.1-rasmda tasvirlangan. Ikki tik tutash naycha 1 va 2 metall yoki yog‘och asos 3 ga mahkamlangan bo‘lib, unga shkala 4 o‘rnatilgan.
Agar naychaning ochiq qismidagi suyuqlik ustunining gidrostatik bosimi ikkinchi qismidagi bosim bilan mos kelsa, asbobda suyuqlik ustuni balandliklari bir hil holatda bo‘ladi. Shunga asoslanib, quyidagi ifodani yozish mumkin:
R_mut·S=P_atm·S+H·S·g(ρ-ρ₁) (13.1)
bu yerda:
R_mut – o‘lchanayotgan bosim, Pa;
R_atm – atmosfera bosimi, Pa;
S - naycha kesimining yuzi, m²
N – suyuqlik sathining (ustun uzunligining) farqi, m;
ρ – suyuqlikning zichligi, kg/m³;
ρ₁ – monometrdagi suyuqlik ustidagi muhitning zichligi, kg/m³;
g – tezlanish kuchi, m/s².
Demak,
R_mut=P_atm+H·g(ρ-ρ₁), (13.2)
R_ort=R_mut – P_atm = H·g(ρ-ρ₁). (13.2)
Agar anometrdagi suyuqlik ustida gaz bo‘lsa, u holda:
R_ort = R_mut - P_atm = H·g·ρ. (13.3)
Suyuqlik ustuni balandligini topish uchun ikki marta ustun balandliklarini hisoblab chiqish (bir tirsakdagi kamayishini, ikkinchisida esa, ko‘payishini) va ularning qiymatini qo‘shish lozim, ya'ni
H=h₁+h₂ (13.4)
Bosimlar farqini (o‘zgarishini) o‘lchashda suyuqlikli differensial ikki naychali manometrning bir tirsagiga (musbat) katta bosim, ikkinchi tirsagiga esa (manfiy) kichik bosim beriladi. Musbat va manfiy tirsaklardagi suyuqlik sathining farqi o‘lchanayotgan bosimlar farqiga mutanosib (∆R):
∆P=P₁-P₂=H·g(ρ-ρ₁). .... (13.5)
Manometrlarda ish suyuqligi kapillyar kuchlarning ta'siridan xalos bo‘lish uchun ichki diametri 8... 10 mm bo‘lgan shisha naychalardan foydalaniladi. Agar ish suyuqligi sifatida spirt olinsa, naychalarning diametrini kamaytirish mumkin.
Ikki naychali manometrlardagi xatoliklar manbai mahalliy erkin tushish tezlanishi g ning hisobiy qiymatidan chetga chiqishi, ish suyuqligi va o‘lchanayotgan muhitning zichligi ρ xam ρ₁, h₁ va h₂ balandliklarni o‘lchashdagi xatolardan iborat. Ularning ko‘rsatish xatosi 20°S haroratda 2 mm dan oshmaydi. Ular noagressiv suyuqlik va gazlarning ortiqcha bosimi va siyraklanishini 0...10 kPa chegaralarda o‘lchash uchun mo‘ljallangan. Mazkur asboblardan bosimlar farqini o‘lchashda difmanometr sifatida foydalanish mumkin.
Tuzilishiga qarab naychali suyuqlikli asboblarning bir naychali (kosali), og‘ma naychali va boshqa turlari mavjud. Bu asboblar ikki naychali asbobning bir turi bo‘lib, ikkinchi naycha o‘rniga keng idish (kosa) ishlatiladi.
Suyuqlikli asboblar laboratoriya va ishlab chiqarish tajribasida keng qo‘llanadi. Ularning kamchiliklari — ko‘rsatishlarni masofaga uzatish mumkin emasligi, o‘lchash chegaralarining kichikligi, ko‘rsatishlarning yaqqol emasligi va mexanik mustahkam emasligidan iborat.
Texnik o‘lchashlarda kombinatsiyalashgan suyuqlikli-mexanik asboblar qo‘llanadi. Ular yuqorida ko‘rilgan asboblardan farqli o‘laroq ish suyuqligining ko‘rinadigan sathiga ega emas. Ularga qalqovichli, qo‘ng‘iroqli va halqali asboblar kiradi.