Ćwiczenie
SPRAWOZDANIE
Temat: Pomiar ciśnienia
Wydział, rok, grupa
Data
Nr zespołu 3
WEiP, I, V
04.04.2013
Nazwisko i imię
Ocena
Teoria
Wykonanie
Ocena końcowa
1.Kopieniak Hubert
2.Zięba Arkadiusz
1.Cel ćwiczenia
Zapoznanie się z działaniem manometru sprężynowego i piezorezystancyjnego czujnika ciśnienia oraz wzorcowanie manometrów oraz ogólne metody stosowane przy pomiarach ciśnienia w urządzeniach technicznych 2. Teoria i wzory użyte w ćwiczeniu Manometr spełnia stawiane mu wymagania jeśli spełnia jeden z poniższych warunków:
- Maksymalny bezwzględny błąd wskazań nie przekracza wartości błędu granicznego
Δp<∆pgr
- Maksymalna histereza pomiarowa nie przekracza wartości błędu granicznego
∆phist <∆pgr
Błąd graniczny (wynika z klasy dokładności i zakresu pomiaru):
δ-klasa dokładności manometru
P max i p min- zakres wskazań manometru δ=1,6-podana klasa dokładności manometru Klasa manometru:
3. Opracowanie wyników doświadczenia Wyniki pomiarów przeprowadzonych na laboratorium (notatki dołączone do sprawozdania) zebraliśmy w poniższej tabeli: p mal.
Δp rosn.
Δ hist.
Wzorcowy [kPa]
Napięcie mal. [V] Napięcie rosn. [V]
[kPa]
p rosn. [kPa] Δp mal. [kPa]
[kPa]
[kPa]
0
0,24
0,26
6
7
6
7
1
50
0,65
0,68
50
53
0
3
3
100
1,03
1,11
92
101
8
1
9
150
1,50
1,56
144
151
6
1
7
200
1,97
2,03
197
203
3
3
6
250
2,43
2,47
248
252
2
2
4
300
2,86
2,94
296
304
4
4
8
350
3,31
3,36
346
351
4
1
5
400
3,74
3,81
393
401
7
1
8
450
4,25
4,30
450
455
0
5
5
500
4,67
4,74
497
504
3
4
7
Wyliczenie Δpgr :
, ∗(
)
Δpgr=
=8
Wobec powyższej równości zauważamy że spełniony jest warunek Δp<∆pgr a więc manometr wzorcowany spełnia wymagania wynikające z jego klasy dokładności (1,6 jak w instrukcji).
Dodatkowo możemy policzyć klasę tego manometru: 9
=
∗ 100 = 1,8[%]
500 − 0
Wyniki z tabeli przedstawione na wykresie mogą nam ukazać relację pomiędzy wskazaniami manometru wzorcowego przy ciśnieniu rosnącym i malejącym.
600
p [kPa]
500
Ciśnienie malejące
400
Ciśnienie rosnące
Manometr wzorcowany
300
200
100
0
0
100
200
300
400
500
600
Wskazania manometru wzorcowanego [kPa]
4. Interpretacja wyników i wnioski W celu sprawdzenia manometru można zastosować dwie strategie: można wyniki odczytywane z czujnika wzorcowego „dopasowywać” do wartości z manometru wzorcowanego (najczęściej są to okrągłe wartości znajdujące się w
równych odstępach) lub odwrotnie. W naszym doświadczeniu wykorzystaliśmy metodę pierwszą. Wybraliśmy tak, ponieważ wskazania czujnika wzorcowego nie zmieniały się jednostajnie ale skokowo (nieregularne odstępy sąsiednich wskazań) co uniemożliwiało obserwację w regularnych odstępach a w konsekwencji sporządzenie przejrzystego zapisu. Skomplikowałyby się też obliczenia. Na załączonym wykresie widzimy, że wykresy dla poszczególnych odczytów niemal się pokrywają co świadczy o w miarę dokładnym przeprowadzeniu doświadczenia, jednak możemy zauważyć pewne dodatkowe relacje pomiędzy nimi. Dla ciśnienia rosnącego wskazania czujnika wzorcowego są prawie w każdym przypadku wyższe niż wskazania manometru (patrz tabela i wykres). Jest to związane z tzw. histerezą pomiarową czyli opóźnieniem wynikającym z konstrukcji mechanizmu manometru. Analogiczna zależność istnieje dla ciśnienia malejącego. Na dołączonych notatkach znajduje się wiele obserwacji z których część jest niezgodna z rzeczywistością. Jest to wynikiem błędu ludzkiego który wkradł się do naszego zespołu. Okazało się, że początkowo przywiązywaliśmy zbyt małą wagę do bardzo dokładnego odczytu (±0,01V). Bardzo ważne okazało się też skrupulatne niwelowanie tzw. błędu paralaksy przy odczytywaniu z manometru który początkowo wypaczał wyniki.