Rotametry stanowią grupę urządzeń służących do pomiaru strumienia objętości lub masy płynu. Zarówno zasada działania jak i budowa nie są zbyt skomplikowane dzięki czemu znalazły szerokie zastosowanie przy pomiarach różnego typu cieczy i gazów. Rotametr składa się z dwóch zasadniczych części: pływaka i rurki stożkowej której średnica górna jest nieco większa od dolnej. Rurka wykonana z przezroczystego materiału w celu umożliwienia bezpośredniego odczytu położenia pływaka względem podziałki znajdującej się na powierzchni rurki. Pływak najczęściej posiada na swym obrzeżu nacięte skośne rowki, które wprawiają go w ruch obrotowy dokoła osi pionowej, w zależności od potrzeby może być wykonany z metalu lub tworzywa sztucznego . Zarówno część dolna jak i górna stożkowej rurki jest szczelnie połączona króćcami dolnym i górnym w których znajdują się ograniczniki ruchu pływaka, całość skręcona jest śrubami dystansowymi. Aby prawidłowo dokonać pomiaru rotametrem musi on być utrzymywany w pozycji pionowej. W celu możliwie łatwego odczytu położenia pływaka wymagana jest jego stabilność na którą bezpośredni wpływ mają skośne nacięcia dzięki czemu wprawiany jest w ruch obrotowy a także kształt pływaka i stosunek górnej do dolnej średnicy rurki nie przekraczający 1.2.
Zasada działania rotametru polega na utrzymywaniu się pływaka w stanie zawieszenia pod wpływem płynącego do góry płynu. Równowaga sił działających na pływak zostanie zachwiana przez zmianę strumienia objętości płynu, wówczas pływak ulega przemieszczeniu. Tak więc pływak przy wzroście strumienia objętości płynu przemieszcza się wyżej, gdyż wyższemu położeniu pływaka odpowiada większa powierzchnia przekroju rurki zapewniająca poprzednią prędkość płynu, co prowadzi do ponownej równowagi sił działających na pływak. Marą strumienia objętości lub masy płynu jest zatem wznios pływaka.
Warunek równowagi sił działających na pływak jest następujący:
-G + R = 0
Ciężar pływaka po uwzględnieniu sił wyporu wynosi
G = Vp g(ρp - ρ)
Natomiast reakcja R wynosi:
R = cx ρV2/2 Ap
Strumień objętości wynosi: Q = A∙ v
Po przekształceniu wzorów otrzymujemy:
Q = A√2g Vp (ρp - ρ)/cx ρ Ap = K α A
gdzie K jest wartością stałą dla danego pływaka K = const , natomiast α jest współczynnikiem przepływu. Kształt pływaka ma wpływ na współczynnik przepływu. Mimo ze pływak o kształcie stożka ma najmniej korzystny współczynnik to ze względu na swoja stabilność jest najczęściej stosowany w budowie rotametrów.
Do głównych zalet rotametrów należą:
- łatwość pomiaru,
- duży zakres mierniczy przekraczający ponad dziesięciokrotność stosunku strumienia maksymalnego do minimalnego,
- stały błąd względny w całym zakresie mierniczym
Natomiast do wad można zaliczyć:
- niezbyt wysoka dokładność, którą przy uwzględnieniu błędu odczytu szacuje się w granicach ±2-2.5%,
- nieprzydatność do pomiaru dużych przepływów, a także przy dużych ciśnieniach i temperaturach,
- łatwość uszkodzenia szklanej rurki i konieczność ustawienia urządzenia w pozycji pionowej co może niekiedy utrudnić pomiar.
W przypadku pomiaru o podwyższonych parametrach płynu stosuje się także rotametry ze stalowymi rurkami gdzie przeniesienie wskazań odbywa się na drodze elektrycznej.