Temat: Badanie charakterystyki cechowania manometrów i czujników ciśnienia

1. Cel i zakres ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami i przyrządami do pomiaru ciśnień. Zakres ćwiczenia obejmuje również poznanie sposobów cechowania wyżej wymienionych przyrządów.

Wprowadzenie

2. Klasyfikacja przyrządów pomiarowych

Ze względu na przeznaczenie przyrządy służące do pomiaru ciśnienia można podzielić

następująco:

· przyrządy do pomiaru ciśnienia absolutnego, w których zero na skali oznacza próżnię

absolutną (barometry, manometry ciśnienia absolutnego);

· przyrządy do pomiaru różnicy ciśnień, nazywane manometrami różnicowymi;

· przyrządy do pomiaru nadciśnienia, podciśnienia lub nadciśnienia i podciśnienia, nazywane

odpowiednio: manometrami, wakuometrami i manowakuometrami (zero na skali

wymienionych ciśnieniomierzy oznacza ciśnienie barometryczne).

Biorąc pod uwagę zasadę działania, rozróżnia się następujące rodzaje

przyrządów służących do pomiaru ciśnienia:

- hydrostatyczne, nazywane manometrami cieczowymi;

- prężne;

- tłokowe, czyli obciążnikowo-tłokowe;

- elektryczne.

3. Stanowisko pomiarowe

Schemat stanowiska pomiarowego przedstawiono na poniższym rysunku

Schemat stanowiska do badania manometrów:

1-zawór spustowy,

2,3,4,5,17-zawory,

6-reduktor,

7-koletktor,

8-zawór spustowy,

9-zawór bezpieczeństwa,

10-manometr kontrolny,

11,12-manometr cechowany,

13-zbiornik separujący,

14-sprężarka,

15-zbiornik wyrównawczy,

16-manometr obciążnikowo-tłokowy

4. Przebieg ćwiczenia

Przed przystąpieniem do cechowania, należy zachować ostrożność gdyż sprężarka jest zasilana z sieci elektrycznej.

- sprawdzić czy zawór regulacyjny jest zamknięty

- zamknąć zawory spustowe

- zamontować manometr cechowany

- załączyć sprężarkę na czas trzech minut i wyłączyć

- odkręcić zawór manometru kontrolnego i cechowanego

- nałożyć obciążniki dla zadanego ciśnienia

- zaworem regulacyjnym należy obracać w prawo, aż znak na talerzu manometru kontrolnym pokryje się ze środkiem wskaźnika

- odczytujemy wartość z manometru i zapisujemy w tabeli pomiarowe

Pomiar histerezy należy wykonać w następujący sposób :

- zamykamy zawór numer 5

- zabieramy odważnik z manometru obciążnikowo-tłokowego

- odkręcamy zawór spustowy numer 1 tak aby wskazówka na manometrze opadała do momentu, aż znak na talerzu manometru kontrolnego pokryje się ze środkiem wskaźnika

• zamykamy zawór spustowy i zapisujemy wynik w tabeli.

Dane:

Pole przekroju tłoczka wynosi 2cm²

Lp.	Wskazania Manometr obciążnikowo - tłokowego pwz	Wskazania Manometrów
				Cechowany 1 pb	Cechowany 2	Kontrolny
	[MPa]	[MPa]	[MPa]	[MPa]
1.	0,92	0,91	0,9	0,93
2.	0,76	0,76	0,75	0,79
3.	0,68	0,68	0,68	0,72
4.	0,64	0,63	0,62	0,67
5.	0,57	0,55	0,55	0,61
6.	0,51	0,51	0,50	0,53
7.	0,45	0,44	0,45	0,48
8.	0,35	0,33	0,36	0,38
9.	0,23	0,22	0,24	0,26
10.	0,12	0,12	0,12	0,15

Obliczenia wskazań manometru obciążnikowo - tłokowego

Obliczenia wskazań manometru obciążnikowo - tłokowego
Lp.	Waga obciążników	Wskazanie manometru wyliczone ( Waga obciążników dzielona na 2 cm^2 przekroju tłoczka )	Wskazanie manometru obciążnikowo - tłokowego po zamianie na odpowiednie jednostki (dzielone przez 10,2kg/cm^2 )
1	18,785	9,3925	0,92
2	15,510	7,755	0,76
3	13,910	6,955	0,68
4	12,955	6,4775	0,64
5	11,640	5,82	0,57
6	10,240	5,12	0,51
7	9,140	4,57	0,45
8	7,155	3,5775	0,35
9	4,820	2,41	0,23
10	2,470	1,235	0,12

1. 18,785 kg : 2cm² = 9,3925 kg/cm²

1MPa = 10,2 kg/cm² czyli: 9,3925 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,92 MPa

2. 15,51 kg : 2cm² = 7,755 kg/cm² 7,755 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,76 MPa

3. 13,910 kg : 2cm² = 6,955 kg/cm² 6,955 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,68 MPa

4. 12,955 kg : 2cm² = 6,4775 kg/cm² 6,4775 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,64MPa

5. 11,640 kg : 2cm² = 5,82 kg/cm² 5,82 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,57 MPa

6. 10,240 kg : 2cm² = 5,12 kg/cm² 5,12 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,51MPa

7. 9,140 kg : 2cm² = 4,57 kg/cm² 4,57 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,45 MPa

8. 7,155 kg : 2cm² = 3,5775 kg/cm² 3,5775 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,35 MPa

9. 4,820 kg : 2cm² = 2,41 kg/cm² 2,41 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,23 MPa

10. 2,470 kg : 2cm² = 1,235 kg/cm² 1,235 kg/cm² : 10,2 kg/cm² = 0,12 MPa

5. Ocena błędu pomiaru.

Błąd wskazań manometru stanowi różnica między wskazaniami manometru sprawdzanego pb, a ciśnieniem pwz wskazanym przez przyrząd kontrolny

Δp = │ p_wz - p_b │

Ocena błędu pomiaru Δp = pwz - pb
Lp.	Wskazania Manometr obciążnikowo - tłokowego pwz	Wskazania manometru cechowanego1 pb	Błąd pomiaru Δp
1	0,92	0,91	0,01
2	0,76	0,76	0
3	0,68	0,68	0
4	0,64	0,63	0,01
5	0,57	0,55	0,02
6	0,51	0,51	0
7	0,45	0,44	0,01
8	0,35	0,33	0,02
9	0,23	0,22	0,01
10	0,12	0,12	0

Δp₁ = 0,92 - 0,91 = 0,01

Δp₂ = 0,76 - 0,76 = 0

Δp₃ = 0,68 - 0,68 = 0

Δp₄ = 0,64 - 0,63 = 0,01

Δp₅ = 0,57 - 0,55 = 0,02

Δp₆ = 0,51 - 0,51 = 0

Δp₇ = 0,45 - 0,44 = 0,01

Δp₈ = 0,35 - 0,33 = 0,02

Δp₉ = 0,23 - 0,22 = 0,01

Δp₁₀ = 0,12 - 0,12 = 0

Błąd wskazań manometru nie powinien przekraczać wartości dopuszczalnej pdop wynikającej z

jego klasy niedokładności

Δp_dop = δ (p_max - p_min) ∙10²

gdzie:

δ- klasa dokładności manometru

pmax - pmin - zakres wskazań manometru

Manometr 1 o numerze seryjnym 63.72, o dokładności 1,5

Manometr 2 o numerze seryjnym 97.04, o dokładności 1,6

Dla manometru 1-ego:

Δ p_dop = 1,5 × (0,92 - 0,12) × 10² = 120

Dla manometru 2-ego:

Δ p_dop = 1,6 × (0,92 - 0,12) × 10² = 128

6. Wnioski

Błąd wskazań w ćwiczeniu nie został przekroczony. W związku z ograniczonym czasem wykonywania ćwiczenia dokonałem tylko dziesięć pomiarów. Ćwiczenie to wymaga dłuższego czasu, ponieważ trudno jest dobrać właściwe obciążenie, zbyt wielkie obciążenie powodowało większy błąd pomiarowy. Wynikające błędy mogą wynikać z mojej niedokładności lub niedokładności przyrządów pomiarowych lub źle dobranego obciążenia (co nie było takie łatwe).

1

---