Basınç ölçümü - Pressure measurement

Yaygın olarak kullanılan Bourdon basınç göstergesi örneği

Bir lastik basınç göstergesi ile lastik basıncının kontrol edilmesi

Basınç ölçümü uygulanan bir analizdir güç tarafından sıvı (sıvı veya gaz ) bir yüzeyde. Basınç tipik olarak birim başına kuvvet birimi cinsinden ölçülür yüzey alanı. Basınç ölçümü için birçok teknik geliştirilmiştir ve vakum. Entegre bir birimdeki basıncı ölçmek ve görüntülemek için kullanılan aletlere denir basınç ölçerler veya basınç ölçerler veya vakum ölçerler. Bir manometre Bu, basıncı hem ölçmek hem de göstermek için bir sıvı sütununun yüzey alanını ve ağırlığını kullandığından iyi bir örnektir. Benzer şekilde, yaygın olarak kullanılan Bourdon ölçer, hem ölçen hem de gösteren ve muhtemelen en iyi bilinen gösterge tipi olan mekanik bir cihazdır.

Vakum göstergesi, sıfır noktası olarak ayarlanan ortam atmosfer basıncından daha düşük basınçları negatif değerlerde ölçmek için kullanılan bir basınç göstergesidir (örn .: −15psig veya −760mmHg toplam vakuma eşittir). Çoğu gösterge, basıncı sıfır noktası olarak atmosferik basınca göre ölçer, bu nedenle bu okuma biçimi basitçe "gösterge basıncı" olarak adlandırılır. Bununla birlikte, toplam vakumdan daha büyük herhangi bir şey teknik olarak bir baskı şeklidir. Çok doğru okumalar için, özellikle çok düşük basınçlarda, sıfır noktası olarak toplam vakumu kullanan bir gösterge kullanılabilir ve bu da basınç okumaları verir. mutlak ölçek.

Diğer basınç ölçüm yöntemleri, basınç okumasını uzaktan bir göstergeye veya kontrol sistemine iletebilen sensörleri içerir (telemetri ).

Mutlak, gösterge ve diferansiyel basınçlar - sıfır referans

Araç lastik basıncı gibi günlük basınç ölçümleri genellikle ortam hava basıncına göre yapılır. Diğer durumlarda, ölçümler bir vakuma veya başka bir spesifik referansa göre yapılır. Bu sıfır referanslar arasında ayrım yapılırken aşağıdaki terimler kullanılır:

• Mutlak basınç mükemmel bir vakuma karşı sıfır referanslıdır. mutlak ölçek, dolayısıyla gösterge basıncı artı atmosferik basınca eşittir.
• Gösterge basıncı ortam hava basıncına karşı sıfır referanslıdır, bu nedenle mutlak basınç eksi atmosferik basınca eşittir. Negatif işaretler genellikle ihmal edilir.^{[kaynak belirtilmeli ]} Negatif bir basıncı ayırt etmek için, değere "vakum" sözcüğü eklenebilir veya gösterge bir "vakum göstergesi" olarak etiketlenebilir. Bunlar ayrıca iki alt kategoriye ayrılır: yüksek ve düşük vakum (ve bazen ultra yüksek vakum ). Vakumları ölçmek için kullanılan birçok tekniğin uygulanabilir basınç aralıkları çakışır. Bu nedenle, birkaç farklı gösterge türünü birleştirerek, sistem basıncını sürekli olarak 10'dan ölçmek mümkündür.mbar 10'a kadar⁻¹¹ mbar.
• Diferansiyel basınç iki nokta arasındaki basınç farkıdır.

Kullanımdaki sıfır referansı genellikle bağlamla ima edilir ve bu kelimeler yalnızca açıklama gerektiğinde eklenir. Lastik basıncı ve tansiyon konvansiyona göre gösterge basınçlarıdır. atmosferik basınçlar, derin vakum basınçları ve altimetre basınçları mutlak olmalıdır.

Çoğu için çalışma sıvıları bir sıvının olduğu yerde kapalı sistem, gösterge basıncı ölçümü hakimdir. Sisteme bağlı basınç aletleri, mevcut atmosferik basınca göre basınçları gösterecektir. Aşırı vakum basınçları ölçüldüğünde durum değişir, daha sonra bunun yerine mutlak basınçlar kullanılır.

Diferansiyel basınçlar, endüstriyel proses sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Diferansiyel basınç göstergeleri, her biri basıncı izlenecek hacimlerden birine bağlı iki giriş portuna sahiptir. Gerçekte, böyle bir gösterge, mekanik yollarla çıkarmanın matematiksel işlemini gerçekleştirir, bir operatörün veya kontrol sisteminin iki ayrı göstergeyi izleme ve okumalardaki farkı belirleme ihtiyacını ortadan kaldırır.

Negatif bir işaret olmadan mutlak basıncı veya gösterge basıncını temsil edebildiklerinden, orta düzeyde vakum basınç okumaları uygun bağlam olmadan belirsiz olabilir. Bu nedenle 26 inHg'lik bir vakum, 30 inHg (tipik atmosferik basınç) - 26 inHg (gösterge basıncı) olarak hesaplanan 4 inHg'lik bir mutlak basınca eşdeğerdir.

Atmosferik basınç tipik olarak yaklaşık 100'dürkPa deniz seviyesinde, ancak rakım ve hava durumuna göre değişkendir. Bir sıvının mutlak basıncı sabit kalırsa, aynı sıvının gösterge basıncı, atmosferik basınç değiştikçe değişecektir. Örneğin, bir araba bir dağa çıktığında, atmosferik basınç düştüğü için (gösterge) lastik basıncı artar. Lastikteki mutlak basınç temelde değişmez.

Atmosferik basıncın referans olarak kullanılması genellikle basınç biriminden sonra gösterge için bir "g" ile gösterilir, ör. 70 psig, bu da ölçülen basıncın toplam basınç eksi olduğu anlamına gelir atmosferik basınç. İki tür gösterge referans basıncı vardır: havalandırmalı gösterge (vg) ve sızdırmaz gösterge (sg).

Havalandırmalı bir ölçü basınç vericisi örneğin, dış hava basıncının, havalı bir kablo veya cihazın yan tarafındaki bir delik yoluyla basınç algılama diyaframının negatif tarafına maruz kalmasına izin verir, böylece her zaman ortama atıfta bulunulan basıncı ölçer barometrik basınç. Böylece havalandırılmış bir gösterge referansı basınç sensörü proses basınç bağlantısı havaya açık tutulduğunda daima sıfır basınç okumalıdır.

Sızdırmaz bir gösterge referansı, atmosferik basıncın diyaframın negatif tarafında mühürlenmesi dışında çok benzerdir. Bu genellikle yüksek basınç aralıklarında kullanılır. hidrolik, atmosferik basınç değişikliklerinin okumanın doğruluğu üzerinde ihmal edilebilir bir etkiye sahip olacağı yerlerde, bu nedenle havalandırma gerekli değildir. Bu aynı zamanda bazı üreticilerin, birincil basınç algılamasının patlama basıncı olması durumunda, basınçlı ekipman güvenliği için ekstra bir önlem olarak ikincil basınç muhafazası sağlamasına izin verir. diyafram Aşıldı.

Mühürlü bir gösterge referansı oluşturmanın başka bir yolu daha vardır ve bu, yüksek vakum algılama diyaframının arka tarafında. Daha sonra çıkış sinyali dengelenir, böylece basınç sensörü atmosferik basıncı ölçerken sıfıra yakın okur.

Mühürlü bir gösterge referansı Basınç çevirici asla tam olarak sıfırı okumaz çünkü atmosferik basınç her zaman değişmektedir ve bu durumda referans 1 bar olarak sabitlenmiştir.

Bir mutlak basınç sensörü üretici, algılama diyaframının arkasında yüksek bir vakum oluşturur. Bir mutlak basınç vericisinin proses basıncı bağlantısı havaya açıksa, gerçek barometrik basınç.

Birimler

Bir basınç ölçer okumak psi (kırmızı ölçek) ve kPa (Siyah ölçek)

Sİ basınç birimi Pascal (Pa), bire eşit Newton başına metrekare (N · m⁻² veya kg · m⁻¹· S⁻²). Birim için bu özel isim 1971'de eklendi; bundan önce, SI'daki basınç, N · m gibi birimlerle ifade edildi⁻². Belirtildiğinde, sıfır referansı birimin ardından parantez içinde belirtilir, örneğin 101 kPa (abs). inç kare başına pound (psi), örneğin lastik basıncını ölçmek için ABD ve Kanada'da hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Ölçümün sıfır referansını belirtmek için genellikle psi birimine bir harf eklenir; mutlak için psia, gösterge için psig, diferansiyel için psid, ancak bu uygulama, NIST.^[1]

Basınç bir zamanlar bir manometrede bir sıvı kolonunun yerini değiştirme kabiliyetiyle ölçüldüğünden, basınçlar genellikle belirli bir sıvının derinliği olarak ifade edilir (Örneğin., inç su). Manometrik ölçüm konusu basınç kafası hesaplamalar. Bir manometre sıvısı için en yaygın seçenekler şunlardır: Merkür (Hg) ve su; su toksik değildir ve kolayca elde edilebilir, cıvanın yoğunluğu ise belirli bir basıncı ölçmek için daha kısa bir kolona (ve dolayısıyla daha küçük bir manometreye) izin verir. "W.C." kısaltması veya "su sütunu" kelimeleri genellikle manometre için su kullanan göstergeler ve ölçümler üzerine basılır.

Akışkan yoğunluğu ve yerel yerçekimi, yerel faktörlere bağlı olarak bir okumadan diğerine değişebilir, bu nedenle bir akışkan sütununun yüksekliği basıncı tam olarak tanımlamaz. Yani "milimetre cıva "veya"inç cıva "sıvı yoğunluğunun yerel faktörlerine dikkat edildiği sürece SI birimlerine dönüştürülebilir ve Yerçekimi. Sıcaklık dalgalanmaları sıvı yoğunluğunun değerini değiştirirken, yer çekimini etkileyebilir.

Artık tercih edilmese de bunlar manometrik birimler hala birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Tansiyon milimetre cıva cinsinden ölçülür (bkz. Torr ) dünyanın çoğunda, merkezi venöz basınç ve akciğer basınçları santimetre su CPAP makinelerinin ayarlarında olduğu gibi hala yaygındır. Doğal gaz boru hattı basınçları ölçülür inç su, "inç W.C." olarak ifade edilir

Sualtı dalgıçları manometrik birimler kullanın: ortam basıncı şu birimlerle ölçülür: metre deniz suyu (msw) bir çubuğun onda birine eşit olarak tanımlanır. ^[2][3] ABD'de kullanılan birim, ayak deniz suyu (fsw), dayalı standart yerçekimi ve 64 lb / ft deniz suyu yoğunluğu³. ABD Donanması Dalış Kılavuzuna göre, bir fsw 0,30643 msw'ye eşittir, 0.030643 barveya 0.44444 psi,^[2][3] başka bir yerde 33 fsw olduğunu belirtmesine rağmen 14,7 psi (bir atmosfer), yaklaşık 0.445 psi'ye eşit bir fsw verir.^[4] Msw ve fsw, ölçüm için geleneksel birimlerdir. dalgıç kullanılan basınca maruz kalma dekompresyon tabloları ve için kalibrasyon birimi pnömofatometreler ve Hiperbarik oda basınç ölçerler.^[5] Hem msw hem de fsw, normal atmosfer basıncına göre ölçülür.

Vakum sistemlerinde üniteler Torr (milimetre cıva), mikron (mikrometre civa),^[6] ve inç civa (inHg ) en yaygın olarak kullanılır. Torr ve mikron genellikle mutlak bir basıncı gösterirken, inHg genellikle bir gösterge basıncını gösterir.

Atmosferik basınçlar genellikle hektopaskal (hPa), kilopaskal (kPa), milibar (mbar) veya atmosferler (ATM ). Amerikan ve Kanada mühendisliğinde, stres genellikle ölçülür kip. Stresin gerçek bir baskı olmadığını unutmayın. skaler. İçinde cgs sistem basınç birimi Barye (ba), 1 dyn · cm'ye eşit⁻². İçinde mts sistem, basınç birimi pieze 1'e eşit Sthene metrekare başına.

MmHg / cm gibi diğer birçok hibrit birim kullanılır² veya gram-force / cm² (bazen [[kg / cm²]] kuvvet birimlerini doğru şekilde tanımlamadan). SI'da kuvvet birimi olarak kilogram, gram, kilogram-kuvvet veya gram-kuvvet adlarının (veya sembollerinin) kullanılması yasaktır; SI'daki kuvvet birimi newton'dur (N).

Statik ve dinamik basınç

Sabit basınç tüm yönlerde tekdüze olduğundan, hareket etmeyen (statik) bir sıvıda basınç ölçümleri yönden bağımsızdır. Bununla birlikte akış, akış yönüne paralel yüzeyler üzerinde çok az etkiye sahipken, akış yönüne dik yüzeylere ek basınç uygular. Hareket eden (dinamik) bir sıvıdaki bu yönlü basınç bileşenine dinamik basınç. Akış yönüne bakan bir alet, statik ve dinamik basınçların toplamını ölçer; bu ölçüme toplam basınç veya durgunluk basıncı. Dinamik basınç, statik basınca atıfta bulunduğundan, ne gösterge ne de mutlaktır; bu bir diferansiyel basınçtır.

Statik gösterge basıncı, boru duvarlarındaki net yüklerin belirlenmesinde birincil öneme sahipken, akış hızlarını ve hava hızını ölçmek için dinamik basınç kullanılır. Dinamik basınç, akışa paralel ve dik cihazlar arasındaki fark basıncı alarak ölçülebilir. Pitot-statik tüpler, örneğin, hava hızını belirlemek için bu ölçümü uçaklarda gerçekleştirin. Ölçü aletinin varlığı, kaçınılmaz olarak akışı yönlendirme ve türbülans yaratma görevi görür, bu nedenle şekli doğruluk için kritiktir ve kalibrasyon eğrileri genellikle doğrusal değildir.

Başvurular

• Altimetre
• Barometre
• Derinlik ölçer
• Harita sensörü
• Pitot tüpü
• Tansiyon aleti

Enstrümanlar

Bir basınç ölçer eylemde

Basıncı ölçmek için farklı avantaj ve dezavantajlarla birçok alet icat edilmiştir. Basınç aralığı, hassasiyet, dinamik yanıt ve maliyet, bir cihaz tasarımından diğerine çeşitli büyüklük sıralarına göre değişir. En eski tip sıvı kolon (cıva ile dolu dikey bir tüp) manometresidir. Evangelista Torricelli U-Tube tarafından icat edildi. Christiaan Huygens 1661'de.

Hidrostatik

Hidrostatik göstergeler (cıva kolonu manometresi gibi), basıncı bir sıvı kolonunun tabanındaki birim alandaki hidrostatik kuvvetle karşılaştırır. Hidrostatik gösterge ölçümleri, ölçülen gazın türünden bağımsızdır ve çok doğrusal bir kalibrasyona sahip olacak şekilde tasarlanabilir. Zayıf dinamik tepkileri var.

Piston

Piston tipi göstergeler, bir yay ile bir sıvının basıncını dengeler (örneğin lastik basınç göstergeleri (nispeten düşük doğrulukta) veya katı bir ağırlık, bu durumda ölü ağırlık test cihazı ve diğer göstergelerin kalibrasyonu için kullanılabilir.

Sıvı kolon (manometre)

Bir sıvı kolonu manometresindeki sıvı yüksekliğindeki fark, basınç farkı ile orantılıdır: ${displaystyle h = {frac {P_ {a} -P_ {o}} {gho}}}$

Sıvı sütun göstergeleri, uçları farklı basınçlara maruz kalan bir tüp içindeki bir sıvı sütunundan oluşur. Kolon, ağırlığı (yerçekimine bağlı olarak uygulanan bir kuvvet) borunun iki ucu arasındaki basınç farkı (akışkan basıncına bağlı olarak uygulanan bir kuvvet) ile dengeye gelene kadar yükselecek veya alçalacaktır. Çok basit bir versiyon, bir tarafı ilgilenilen bölgeye bağlı iken yarı sıvı dolu U şeklinde bir tüptür. referans basınç (hangisi olabilir? atmosferik basınç veya bir vakum) diğerine uygulanır. Sıvı seviyelerindeki fark, uygulanan basıncı temsil eder. Yükseklik sıvısı sütununun uyguladığı basınç h ve yoğunluk ρ hidrostatik basınç denklemi ile verilir, P = hgρ. Bu nedenle, uygulanan basınç arasındaki basınç farkı P_a ve referans basınç P₀ bir U-tüp manometresinde çözerek bulunabilir P_a − P₀ = hgρ. Başka bir deyişle, sıvının her iki ucundaki basınç (şekilde mavi ile gösterilmiştir) dengelenmelidir (sıvı statik olduğundan) ve bu nedenle P_a = P₀ + hgρ.

Çoğu sıvı sütun ölçümünde, ölçümün sonucu yüksekliktir. h, tipik olarak mm, cm veya inç cinsinden ifade edilir. h olarak da bilinir basınç kafası. Basınç yüksekliği olarak ifade edildiğinde, basınç uzunluk birimleri olarak belirtilir ve ölçüm sıvısı belirtilmelidir. Doğruluk kritik olduğunda, ölçüm sıvısının sıcaklığı da aynı şekilde belirtilmelidir, çünkü sıvı yoğunluğu bir fonksiyondur. sıcaklık. Bu nedenle, örneğin basınç başlığı "742,2 mm_Hg"veya" 4,2 inç_H2Ö Sırasıyla manometrik akışkan olarak cıva veya su ile alınan ölçümler için 59 ° F'de. Atmosferik basıncın üzerindeki veya altındaki basıncı ayırt etmek için böyle bir ölçüme "gösterge" veya "vakum" kelimesi eklenebilir. Her iki mm cıva ve inç su, kullanılarak SI basınç birimlerine dönüştürülebilen ortak basınç kafalarıdır. birim dönüştürme ve yukarıdaki formüller.

Ölçülen akışkan önemli ölçüde yoğunsa, bir akışkanın fark basıncının ölçülmesi haricinde, manometre çalışma akışkanının hareketli yüzeyi ile basınç ölçümünün istendiği yer arasındaki yükseklik için hidrostatik düzeltmelerin yapılması gerekebilir (örneğin, karşısında delikli plaka veya venturi), bu durumda yoğunluk ρ, ölçülen sıvının yoğunluğu çıkarılarak düzeltilmelidir.^[7]

Herhangi bir sıvı kullanılabilmesine rağmen, Merkür yüksek yoğunluğu nedeniyle tercih edilir (13.534 g / cm³) Ve düşük buhar basıncı. Dışbükey menisküs avantajlıdır çünkü bu, herhangi bir basınç hatası olmayacağı anlamına gelir. ıslatma cam, ancak olağanüstü temiz koşullar altında cıva cama yapışır ve barometre sıkışabilir (cıva, negatif mutlak basınç ) güçlü bir vakum altında bile.^[8] Düşük basınç farkları için, genellikle hafif yağ veya su kullanılır (ikincisi, aşağıdaki gibi ölçüm birimlerine yol açar inç su göstergesi ve milimetre H₂Ö ). Sıvı kolonlu basınç göstergeleri oldukça doğrusal bir kalibrasyona sahiptir. Zayıf dinamik tepkiye sahiptirler çünkü kolondaki sıvı bir basınç değişikliğine yavaş tepki verebilir.

Vakum ölçülürken, çalışma sıvısı buharlaşabilir ve eğer varsa vakumu kirletebilir. buhar basıncı çok yüksek. Sıvı basıncını ölçerken, gaz veya hafif bir sıvı ile doldurulmuş bir halka, sıvıların karışmasını önlemek için onları izole edebilir, ancak bu, örneğin, manometre sıvısı olarak cıva gibi bir sıvının diferansiyel basıncını ölçmek için kullanıldığında gereksiz olabilir. Su. Basit hidrostatik göstergeler, birkaç basınçtan farklı basınçları ölçebilir Torrs (birkaç 100 Pa) ile birkaç atmosfere (yaklaşık olarak 1000000 Baba).

Tek uzantılı bir sıvı kolonlu manometrenin U tüpünün bir tarafı yerine daha büyük bir rezervuarı vardır ve daha dar kolonun yanında bir ölçeği vardır. Sütun, sıvı hareketini daha da güçlendirmek için eğimli olabilir. Kullanım ve yapıya bağlı olarak aşağıdaki manometre tipleri kullanılır^[9]

1. Basit manometre
2. Mikromanometre
3. Diferansiyel manometre
4. Ters diferansiyel manometre

McLeod göstergesi

Cıva ile doldurulmuş bir McLeod göstergesi

Bir McLeod göstergesi bir gaz örneğini izole eder ve onu basınç birkaç olana kadar değiştirilmiş bir cıva manometresinde sıkıştırır milimetre cıva. Teknik çok yavaştır ve sürekli izlemeye uygun değildir, ancak iyi bir doğruluk yeteneğine sahiptir. Diğer manometre göstergelerinin aksine, McLeod gösterge okuması gazın bileşimine bağlıdır, çünkü yorum, numunenin bir şekilde sıkıştırılmasına dayanır. Ideal gaz. Sıkıştırma işlemi nedeniyle, McLeod göstergesi, pompa yağları, cıva ve hatta yeterince sıkıştırıldığında su gibi yoğunlaşan ideal olmayan buharlardan kaynaklanan kısmi basınçları tamamen yok sayar.

Kullanışlı aralık: yaklaşık 10'dan⁻⁴ Torr^[10] (kabaca 10⁻² Pa) 10'a kadar yüksek vakumlara⁻⁶ Torr (0,1 mPa),

0,1 mPa, mevcut teknoloji ile mümkün olan en düşük doğrudan basınç ölçümüdür. Diğer vakum göstergeleri daha düşük basınçları ölçebilir, ancak yalnızca dolaylı olarak diğer basınca bağlı özelliklerin ölçülmesiyle. Bu dolaylı ölçümler, çoğunlukla bir McLeod göstergesi olan doğrudan bir ölçümle SI birimlerine kalibre edilmelidir.^[11]

Aneroid

Aneroid göstergeler, eleman üzerindeki bir basınç farkının etkisi altında elastik olarak esneyen bir metalik basınç algılama elemanına dayanmaktadır. "Aneroid", "sıvısız" anlamına gelir ve terim, başlangıçta bu göstergeleri yukarıda açıklanan hidrostatik ölçerlerden ayırır. Bununla birlikte, aneroid göstergeler bir sıvının ve bir gazın basıncını ölçmek için kullanılabilir ve bunlar, sıvı olmadan çalışabilen tek gösterge türü değildir. Bu nedenle genellikle mekanik modern dilde ölçü aletleri. Aneroid göstergeleri, termal ve iyonizasyon ölçerlerinden farklı olarak ölçülen gazın türüne bağlı değildir ve hidrostatik ölçülere göre sistemi kirletme olasılığı daha düşüktür. Basınç algılama elemanı bir Burdon tüpüsöz konusu bölgenin basıncına yanıt olarak şekil değiştirecek olan bir diyafram, bir kapsül veya bir dizi körük. Basınç algılama elemanının sapması, bir iğneye bağlı bir bağlantı ile okunabilir veya ikincil bir dönüştürücü tarafından okunabilir. Modern vakum ölçerlerindeki en yaygın ikincil dönüştürücüler, mekanik sapmadan dolayı kapasitanstaki bir değişikliği ölçer. Kapasitanstaki bir değişikliğe dayanan göstergeler genellikle kapasitans manometreleri olarak adlandırılır.

Bourdon göstergesi

Membran tipi manometre

Bourdon basınç göstergesi, düzleştirilmiş bir tüpün basınç uygulandığında enine kesitte düzleştirme veya dairesel formunu geri kazanma eğiliminde olduğu ilkesini kullanır. Enine kesitteki bu değişiklik, orta düzeyde dahil olmak üzere neredeyse hiç fark edilmeyebilir. stresler kolay işlenebilen malzemelerin elastik aralığı içinde. Gerginlik Tüpün malzemesinin% 50'si, tüpü bir C şeklinde veya hatta bir sarmal halinde oluşturarak büyütülür, öyle ki tüm tüp, basınçlandırıldığında elastik olarak düzleşir veya çözülme eğilimindedir. Eugène Bourdon göstergesinin patentini 1849'da Fransa'da almış ve üstün hassasiyeti, doğrusallığı ve doğruluğu nedeniyle geniş çapta benimsenmiştir; Edward Ashcroft, Bourdon'un Amerikan patent haklarını 1852'de satın aldı ve büyük bir ölçü aleti üreticisi oldu. Yine 1849'da, Almanya, Magdeburg'daki Bernard Schaeffer, Bourdon göstergesi ile birlikte endüstride basınç ölçümünde devrim yaratan başarılı bir diyafram (aşağıya bakınız) basınç göstergesinin patentini aldı.^[12] Ancak 1875'te Bourdon'un patentlerinin süresi dolduktan sonra, şirketi Schaeffer ve Budenberg ayrıca Bourdon tüp ölçüm cihazları üretti.

Orijinal bir 19. yüzyıl Eugene Bourdon bileşik göstergesi, hem ortamın altındaki hem de üzerindeki basıncı büyük bir hassasiyetle okuyor

Pratikte, yassılaştırılmış ince duvarlı, kapalı uçlu bir tüp, içi boş uçta ölçülecek sıvı basıncını içeren sabit bir boruya bağlanır. Basınç arttıkça, kapalı uç bir yay şeklinde hareket eder ve bu hareket, genellikle ayarlanabilir bir bağlantı halkası ile bir (a segmenti) dişlinin dönüşüne dönüştürülür. İşaretçi şaftında küçük çaplı bir pinyon dişlisi vardır, bu nedenle hareket, dişli oranı. Gösterge kartının işaretçinin arkasındaki konumu, ilk işaretçi şaft konumu, bağlantı uzunluğu ve başlangıç ​​konumu, Bourdon tüpünün kendisinin davranışındaki değişiklikler için istenen basınç aralığını belirtmek üzere işaretçiyi kalibre etmek için araçlar sağlar. Fark basınç, bağlantı bağlantılarına sahip iki farklı Bourdon tüpü içeren göstergelerle ölçülebilir.

Bourdon tüpleri ölçüsü gösterge basıncı ortam atmosfer basıncına göre mutlak basınç; vakum, ters bir hareket olarak algılanır. Bazı aneroid barometreler her iki ucu da kapalı olan Bourdon tüplerini kullanır (ancak çoğu diyafram veya kapsül kullanır, aşağıya bakınız). Ölçülen basınç hızla attığında, örneğin gösterge bir göstergeye yakın olduğunda pistonlu pompa, bir delik bağlantı borusundaki kısıtlama, dişlilerde gereksiz aşınmayı önlemek ve ortalama bir okuma sağlamak için sıklıkla kullanılır; tüm gösterge mekanik titreşime maruz kaldığında, işaretçi ve gösterge kartı dahil olmak üzere tüm kasa bir yağ ile doldurulabilir veya Gliserin. Gösterge tarafından başlangıçta sunulan gerçek okumaları tahrif etme eğiliminde olacağından, göstergenin yüzüne hafifçe vurulması tavsiye edilmez. Bourdon tüpü, göstergenin yüzünden ayrıdır ve bu nedenle gerçek basınç okuması üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Tipik yüksek kaliteli modern göstergeler, aralığın ±% 2'si kadar doğruluk sağlar ve özel bir yüksek hassasiyetli gösterge, tam ölçeğin% 0,1'i kadar hassas olabilir.^[13]

Kuvvet dengeli kaynaşmış kuvars burdon tüp sensörleri aynı prensipte çalışır, ancak açısal yer değiştirmeyi algılamak için bir aynadan gelen ışık demetinin yansımasını kullanır ve tüpün kuvvetini dengelemek ve açısal yer değiştirmeyi geri getirmek için elektromıknatıslara akım uygulanır. sıfır, bobinlere uygulanan akım ölçüm olarak kullanılır. Kuvarsın son derece kararlı ve tekrarlanabilir mekanik ve termal özellikleri ve neredeyse tüm fiziksel hareketi ortadan kaldıran kuvvet dengeleme sayesinde, bu sensörler yaklaşık 1 hassasiyette olabilir.PPM tam ölçekli.^[14] El ile yapılması gereken son derece ince kaynaşmış kuvars yapıları nedeniyle, bu sensörler genellikle bilimsel ve kalibrasyon amaçlarıyla sınırlıdır.

Aşağıdaki resimlerde, resimde gösterilen kombinasyon basınç ve vakum ölçerin şeffaf kapak yüzü çıkarılmış ve mekanizma kasadan çıkarılmıştır. Bu özel gösterge, otomotiv teşhisi için kullanılan bir kombinasyon vakum ve basınç göstergesidir:

Kartlı ve kadranlı gösterge tarafı

Bourdon tüplü mekanik taraf

• Ölçmek için kullanılan yüzün sol tarafı manifold vakum, kalibre edildi santimetre cıva iç ölçeğinde ve inç cıva dış ölçeğinde.
• Yüzün doğru kısmı ölçmek için kullanılır benzin pompası basınç veya hızlı artış ve kalibre edildi kesirler 1 kgf /santimetre² iç ölçeğinde ve inç kare başına pound dış ölçeğinde.

Mekanik detaylar

Mekanik detaylar

Sabit parçalar:

• A: Alıcı bloğu. Bu, giriş borusunu Bourdon tüpünün (1) sabit ucuna birleştirir ve şasi plakasını (B) sabitler. İki delik, kasayı sabitleyen vidaları alır.
• B: Şasi plakası. Yüz kartı buna eklenir. Akslar için yatak delikleri içerir.
• C: İkincil şasi plakası. Aksların dış uçlarını destekler.
• D: İki şasi plakasını birleştirmek ve yerleştirmek için direkler.

Hareketli parçalar:

1. Bourdon tüpünün sabit ucu. Bu, alıcı blok aracılığıyla giriş borusu ile iletişim kurar.
2. Bourdon tüpünün hareketli ucu. Bu son mühürlendi.
3. Pivot ve pivot pimi
4. Eklem rotasyonuna izin vermek için pivot pimini kola (5) pimlerle birleştirin
5. Kol, sektör dişlisinin bir uzantısı (7)
6. Sektör dişli aks pimi
7. Sektör dişli
8. Gösterge iğnesi mili. Bu, sektör dişlisine (7) geçen ve gösterge iğnesini tahrik etmek için yüz boyunca uzanan bir düz dişliye sahiptir. Manivela kolu bağlantı göbeği ile pivot pimi arasındaki kısa mesafe ve sektör dişlisinin ve düz dişlinin etkili yarıçapı arasındaki fark nedeniyle, Bourdon tüpünün herhangi bir hareketi büyük ölçüde büyütülür. Tüpün küçük bir hareketi, gösterge iğnesinin büyük bir hareketine neden olur.
9. Dişli kirişini ortadan kaldırmak için dişli trenini önceden yüklemek için saç yayı ve histerezis

Diyafram

İkinci bir tür aneroid ölçer kullanır sapma esnek zar farklı basınç bölgelerini ayıran. Sapma miktarı, bilinen basınçlar için tekrar edilebilir, böylece basınç, kalibrasyon kullanılarak belirlenebilir. İnce bir diyaframın deformasyonu, iki yüzü arasındaki basınç farkına bağlıdır. Referans yüz, gösterge basıncını ölçmek için atmosfere açık olabilir, diferansiyel basıncı ölçmek için ikinci bir porta açılabilir veya mutlak basıncı ölçmek için bir vakuma veya başka bir sabit referans basıncına karşı mühürlenebilir. Deformasyon, mekanik, optik veya kapasitif teknikler kullanılarak ölçülebilir. Seramik ve metalik diyaframlar kullanılmaktadır.

Kullanışlı aralık: 10'un üstünde⁻² Torr ^[15] (kabaca 1 Baba )

Mutlak ölçümler için, genellikle her iki tarafında diyaframlı kaynaklı basınç kapsülleri kullanılır.

şekil:

• Düz
• Oluklu
• Düzleştirilmiş tüp
• Kapsül

Körük

Bir aneroid içinde oluklu diyaframlı bir basınç kapsülü yığını barograf

Küçük basınçları veya basınç farklılıklarını algılaması veya mutlak bir basıncın ölçülmesini gerektirmesi amaçlanan göstergelerde, dişli takımı ve iğne, bir kapalı ve kapalı körük odası tarafından tahrik edilebilir. aneroid"sıvısız" anlamına gelir. (Erken barometreler su veya sıvı metal gibi bir sıvı sütunu kullandı Merkür tarafından askıya alındı vakum.) Bu körük konfigürasyonu, aneroid barometrelerde (gösterge iğneli ve arama kartlı barometreler) kullanılır, altimetreler, irtifa kaydı barograflar ve rakım telemetri kullanılan aletler hava Durumu balonu radyosondlar. Bu cihazlar sızdırmaz odayı referans basınç olarak kullanır ve harici basınçla çalıştırılır. Gibi diğer hassas uçak aletleri hava hızı göstergeleri ve tırmanma oranı göstergeleri (varyometreler ) hem aneroid bölmesinin iç kısmına hem de harici bir kapatma bölmesine bağlantıları vardır.

Manyetik bağlantı

Bu göstergeler, diferansiyel basıncı bir kadran ibresinin hareketine çevirmek için iki mıknatısın çekimini kullanır. Diferansiyel basınç arttıkça, piston veya kauçuk diyaframa bağlı bir mıknatıs hareket eder. Bir işaretleyiciye tutturulmuş bir döner mıknatıs, daha sonra birlikte hareket eder. Farklı basınç aralıkları oluşturmak için yay oranı artırılabilir veya azaltılabilir.

Spinning-rotor göstergesi

Eğirme rotor göstergesi, ölçülen gazın viskozitesi ile dönen bir topun yavaşladığı miktarı ölçerek çalışır. Top çelikten yapılmıştır ve bir ucu kapalı ve diğer ucu ölçülecek gaza maruz kalan çelik bir tüpün içinde manyetik olarak kaldırılmıştır. Top hızlandırılır (yaklaşık 2500rad / s) ve sürücü kapatıldıktan sonra elektromanyetik dönüştürücüler tarafından ölçülen hız.^[16] Cihazın aralığı 10'dur⁻⁵ 10'a kadar² Pa (10³ Daha az doğrulukla Pa). Olarak kullanılacak kadar doğru ve kararlıdır. ikincil standart. Enstrümanın doğru kullanılması için biraz beceri ve bilgi gerekir. Kullanmadan önce çeşitli düzeltmeler uygulanmalı ve top, amaçlanan ölçüm basıncının çok altındaki bir basınçta beş saat süreyle döndürülmelidir. En çok, yüksek doğruluğun gerekli olduğu ve kalifiye teknisyenlerin bulunduğu kalibrasyon ve araştırma laboratuvarlarında kullanışlıdır.^[17]

Elektronik basınç aletleri

Metal gerinim ölçer

Gerinim ölçer genellikle bir membran üzerine yapıştırılır (folyo gerinim ölçer) veya biriktirilir (ince film gerinim ölçer). Basınç nedeniyle membran sapması, gerinim ölçerde elektronik olarak ölçülebilen bir direnç değişikliğine neden olur.

Piezorezistif gerinim ölçer

Kullanır piezodirençli uygulanan basınçtan kaynaklanan gerilimi tespit etmek için bağlı veya oluşturulmuş gerinim ölçerlerin etkisi.

Piezorezistif silikon basınç sensörü

Sensör genellikle sıcaklık dengelemelidir, piezodirençli mükemmel performansı ve uzun vadeli kararlılığı için seçilen silikon basınç sensörü. Entegre sıcaklık telafisi, kullanılarak 0–50 ° C aralığında sağlanır. lazerle kesilmiş dirençler. Harici bir diferansiyel amplifikatörün kazancını programlayarak basınç duyarlılığı değişikliklerini normalleştirmek için ek bir lazerle trimlenmiş direnç dahil edilmiştir. Bu, iyi bir hassasiyet ve uzun vadeli istikrar sağlar. Sensörün iki portu, aynı tek dönüştürücüye basınç uygular, lütfen aşağıdaki basınç akış şemasına bakın.

Bu fazlasıyla basitleştirilmiş bir diyagramdır, ancak sensördeki dahili portların temel tasarımını görebilirsiniz. Burada dikkat edilmesi gereken önemli nokta "Diyafram" dır çünkü bu sensörün kendisidir. Lütfen hafif dışbükey bir şekle sahip (çizimde oldukça abartılı), kullanımdaki sensörün doğruluğunu etkilediği için bu önemlidir. Sensörün şekli önemlidir çünkü KIRMIZI Oklarla gösterildiği gibi Hava akışı yönünde çalışmak üzere kalibre edilmiştir. Bu, basınç sensörü için normal bir işlemdir ve dijital basınç ölçerin ekranında pozitif bir okuma sağlar. Ters yönde basınç uygulamak, hava basıncının hareketi diyaframı ters yönde hareket etmeye zorladığından sonuçlarda hatalara neden olabilir. Bunun neden olduğu hatalar küçüktür ancak önemli olabilir ve bu nedenle her zaman pozitif (+ ve) bağlantı noktasına daha pozitif basıncın ve negatif (-ve) bağlantı noktasına daha düşük basıncın uygulanmasını sağlamak her zaman tercih edilir. , normal 'Gösterge Basıncı' uygulaması için. Aynısı iki vakum arasındaki farkı ölçmek için de geçerlidir, daha büyük vakum her zaman negatif (-ve) bağlantı noktasına uygulanmalıdır. Wheatstone Köprüsü üzerinden basınç ölçümü şuna benzer ...

Uygulama Şeması

Dönüştürücünün etkili elektrik modeli, temel bir sinyal koşullandırma devresi ile birlikte uygulama şemasında gösterilmiştir. Basınç sensörü, sıcaklığı dengelenmiş ve kalın film, lazerle kesilmiş dirençlerle dengelenmiş, tamamen aktif bir Wheatstone köprüsüdür. Köprüye uyarma sabit bir akımla uygulanır. Düşük seviyeli köprü çıkışı + O ve -O'dadır ve yükseltilmiş açıklık, kazanç programlama direnci (r) tarafından ayarlanır. Elektrik tasarımı, kalibrasyona, kullanıcı için Ölçek Seçimi, Veri Tutma, Sıfır ve Filtre işlevleri gibi ek işlevlere, MAX / MIN depolayan / görüntüleyen Kayıt işlevine izin veren mikro işlemci kontrollüdür.

Kapasitif

Değişken oluşturmak için bir diyafram ve basınç boşluğu kullanır kapasitör uygulanan basınç nedeniyle gerilimi tespit etmek için.

Manyetik

Diyaframın yer değiştirmesini, içindeki değişiklikler vasıtasıyla ölçer. indüktans (isteksizlik), LVDT, salon etkisi, veya tarafından girdap akımı prensip.

Piezoelektrik

Kullanır piezoelektrik Basınç nedeniyle algılama mekanizması üzerindeki gerilimi ölçmek için kuvars gibi belirli malzemelerdeki etki.

Optik

Uygulanan basınçtan kaynaklanan gerilimi algılamak için bir optik fiberin fiziksel değişikliğini kullanır.

Potansiyometrik

Uygulanan basıncın neden olduğu gerilimi algılamak için dirençli bir mekanizma boyunca bir silicinin hareketini kullanır.

Rezonans

İçindeki değişiklikleri kullanır rezonans frekansı uygulanan basıncın neden olduğu stresi veya gaz yoğunluğundaki değişiklikleri ölçmek için bir algılama mekanizmasında.

Termal iletkenlik

Genellikle, bir gerçek gaz yoğunlukta artışlar - bu, bir artışa işaret edebilir basınç - ısı iletme yeteneği artar. Bu tür bir göstergede, bir tel iplik içinden akım geçerek ısıtılır. Bir termokupl veya Dirençli termometre (RTD) daha sonra filamentin sıcaklığını ölçmek için kullanılabilir. Bu sıcaklık, filamentin çevreleyen gaza ısı kaybetme oranına ve dolayısıyla termal iletkenliğe bağlıdır. Yaygın bir varyant, Pirani göstergesi, hem ısıtılmış eleman hem de RTD olarak tek bir platin filament kullanır. Bu göstergeler 10'dan itibaren doğrudur⁻³ Torr - 10 Torr, ancak kalibrasyonları, ölçülen gazların kimyasal bileşimine duyarlıdır.

Pirani (tek tel)

Pirani vakum göstergesi (açık)

Bir Pirani göstergesi ölçülen basınca açık bir metal telden oluşur. Tel ısıtılmış içinden geçen ve etrafını saran gazla soğutulan bir akımla. Gaz basıncı düşürülürse soğutma etkisi azalacağından telin denge sıcaklığı artacaktır. direnç telin bir sıcaklığının fonksiyonu: ölçerek Voltaj telin karşısında ve akım içinden akan direnç (ve dolayısıyla gaz basıncı) belirlenebilir. Bu tür bir gösterge, Marcello Pirani.

İki telli

İki telli göstergelerde bir telli bobin ısıtıcı olarak kullanılırken, diğeri nedeniyle sıcaklığı ölçmek için kullanılır. konveksiyon. Termokupl göstergeleri ve termistör göstergeleri kullanarak bu şekilde çalışın termokupl veya termistör sırasıyla, ısıtılmış telin sıcaklığını ölçmek için.

İyonizasyon göstergesi

İyonizasyon göstergeleri çok düşük basınçlar için en hassas ölçüm cihazlarıdır (sert veya yüksek vakum olarak da adlandırılır). Gaz elektron bombardımanına tutulduğunda üretilen elektrik iyonlarını ölçerek dolaylı olarak basıncı algılarlar. Daha düşük yoğunluklu gazlar tarafından daha az iyon üretilecektir. Bir iyon ölçerin kalibrasyonu kararsızdır ve ölçülen gazların doğasına bağlıdır, ki bu her zaman bilinmemektedir. A karşı kalibre edilebilirler. McLeod göstergesi Bu çok daha kararlı ve gaz kimyasından bağımsızdır.

Termiyonik emisyon gaz atomlarıyla çarpışan ve pozitif üreten elektronlar üretir iyonlar. İyonlar uygun şekilde çekilir. önyargılı toplayıcı olarak bilinen elektrot. Kollektördeki akım, sistemdeki basıncın bir fonksiyonu olan iyonlaşma hızı ile orantılıdır. Dolayısıyla kollektör akımının ölçülmesi gaz basıncını verir. Birkaç alt tip iyonizasyon ölçer vardır.

Kullanışlı aralık: 10⁻¹⁰ - 10⁻³ torr (kabaca 10⁻⁸ - 10⁻¹ Pa)

Çoğu iyon göstergesinin iki türü vardır: sıcak katot ve soğuk katot. İçinde sıcak katot versiyonunda, elektrikle ısıtılan bir filaman bir elektron ışını üretir. Elektronlar gösterge boyunca hareket eder ve etraflarındaki gaz moleküllerini iyonize eder. Elde edilen iyonlar bir negatif elektrotta toplanır. Akım, göstergedeki basınca bağlı olan iyon sayısına bağlıdır. Sıcak katot göstergeleri 10'dan itibaren doğrudur⁻³ Torr - 10⁻¹⁰ Torr. Arkasındaki ilke soğuk katot versiyon, elektronların yüksek voltajın deşarjında ​​üretilmesi dışında aynıdır. Soğuk katot göstergeleri 10'dan itibaren doğrudur⁻² Torr 10'a kadar⁻⁹ Torr. İyonizasyon ölçer kalibrasyonu yapı geometrisine, ölçülen gazların kimyasal bileşimine, korozyona ve yüzey birikintilerine karşı çok hassastır. Kalibrasyonu, atmosferik basınçta veya düşük vakumda aktivasyonla geçersiz kılınabilir. Yüksek vakumlarda gazların bileşimi genellikle öngörülemez olacaktır. kütle spektrometresi Doğru ölçüm için iyonizasyon göstergesi ile birlikte kullanılmalıdır.^[18]

Sıcak katot

Bayard – Alpert sıcak katot iyonizasyon ölçer

Bir sıcak katot iyonizasyon göstergesi esas olarak birlikte hareket eden üç elektrottan oluşur triyot, nerede katot filamenttir. Üç elektrot, bir toplayıcı veya plakadır, iplik ve bir Kafes. Kollektör akımı olarak ölçülür Picoamperes tarafından elektrometre. Şebeke voltajı 180-210 volt DC iken, toprağa giden filaman voltajı genellikle 30 voltluk bir potansiyeldedir. elektron bombardımanı özelliği, yaklaşık 565 voltluk yüksek potansiyele sahip olabilen şebekeyi ısıtarak.

En yaygın iyon ölçer, sıcak katottur Bayard-Alpert göstergesiızgaranın içinde küçük bir iyon toplayıcı ile. Vakuma açılan bir cam zarf elektrotları çevreleyebilir, ancak genellikle çıplak gösterge doğrudan vakum odasına yerleştirilir, pimler odanın duvarındaki bir seramik plakadan beslenir. Sıcak katot göstergeleri, atmosferik basınca ve hatta sıcakken düşük vakuma maruz kalırsa hasar görebilir veya kalibrasyonlarını kaybedebilir. Sıcak katot iyonizasyon göstergesinin ölçümleri her zaman logaritmiktir.

Filamandan yayılan elektronlar, nihayet ızgaraya girmeden önce ızgara çevresinde ileri-geri hareketlerle birkaç kez hareket eder. Bu hareketler sırasında, bazı elektronlar gaz halindeki bir molekülle çarpışarak bir iyon ve bir elektron çifti oluşturur (elektron iyonlaşması ). Bunların sayısı iyonlar filamentten yayılan elektron akımıyla çarpılan gaz molekül yoğunluğu ile orantılıdır ve bu iyonlar bir iyon akımı oluşturmak için kollektöre dökülür. Gaz halindeki molekül yoğunluğu basınçla orantılı olduğundan, basınç iyon akımı ölçülerek tahmin edilir.

Sıcak katot göstergelerinin düşük basınç hassasiyeti, fotoelektrik etki ile sınırlıdır. Izgaraya çarpan elektronlar, iyon toplayıcıda fotoelektrik gürültü üreten x-ışınları üretir. Bu, eski sıcak katot göstergelerinin aralığını 10 ile sınırlar⁻⁸ Torr ve Bayard – Alpert, yaklaşık 10⁻¹⁰ Torr. İyon toplayıcı ile ızgara arasındaki görüş hattındaki katot potansiyelindeki ek teller bu etkiyi önler. Ekstraksiyon türünde iyonlar bir tel tarafından değil, açık bir koni tarafından çekilir. İyonlar koninin hangi kısmına çarpacaklarına karar veremedikleri için delikten geçerek bir iyon ışını oluştururlar. Bu iyon ışını aşağıdakilere aktarılabilir:

• Faraday kupası
• Mikro kanallı plaka dedektörü Faraday kupası ile
• Dört kutuplu kütle analizörü Faraday kupası ile
• Dört kutuplu kütle analizörü mikro kanallı plaka dedektörü ve Faraday kabı ile
• İyon lens ve hızlanma voltajı ve bir hedefe yönlendirilerek bir püskürtme tabancası. Bu durumda bir valf gazı ızgara kafesine sokar.

Soğuk katot

Penning vakum göstergesi (açık)

İki alt türü vardır soğuk katot iyonizasyon göstergeleri: Penning ölçer (tarafından icat edildi Frans Michel Penning ), ve ters magnetron, ayrıca denir Kızıl saçlı göstergesi. İkisi arasındaki en büyük fark, anot saygıyla katot. İkisinin de bir filamenti yoktur ve her biri bir DC yaklaşık 4 potansiyel kV operasyon için. Ters magnetronlar 1'e kadar ölçüm yapabilir×10⁻¹²  Torr.

Benzer şekilde, soğuk katot göstergeleri, bir gazın neredeyse yokluğunun bir elektrot akımı oluşturmayı zorlaştırması nedeniyle, özellikle yol oluşturmak için eksenel olarak simetrik bir manyetik alan kullanan Penning göstergelerinde çok düşük basınçlarda başlamak konusunda isteksiz olabilir. metre mertebesindeki elektronlar için uzunluklar. Ortam havasında, kozmik radyasyon tarafından her yerde uygun iyon çiftleri oluşturulur; Bir Penning mastarında, bir deşarj yolunun kurulumunu kolaylaştırmak için tasarım özellikleri kullanılır. Örneğin, bir Penning göstergesinin elektrotu, elektronların alan emisyonunu kolaylaştırmak için genellikle ince bir şekilde inceltilir.

Soğuk katot göstergelerinin bakım döngüleri, genellikle, çalıştırıldıkları gaz tipine ve basınca bağlı olarak yıllar cinsinden ölçülür. Pompa yağı fraksiyonları gibi önemli organik bileşenlere sahip gazlarda soğuk katot ölçer kullanılması, Gösterge içindeki hassas karbon filmlerin ve parçaların büyümesi, sonuçta gösterge elektrotlarını kısa devre yapar veya bir deşarj yolunun oluşumunu engeller.

Basınç ölçüm cihazlarının karşılaştırılması^[19]

Fiziksel olaylar	Müzik aleti	Yönetim denklemi	Kısıtlayıcı faktörler	Pratik basınç aralığı	İdeal doğruluk	Tepki Süresi
Mekanik	Sıvı kolon manometresi	${displaystyle Delta P = ho gh}$		ATM. 1 mbar'a kadar
Mekanik	Kapsül kadran göstergesi		Sürtünme	1000 ila 1 mbar	Tam ölçeğin ±% 5'i	Yavaş
Mekanik	Gerinim ölçer			1000 ila 1 mbar		Hızlı
Mekanik	Kapasite manometresi		Sıcaklık dalgalanmaları	atm ila 10−6 mbar	±% 1 okuma	Filtre takıldığında daha yavaş
Mekanik	McLeod	Boyle Kanunu		10 ila 10−3 mbar	10 arasında ±% 10 okuma−4 ve 5⋅10−2 mbar
Ulaşım	Dönen rotor (sürüklemek )			10−1 10'a kadar−7 mbar	10 arasında ±% 2,5 okuma−7 ve 10−2 mbar 10 arasında% 2.5 ile% 13.5−2 ve 1 mbar
Ulaşım	Pirani (Wheatstone köprüsü )		Termal iletkenlik	1000 ila 10−3 mbar (sabit sıcaklık) 10 ila 10−3 mbar (sabit voltaj)	10 arasında ±% 6 okuma−2 ve 10 mbar	Hızlı
Ulaşım	Termokupl (Seebeck etkisi )		Termal iletkenlik	5 ila 10−3 mbar	10 arasında ±% 10 okuma−2 ve 1 mbar
İyonlaşma	Soğuk katot (Penning)		İyonlaşma verimi	10−2 10'a kadar−7 mbar	+% 100 ila -% 50 okuma
İyonlaşma	Sıcak katot (termiyonik emisyonla indüklenen iyonizasyon)		Düşük akım ölçümü; parazitik x-ışını emisyonu	10−3 10'a kadar−10 mbar	10 arasında ±% 10−7 ve 10−4 mbar 10'da ±% 20−3 ve 10−9 mbar 10'da ±% 100−10 mbar

Dinamik geçişler

Sıvı akışları dengede olmadığında, yerel basınçlar bir ortamdaki ortalama basınçtan daha yüksek veya daha düşük olabilir. Bu bozukluklar, yayılma yolu boyunca uzunlamasına basınç değişimleri olarak kaynaklarından yayılır. Buna ses de denir. Ses basıncı, bir ses dalgasının neden olduğu ortalama basınçtan anlık yerel basınç sapmasıdır. Ses basıncı, bir mikrofon havada ve bir hidrofon Suda. Etkili ses basıncı, Kök kare ortalama belirli bir zaman aralığı boyunca anlık ses basıncı. Ses basınçları normalde küçüktür ve genellikle mikrobar birimleriyle ifade edilir.

• basınç sensörlerinin frekans tepkisi
• rezonans

Kalibrasyon ve standartlar

Ölü ağırlık test cihazı. Bu, bilinen bir basıncı oluşturmak için bir piston üzerinde bilinen kalibre edilmiş ağırlıkları kullanır.

Amerikan Makine Mühendisleri Derneği (ASME), basınç ölçümü için B40.100 ve PTC 19.2 olmak üzere iki ayrı ve farklı standart geliştirmiştir. B40.100, Basınç Göstergeli Kadran Tipi ve Basınç Dijital Gösterge Göstergeleri, Diyafram Contaları, Durdurucular ve Basınç Sınırlayıcı Valfler hakkında yönergeler sağlar. PTC 19.2, ASME Performans Test Kodlarını desteklemek üzere basınç değerlerinin doğru belirlenmesi için talimatlar ve rehberlik sağlar. Uygulanacak yöntem, araç, gerekli hesaplamalar ve düzeltmelerin seçimi, ölçümün amacına, izin verilen belirsizliğe ve test edilen ekipmanın özelliklerine bağlıdır.

Basınç ölçümü yöntemleri ve veri aktarımı için kullanılan protokoller de sağlanır. Enstrümantasyonu kurmak ve ölçümün belirsizliğini belirlemek için rehberlik verilmektedir. Cihaz tipi, tasarımı, uygulanabilir basınç aralığı, doğruluk, çıktı ve göreceli maliyetle ilgili bilgiler sağlanır. Piston göstergeleri, manometreler ve düşük mutlak basınç (vakum) aletleri gibi saha ortamlarında kullanılan basınç ölçüm cihazları hakkında da bilgi sağlanır.

Bu yöntemler, yayınlanmış enstrümantasyon özellikleri ve ölçüm ve uygulama tekniklerini dikkate alarak, mevcut teknoloji ve mühendislik bilgisine dayalı olarak ölçüm belirsizliğinin değerlendirilmesine yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Bu Ek, basınç ölçümü belirsizliğini oluşturmak için yöntemlerin kullanımına rehberlik eder.

Tarih

Avrupa (CEN) Standardı

• EN 472: Basınç göstergesi - Kelime bilgisi.
• EN 837-1: Basınç ölçerler. Bourdon tüp basınç göstergeleri. Boyutlar, metroloji, gereksinimler ve test.
• EN 837-2: Basınç ölçerler. Basınç ölçerler için seçim ve kurulum önerileri.
• EN 837-3: Basınç ölçerler. Diyafram ve kapsül basınç göstergeleri. Boyutlar, metroloji, gereksinimler ve test.

BİZE BENİM GİBİ Standartlar

• B40.100-2013: Basınç ölçerler ve Gösterge ekleri.
• PTC 19.2-2010: Basınç ölçümü için performans testi kodu.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Kaynaklar

• ABD Donanması (1 Aralık 2016). ABD Donanması Dalış Kılavuzu Revizyon 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921 (PDF). Washington, DC.: ABD Deniz Deniz Sistemleri Komutanlığı. Arşivlendi (PDF) 28 Aralık 2016 tarihinde kaynağından.

Dış bağlantılar

• Ev Yapımı Manometre
• Manometre