Грузопоршневые манометры Принцип работы поршневых манометров основан на уравновешивании сил, создаваемых, с одной стороны, измеряемым давлением, а с другой -грузами и поршнем, помещенными в цилиндре. О величине измеряемого давления можно судить по величине веса грузов и поршня или по перемещению последнего. Поршневые манометры в зависимости от назначения делятся на образцовые и рабочие. Образцовые поршневые манометры широко применяют для поверки и градуировки пружинных манометров. В некоторых случаях, например, при проведении научно-исследовательских работ, их используют для выполнения непосредственных измерений давления. Рабочие поршневые манометры предназначаются для измерения давления непосредственно в промышленных условиях, однако представляют собой 170 слишком сложные и дорогие приборы, поэтому в настоящее время они не применяются. На рис. 3.28 представлена схема и общий вид поршневого манометра, который является наиболее простым и распространенным из числа образцовых приборов данного типа. Измерительная часть прибора состоит из колонки 1 с цилиндрическим шлифованным каналом и поршня 2, несущего на верхнем своем конце тарелку 5 для установки грузов 4. Вес грузов обычно подбирают с учетом рабочей площади поршня 2. Цилиндрический канал колонки сообщается с полостью цилиндра поршня 5 винтового пресса. Кроме того, канал колонки и цилиндр винтового пресса сообщаются с помощью дополнительных каналов со штуцерами б, служащими для присоединения поверяемых манометров. Колонки и штуцеры снабжены игольчатыми вентилями 7 и 8. Вентиль 9 служит для спуска рабочей жидкости из прибора. В качестве рабочей жидкости обычно применяют вазелиновое, турбинное или трансформаторное масло. Перед началом работы прибор посредством установочных винтов устанавливают по уровню, имеющемуся на приборе, а затем вынимают поршень и через воронку 11 заполняют прибор маслом. Поверяемый манометр устанавливают в один из штуцеров и открывают его вентиль. Затем поршень вставляют в канал колонки и на его тарелку кладут необходимое количество грузов. Во время работы прибора необходимо, чтобы поршень был погружен в канал колонки примерно на две трети своей высоты. На таком уровне поршень должен поддерживаться в течение всего времени поверки манометра, что достигается вращением маховика 10. Во время поверки для уменьшения влияния трения поршень приводят во вращательное движение от руки. Под влиянием веса грузов и поршня в жидкости создается давление, величина которого может быть подсчитана по формуле: Р - у , (3.27) где Р - давление, кгс/см2; С - вес грузов и поршня, кг; ¥ - рабочая площадь поршня, см2. За рабочую или эффективную площадь поршня обычно принимают площадь сечения поршня плюс половина площади кольцевого зазора между поршнем и цилиндрическим каналом колонки. Из формулы (3.27) вытекает, что создаваемое давление Р тем больше, чем больше вес грузов и чем меньше площадь поршня. Однако при выборе рабочей площади необходимо учитывать возможность изгиба поршня во время работы. Поэтому толщина поршня у данного прибора выбрана достаточно большой - 1 см. Максимальное создаваемое давление, на которое рассчитан данный прибор для поверки с помощью грузов, не превышает 25 - 50 кг/см2. Точность поршневого манометра зависит от точности определения рабочей площади поршня и веса грузов. Рабочая площадь поршня с большой точностью может быть определена экспериментально с помощью ртутного манометра при условии введения необходимых поправок или с помощью поршневого манометра большего класса точности. Измерив давление в приборе с помощью ртутного манометра или поршневого манометра и взвесив грузы и поршень, можно, пользуясь формулой (3.27), подсчитать площадь поршня. Поршень 2 не имеет какого-либо специального уплотнения. Оно достигается тщательной пришлифовкой строго цилиндрического поршня к шлифованному каналу колонки таким образом, чтобы зазор между поршнем и цилиндрическим каналом колонки был минимальным. Обычно величина зазора равняется нескольким микронам. При такой величине зазора опускание поршня вследствие неизбежной утечки масла весьма незначительно. Поршневой манометр рассмотренного типа может быть использован для непосредственной поверки пружинных манометров аналогичными образцовыми пружинными манометрами в диапазоне давлений до 500 кг/см2. В этом случае колонка отключается от винтового пресса вентилем 7. Поршневые манометры описанного типа разделяются на 3 разряда. Приборы 1-го разряда, имеющие класс точности 0,02, предназначаются для поверки поршневых манометров 2-го разряда. Приборы 2-го разряда, имеющие класс точности 0,05, служат для поверки поршневых манометров. Приборы 3-го разряда, имеющие класс точности 0,2, применяются для поверки рабочих пружинных манометров.
