Каким прибором измеряется давление


Артериальная гипертензия приводит к осложнениям различной степени тяжести. Чтобы избежать плачевных последствий, следует контролировать давление, поддерживать его в норме. Для этого нужно знать, чем измеряют давление человека. Современная медицина предоставляет широкий выбор аппаратов для определения кровяного давления. Каждый гипертоник может освоить методику измерения, выбрать модель тонометра, которая ему наиболее подходит. С помощью прибора человек может измерить себе давление в домашних условиях.

Зачем нужно измерять АД?

Границы давления у каждого человека индивидуальны. Они могут разниться от нормы на 5-10 единиц, и при этом самочувствие будет отличным. Но есть факторы, вызывающие «прыжки» давления. В этом случае человек жалуется на недомогание, головные боли, снижение слуха и ухудшение зрения. Нестабильность давления приводит к повышенной нагрузке на миокард. Сердце работает в усиленном режиме, что вызывает боль, тахикардию, а дальнейшее прогрессирование болезни – сердечную недостаточность, гипертрофию левого желудочка.

В большинстве случаев гипертония протекает бессимптомно. У чувствительных пациентов может возникать:

  • гиперемия лица;
  • паническая атака;
  • нервное возбуждение;
  • потливость;
  • боль в сердце и затылке.

Для постановки правильного диагноза нужно воспользоваться тонометром и измерить давление. Нельзя игнорировать данные симптомы. Халатное отношение к своему здоровью приводит к осложнениям в виде гипертонического криза, инфаркта, кровоизлияния в мозг.

Каким прибором измеряется давление
Гипертония

В некоторых случаях гипотония может быть опасна для здоровья. Низкие цифры давления приводят к недостаточному питанию головного мозга. Это происходит из-за пониженного тонуса судов.


Каким прибором измеряется давление
Гипотония

Важно! Измерение кровяного давление проводят для самоконтроля. Узнавать границы давления нужно утром и вечером, чтобы не допустить превышение цифр вовремя принять лекарства, ведь именно в это время наиболее часто наблюдаются «скачки» АД.

Какими приборами пользуются для измерения АД?

Есть несколько видов тонометров, используемых для определения сосудистого тонуса. Они разнятся по месту наложение:

  • на плечо;
  • на запястье;
  • на палец.

Наиболее точный – плечевой аппарат. Он прочно фиксируется и воспроизводит цифры, максимально приближенные к фактическому давлению. Очень удобна модель прибора со встроенным в манжету стетоскопом. Им комфортно пользоваться в домашних условиях самостоятельно, не нужно придерживать фонендоскоп, и заботиться, чтобы он был правильно расположен. Процедура не требует специальных навыков и можно обойтись без посторонней помощи. Популярны модели тонометров фирмы «Little Doctor», выпускающие фонендоскопы, ингаляторы и другую медтехнику.


Запястный тонометр не такой точный, чем предыдущая модель. Его показатели зависят от места расположения согласно пульсу. Он реагирует на любое неправильное положение руки. Есть существенные расхождения, между выдаваемым результатом и точными границами АД. То же самое можно сказать и о модели прибора «на палец». Искажение показателей зависит не только от положения кисти, но и от температуры пальцев. Чем холоднее рука, тем ниже показатели давления.

По характеру работы тонометры разделяют на:

  • цифровые;
  • стрелочные;
  • механические;
  • полуавтоматы;
  • автоматы.

Цифровые модели имеют экран, на котором отображаются результаты замера. Механические приборы оснащены манометром со стрелкой и человек сам фиксирует показатели. Электронные аппараты удобны в применении. Их рекомендуют пожилым пациентам, «новичкам», не умеющим правильно произвести замеры механическими моделями, а также людям, с пониженным слухом, зрением. Чтобы аппарат долго служил, соблюдают условия хранения:

  • держать прибор в сухом месте;
  • вовремя менять элементы питания (для электрических форм);
  • не кидать;
  • следить, чтобы при хранении аппарата трубки не перегибались;
  • не допускать ударов.

Следят, чтобы аппарат не попал в руки ребенку, поскольку они любопытны и могут повредить прибор. Особенно это касается полуавтоматического и автоматического типа измерительных приборов, поскольку незначительное повреждение приводит выдаче неверных цифр.

Каким прибором измеряется давление
Тонометр на палец

Механический тонометр

Этот вид измерительных приборов запускается механическими движениями самого больного. Аппарат состоит из:

  • манжетки;
  • манометра;
  • приспособления для нагнетания воздуха.

Механические аппараты имеют разные модели, но в их комплектацию входит фонендоскоп. С его помощью больной выслушивает начало и конец пульсации. В этом заключается метод определения давления. Лучше, если фонендоскоп присоединен к манжетке. Это дает возможность правильно его выставить и точно замерить параметры АД. Хорошей моделью для гипертоников считают тонометры, у которых груша присоединена к манометру.

Это позволяет точно померить давление ручным тонометром. Важным условием манипуляции является стабильное положение руки и медленное выпускание воздуха из системы. При присоединенной груше пациент не отвлекает на нее взгляд, и он сконцентрирует все внимание на манометре.

Каким прибором измеряется давление
Механический тонометр

Для того чтобы верно определить свое состояние, нужно знать, как измерить давление механическим тонометром.  Измеряя гипертензию самостоятельно следуют правилам, указывающим, как правильно мерить артериальное давление на руке:


  1. Сесть на стул. Поза должна быть комфортной, тело расслабленным;
  2. Если есть стесняющая одежда, то ее снимают;
  3. Ноги опускают на пол, расслабляют, но не скрещивают;
  4. Следует надевать манжету на плечо таким образом, чтобы трубки проходили по ходу артерий и не пережимались рукой;
  5. К локтевой ямке прикладывают стетоскоп;
  6. Закрывают вентиль и грушей нагнетают воздух в манжету;
  7. Когда стрелка манометра перешагнула отметку выше предполагаемой цифры систолического давления, медленно открывают вентиль;
  8. Стрелка движется к нулевой отметке. В этот момент важно зафиксировать показатели, когда начинает и заканчивается выслушиваться биение сердца.

При проведении измерения обычным тонометром нужно научиться слушать пульсацию, чтобы определить верхний и нижний показатель давления. Для этого во время процедуры нельзя отвлекаться на посторонние шумы, в комнате должно быть тихо. Ведь принцип работы аппарата заключается в выслушивании пульса, который прослушивается при снижении давления манжеты ниже систолического показателя.

Совет! Перед началом процедуры нельзя заниматься физической работой, кушать. Если перед манипуляцией больной был физически активен или нервничал, то выжидают 15-20 мин, чтобы сердцебиение пришло в норму.


Электронный тонометр

Этот вид тонометра выполняет измерение самостоятельно. Больному нужно только надеть манжетку и включить кнопку «старт». Нагнетание воздуха происходит компрессорным способом. Все показатели отображаются на экране. По месту расположения манжета они делятся на плечевые и пульсовые, а по принципу работы – на автоматические и полуавтоматические. Пульсовой тип прибора закрепляется ближе к кисти с внутренней стороны.

Электронные аппараты снабжены памятью, фиксирующей показания 2-3 измерений и выводящей средний показатель. Более усовершенствованные модели имеют антиаритмичную функцию. Если у больного аритмия, то точно измерить давление сложно. Аппараты с данной функцией показывают настоящие цифры давления с учетом аритмии и отображают на экране надпись, указывающую, что у больного не стабильный пульс.

Каким прибором измеряется давление
Автоматический тонометр

Такого рода тонометрами легко измерить давление самостоятельно, это не требует определенных навыков, контроля положения стетоскопа и манжеты. Во время измерения давления больной может лежать, если ему сложно находиться в положении сидя. На качество замера это не влияет. Питание происходит от батареек или сети.

Полуавтоматический тонометр

Тонометры-полуавтоматы тоже выводят данные на дисплей, но нагнетание воздуха происходит механическим путем. Больной фиксирует манжету на руке, нагнетает воздух с помощью груши. Это удобные аппараты, не содержащие компрессора, поэтому могут прослужить дольше и отличаются от автоматических тонометров более низкой ценой. Недостаток состоит в том, что лежачим больным или пациентам с патологиями опорно-двигательной системы трудно нагнетать манжетку. Таким людям нужен тонометр-автомат.


Каким прибором измеряется давление
Полуавтоматический тонометр

Запястный тонометр

Фиксируются такие аппараты на запястье и регистрируют пульсацию на лучевой артерии. Точность такого аппарата ниже, чем плечевого, поскольку диаметр лучевой артерии меньше и выслушивать тона сложнее. Запястные тонометры рекомендуют использовать спортсменам, чтобы регистрировать уровень давления во время тренировки. Больным со стабильным пульсом или аритмией такого рода тонометры не рекомендуются из-за низкой точности показателей. Лучше использовать плечевые модели.

Каким прибором измеряется давление

tion-text">Запястный тонометр

Какой тонометр лучше

При выборе тонометра каждый больной руководствуется своими критериями. Автоматические и полуавтоматические тонометры удобны и легко используются, но дороже стоят, чем механические. Выбирая электронные приборы, нужно обращать внимание на фирму-производитель и отдавать предпочтение известным маркам, дающим гарантийное обслуживание. Следить, чтобы дисплей был ярким, а отображающиеся цифры четкими.

Проверить, чтобы аппарат выполнял все указанные в инструкции функции. Покупая электронный прибор, обязательно примерить манжетку, особенно полным людям. В разных моделях она имеет различную длину и нужно, чтобы она хорошо обхватывала руку и надежно фиксировалась липучкой.

Покупая электронный тонометр, обращают внимание на размер экрана. Он должен быть большой, чтобы люди с плохим зрением ли пожилые смогли четко видеть изображение. Новые модели аппаратов снабжены дополнительными функциями:

  • звуковым сигналом при наличии аритмии;
  • определением пульса;
  • сохранением данных предыдущих измерений;
  • подключением к компьютеру;
  • способностью распечатывать данные измерения.

Больным с третьей степенью гипертонии, имеющим риск развития инфаркта, можно приобрести портативный дефибриллятор. Он поможет провести реанимационные мероприятия вместе с методом искусственного дыхания. Показанием к применению аппарата становится остановка сердца.

Механические модели со встроенным стетоскопом и грушей, расположенной возле манометра, дают точные показатели. Они предназначены для больных «со стажем», обладающих хорошим слухом, зрением и навыками измерения. Такие тонометры отличаются низкой стоимостью.

Небольшое заключение

На фармацевтическом рынке предоставлены измерительные приборы  для определения давления разных фирм и моделей. Поэтому потребителю легко выбрать тонометр, соответствующий индивидуальным требованиям. Каждый человек, выбирая тонометр, учитывает цену и функциональность прибора, а также легкость в использовании. Обращает внимание на гарантийные обязательства фирмы-изготовителя, выбирает известные марки. Перед покупкой нужно проконсультироваться с кардиологом и получить квалифицированный совет по поводу подбора тонометра.

Источник: LechiDavlenie.ru

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м2. Применяют приборы для измерения давления.

Виды давления

  • Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
  • Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
  • Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
  • Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).

Виды и работа

Приборы, измеряющие давление, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы. Рассмотрим основные из применяемых видов.

Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Pribory dlia izmereniia davleniia rtutnyi

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Pribory dlia izmereniia davleniia zhidkostnyi

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Pribory dlia izmereniia davleniia aneroid

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

 Pribory dlia izmereniia davleniia elektronnyi
Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Pribory dlia izmereniia davleniia risunok 1
Рис-1

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Pribory dlia izmereniia davleniia risunok 2
Рис-2

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления. Деформационные манометры делятся на:

  • Пружинные.
  • Сильфонные.
  • Мембранные.
Pribory dlia izmereniia davleniia risunok 3
Рис-3
Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров. Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером, для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры.

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Pribory dlia izmereniia davleniia risunok 4
Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Pribory dlia izmereniia davleniia risunok 5

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Pribory dlia izmereniia davleniia risunok 6
Рис-5

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Pribory dlia izmereniia davleniia risunok 7
Рис-6

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности

Измерительные манометры разделяют на два класса:

  1. Образцовые.
  2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

Перечислим основные места использования приборы для измерения давления в:

  • Газо- и нефтедобывающей промышленности.
  • Теплотехнике для контроля давления энергоносителя в трубопроводах.
  • Авиационной отрасли промышленности, автомобилестроении, сервисном обслуживании самолетов и автомобилей.
  • Машиностроительной отрасли при применении гидромеханических и гидродинамических узлов.
  • Медицинских устройствах и приборах.
  • Железнодорожном оборудовании и транспорте.
  • Химической отрасли промышленности для определения давления веществ в технологических процессах.
  • Местах с применением пневматических механизмов и агрегатов.
Похожие темы:
  • Датчики давления. Виды и принцип работы. Как выбрать?
  • Источник: electrosam.ru

    Работа 1

    Приборы для измерения давления

    1. Классификация приборов для измерения давления по типу чувствительного элемента

    По виду упругого чувствительного элемента пружинные приборы делятся на следующие группы [1]:

    1) приборы с трубчатой пружиной, или собственно пружинные (рис. 1а,б);

    2) мембранные приборы, у которых упругим элементом служит мембрана (рис. 1в), анероидная или мембранная коробка (рис. 1г,д), блок анероидных или мембранных коробок (рис. 1е,ж);

    3) пружинно-мембранные с гибкой мембраной (рис. 1з);

    4) приборы с упругой гармониковой мембраной (сильфоном) (рис. 1к);

    5) пружинно-сильфонные (рис. 1и).

    Каким прибором измеряется давление

    Рис. 1. Типы пружинных устройств

    2. Определение понятия «давление», точное измерение давления и соотношение между ними

    Давление является одним из важнейших параметров химико-технологических процессов. От величины давления часто зависит правильность протекания процесса химического производства. Под давлением в общем случае понимают предел отношения нормальной составляющей силы к площади, на которую действует сила. При равномерном распределении сил давление равно частному от деления нормальной составляющей силы давления на площадь, на которую эта сила действует. Величина единицы давления зависит от выбранной системы единиц (табл. 1).

    Различают абсолютное и избыточное давление. Абсолютное давление Pа — параметр состояния вещества (жидкостей, газов и паров). Избыточное давление ри представляет собой разность между абсолютным давлением Pа и барометрическим давлением Рб (т. е. давлением окружающей среды):

    Ри = Ра — Рб.

    Если абсолютное давление ниже барометрического, то

    РВ = Рб — Ра,

    где Pв — разрежение [1].

    Единицы измерения давления: Па (Н/м2); кгс/см2; мм вод. ст.;

    мм рт.ст.

    Таблица 1

    Соотношение между единицами давления:

    Единицы давления

    кгс/м2

    или

    мм вод. ст.

    кгс/см2 или

    атм. (техни­ческая ат­мосфера)

    атм. (физичеc-кая атмо­сфера)

    мм рт. ст.

    Н/м2

    1 кгс/м2

    или

    1 мм вод. ст.

    1

    10-4

    0,0968·10-3

    73,556·10-3

    9,80665

    1 кгс/см2 или

    1 атм. (техни­ческая атмо­сфера)

    104

    1

    0,9678

    735,56

    98066,5

    Окончание табл. 1

    1 атм. (физи­ческая атмо­сфера)

    10332

    1,0332

    1

    760,00

    101 325

    1 мм рт. ст.

    13,6

    1,36·10-3

    1, 316·10-3

    1

    133,322

    1 Н/м2

    0,102

    10,2·10-6

    10,13·10-6

    7,50·10-3

    1

    3. Классификация приборов для измерения давления и разрежения

    Приборы для измерения давления подразделяются на:

    а) манометры – для измерения абсолютного и избыточного давления;

    б) вакуумметры – для измерения разряжения (вакуума);

    в) мановакуумметры – для измерения избыточного давления и вакуума;

    г) напоромеры – для измерения малых избыточных давлений (верхний предел измерения не более 0,04 МПа);

    д) тягомеры – для измерения малых разряжений (верхний предел измерения до 0,004 МПа);

    е) тягонапорометры – для измерения разряжений и малых избыточных давлений;

    ж) дифференциальные манометры – для измерения разности давлений;

    з) барометры — для измерения барометрического давления атмосферного воздуха [1].

    4. Понятие «поверка» рабочего измерительного прибора

    Поверка рабочего измерительного прибора — операция сравнения его показаний с показаниями образцового измерительного прибора при прямом и обратном ходе. Цель поверки — определение погрешностей рабочего прибора или поправок к его показаниям. При этом показания образцового прибора принимаются за действительные значения измеряемой величины [2].

    5. Возможные источники систематических погрешностей приборов с упругим чувствительным элементом

    Возможные источники систематических погрешностей могут быть следующими:

     Переход за предельное по шкале давление при измерении, хотя бы один раз за всё время измерений. Предельное давление, при котором еще сохраняется линейная зависимость между перемещениями конца трубки (чувствительного элемента) и давлением, называется пределом пропорциональности трубки. При переходе давления за предел пропорциональности трубка приобретает остаточную деформацию и становится непригодной для измерения.

     Механическая характеристика трубки, т.е. значение предела пропорциональности и величина перемещения свободного конца, зависит от ряда факторов, из которых наиболее важными являются отношение осей сечения трубки, толщина ее стенок, модуль упругости материала и радиус дуги изгиба трубки.

     Трение трубки о внутренние части прибора в результате их поломки.

     Периодическое изменение температуры при измерениях. Материал трубки по-разному сжимается и разгибается в зависимости от температуры [1].

    6. Классификация погрешностей измерения

    Любое измерение не может быть выполнено абсолютно точно, его результат всегда содержит некоторую ошибку. В задачу измерений входит не только измерение контролируемой величины, но и оценка допущенной при измерении погрешности. Причины возникновения погрешностей измерений можно подразделить на группы: инструментальные, методические и субъективные.

    Инструментальные погрешности — это составляющая погрешностей измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств измерения. Инструментальные погрешности являются следствием недостатков конструкции измерительных приборов, несоблюдения технологии их изготовления, несовершенства применяемых материалов, трения в механизмах, несовершенства упругих чувствительных элементов и т.п. Эти погрешности могут быть частично устранены регулировкой прибора. К инструментальным погрешностям относятся и погрешности, вызванные изменением внешних условий. Например, в зависимости от температуры изменяется жесткость пружин, мембран и других деталей, от размеров деталей передаточного механизма прибора, электрического сопротивления проводников — магнитные свойства материалов и т. п.

    В некоторых случаях температурные погрешности можно определить расчетным путем, а в показания прибора могут вноситься соответствующие поправки. Инструментальные погрешности измерительного прибора складываются из погрешностей преобразователей (звеньев), составляющих прибор. Инструментальные погрешности в процессе эксплуатации прибора могут изменяться (например, погрешности трения могут возрастать от засорения механизма прибора пылью, из-за коррозии деталей, нарушения нормальной смазки и т. п.).

    Чтобы быть уверенным, что инструментальная погрешность находится в допустимых пределах, приборы подвергают поверке.

    Методические погрешности являются следствием неточности метода измерения или недостаточного знания всех обстоятельств, сопровождающих измерение.

    Субъективные погрешности зависят от индивидуальных особенностей лица, производящего измерение (недостаточно точное отсчитывание показаний и т. п.).

    Статические погрешности измерения в зависимости от причин появления принято подразделять на систематические, грубые (промахи) и случайные.

    Систематическими называются погрешности, величина которых одинакова во всех измерениях, проводящихся одним и тем же методом с использованием одних и тех же измерительных приборов. К систематическим погрешностям относятся инструментальные; погрешности, вызванные неправильной установкой прибора (например, установкой не по отвесу или уровню); методические.

    Перед каждым измерением необходимо выявить возможные источники систематических погрешностей и принять меры к их исключению или определению; в большинстве случаев учет систематических погрешностей затруднителен. Сложность задачи исключения систематических погрешностей заключается в том, что нельзя предложить общий способ решения этой задачи. Для определения систематических погрешностей необходимо их изучить, что делается с помощью специально поставленных экспериментов.

    Наиболее ответственные измерения выполняют различными методами, чтобы получить несколько результатов, независимых друг от друга по источникам погрешностей, и затем сопоставить их. Если даже все систематические погрешности учтены, т. е. вычислены и введены все поправки, то и в этом случае результаты измерений все же не свободны от случайных погрешностей.

    Грубыми (промахами) называются погрешности, которые явно искажают результат измерения. Эти погрешности получаются, например, из-за неправильной записи результатов измерения, неверной схемы включения прибора и т. п. Измерения, содержащие грубые погрешности, исключаются из ряда измерений по соответствующему критерию.

    Случайными называются погрешности, не подчиняющиеся какой-либо известной закономерности. Они возникают в результате влияния на процесс измерения случайных факторов (вибрация прибора, влияние посторонних электромагнитных полей, физиологические изменения органов чувств наблюдателя и т.п.). Случайные погрешности всегда присутствуют в эксперименте; они в равной степени могут быть как положительными, так и отрицательными. Случайные погрешности не могут быть исключены опытным или расчетным путем. Для учета влияния случайных погрешностей на результат измерения одну и ту же величину измеряют многократно. К ряду значений применяют законы теории вероятностей и методы статистики, на основании которых учитывают влияние случайных погрешностей на результат измерения [1].

    7. Абсолютная, относительная, приведённая погрешности измерительного прибора. Вариация показаний прибора

    Абсолютной погрешностью измерительного прибора называется разность между его показанием и истинным значением измеряемой величины. Так как истинное значение измеряемой величины установить невозможно, в измерительной технике используется так называемое действительное значение, полученное с помощью образцового прибора [1].

    Абсолютная погрешность: Δ = Хп — Q0 ,

    где Хп — значение, полученное при измерении величины рабочим измерительным прибором; Q0 — действительное значение измеряемой величины.

    Относительная погрешность измерительного прибора — это отношение абсолютной погрешности к действительному значению, выраженное в %:

    Каким прибором измеряется давление.

    При вычислении относительной погрешности абсолютную погрешность можно также относить к показанию рабочего прибора Xп.

    Если прибор работает в условиях, отличных от условий, оговоренных в паспорте, то возникает дополнительная погрешность, увеличивающая общую погрешность прибора. К дополнительным погрешностям относятся: температурная погрешность, вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной; инструментальная погрешность, обусловленная отклонением положения прибора от нормального рабочего положения и т.п. За нормальную температуру окружающего воздуха принимают 20° С, а за нормальное атмосферное давление — 101325 Н/м2 (760 мм рт. ст.).

    Приведённая погрешность – это отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению:

    Каким прибором измеряется давление,

    где Хнорм — деление шкалы поверяемого прибора (чаще всего).

    Вариацией измерительного прибора N называется наибольшая экспериментально полученная разность между показаниями измерительного прибора при прямом и обратном ходе, соответствующими одному и тому же действительному значению измеряемой величины при одинаковых условиях измерения. Вариации вызываются трением в механизме прибора, зазорами (люфтами) в кинематических парах, гистерезисом и упругим после­действием чувствительных элементов прибора. Таким образом, N — это абсолютная вариация прибора.

    Приведенная вариация прибора :

    Каким прибором измеряется давление,

    где ΔN – абсолютная вариация прибора; Nmax и Nmin – соответственно верхнее и нижнее предельные значения шкалы прибора.

    8. Класс точности приборов

    Обобщенной характеристикой средств измерения является класс точности, определяемый предельными значениями допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерения, влияющими на точность, значение которых устанавливается в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их точностные свойства, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств. Например, класс точности вольтметра характеризует пределы допускаемой основной погрешности и допускаемых изменений показаний, вызываемых внешним магнитным полем и отклонением от нормальных значений температуры, частоты переменного тока и некоторых других влияющих факторов [1].

    В настоящее время в нашей стране используются два вида классов точности: 1) по абсолютным погрешностям (порядковые номера классов); 2) по относительным погрешностям. В последнем случае класс точности — это отношение абсолютной погрешности Δ к диапазону шкалы прибора, выраженное в процентах.

    Государственными стандартами для разных приборов установлены различные классы точности. Класс точности обозначается на циферблате прибора либо в паспорте прибора.

    Согласно ГОСТ 8.401-80 (взамен ГОСТ 13600-68) классы точности выбираются из ряда:

    К=(1;1.5;2.0;2.5;3.0;4.0;5.0;6.0)*10n,

    где n=1,0,-1,2….

    Средства измерений с двумя и более шкалами могут иметь соответственно два и более классов точности.

    9. Устройство и принцип действия, и область применения приборов с упругими пружинными чувствительными элементами

    Действие пружинных приборов основано на измерении величины деформации различного вида упругих элементов. Деформация упругого чувствительного элемента преобразуется передаточными механизмами того или иного вида в угловое или линейное перемещение указателя по шкале прибора [1].

    Наиболее широко применяются приборы (манометры, вакуумметры, мановакуумметры и дифманометры) с одновитковой трубчатой пружиной. Основная деталь прибора с одновитковой трубчатой пружиной — согнутая по дуге окружности трубка эллиптического или плоскоовального сечения (рис. 2). Одним концом трубка заделана в держатель, оканчивающийся ниппелем с резьбой для присоединения к полости, в которой измеряется давление. Внутри держателя есть канал, соединяющийся с внутренней полостью трубки (рис. 2).

    Если в трубку подать жидкость, газ или пар под избыточным давлением, то кривизна трубки уменьшится, и она распрямляется; при создании разрежения внутри трубки кривизна ее возрастает, и трубка скручивается. Так как один конец трубки закреплен, то при изменении кривизны трубки ее свободный конец перемещается по траектории, близкой к прямой, и при этом воздействует на передаточный механизм, который поворачивает стрелку показывающего прибора.

    Свойство изогнутой трубки некруглого сечения изменять величину изгиба при изменении давления в ее полости является следствием изменения формы сечения. Под действием измеряемого давления внутри трубки эллиптическое или плоскоовальное сечение, деформируясь под действием силы F=P*S, где S=площадь воздействия давления, приближается к круговому сечению (малая ось эллипса или овала увеличивается, а большая уменьшается).

    Каким прибором измеряется давление

    Рис .2. Схема трубчатой пружины (а) и ее

    эллипти­ческое (б), плоскоовальное (в) поперечные сечения:

    1 — трубка; 2 — держатель

    10. Устройство и принцип действия грузопоршневого манометра

    МП -60

    Грузопоршневые манометры в основном применяются для градуировки и поверки различных видов пружинных манометров, так как отличаются высокой точностью и широким диапазоном измерений — от 0,098 до 980 МН/м2 (1—10000 кгс/см2) [1].

    Принцип действия грузопоршневых манометров следующий. На поршень, свободно движущийся в цилиндре, действуют две силы: сила от давления жидкости, с одной стороны, и сила тя­жести положенных на поршень грузов — с другой.

    Образцовый грузопоршневой манометр (рис. 3) состоит из колонки, укрепленной на станине прибора. В колонке имеется вертикальный цилиндрический канал, в котором движется пришлифованный поршень, несущий на верхнем конце тарелку для установки грузов. Верхняя часть колонки снабжена воронкой для сбора масла, просачивающегося через зазор между поршнем и цилиндром.

    В станине высверлен горизонтальный канал, в расширенной части которого движется посредством винтового штока поршень 7, уплотненный манжетами. Канал в станине соединяется с каналом колонки и каналами двух бобышек, предназначенных для укреп­ления поверяемых манометров. Кроме того, с каналом станины соединен канал воронки 8, которая служит для заполнения системы маслом.

    Каким прибором измеряется давление

    Рис. 3. Схема образцового поршневого манометра:

    1 — колонка; 2— поршень; 3 и 5 — воронки; 4 — бобышки;

    5 — канал; 6 — тарелка; 7 — поршень; 9 и 13 —вентили

    Каналы для отсоединения их от канала станины снабжены игольчатыми вентилями 912. Назначение вентиля 13 — спуск масла из прибора. Максимальное давление, создаваемое грузами, 4,90 МН/м2 (50 кгс/см2). Для поверки манометров на большее давление пользуются поршневым прессом, отсоединив от прибора поршневую колонку 1 вентилем 10. В качестве при­бора сравнения применяют образцовый пружинный манометр: его присоединят к одной из бобышек 4, а поверяемый прибор — к другой бобышке.

    11. Требования к специальным приборам для измерения давления

    1) герметичность внутренних деталей манометров, находящихся под высоким давлением, для исключения выброса измеряемой среды в атмосферу;

    2) наличие в приборах для измерений высоких давлений защитных средств от перегрузки. Например, для защиты от односторонних перегрузок применяются сдвоенные сильфоны, с сообщающимся каналом, полости которых заполнены практически несжимаемой жидкостью;

    3) точность зубчато-секторного передаточного механизма в приборах с трубчатой пружиной;

    4) отсутствие остаточной деформации элементов в пружинных приборах;

    5) наличие аварийных датчиков, реагирующих на резкое аварийное повышение давления [1].

    12

    Источник: StudFiles.net


Leave a Comment

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.