Basınç ölçümü - Pressure measurement
Basınç ölçümü , bir yüzey üzerine bir sıvı ( sıvı veya gaz ) tarafından uygulanan bir kuvvetin analizidir . Basınç tipik olarak yüzey alanı birimi başına kuvvet birimleri cinsinden ölçülür . Basınç ve vakum ölçümü için birçok teknik geliştirilmiştir . Entegre bir birimdeki basıncı ölçmek ve görüntülemek için kullanılan aletler, basınç ölçerler veya basınç göstergeleri veya vakum göstergeleri olarak adlandırılır . Bir manometre , basıncı hem ölçmek hem de göstermek için bir sıvı sütununun yüzey alanını ve ağırlığını kullandığı için iyi bir örnektir. Benzer şekilde, yaygın olarak kullanılan Bourdon ölçer, hem ölçen hem de gösteren ve muhtemelen en iyi bilinen gösterge türü olan mekanik bir cihazdır.
Bir vakum ölçer, sıfır noktası olarak ayarlanan ortam atmosfer basıncından daha düşük basınçları negatif değerlerde ölçmek için kullanılan bir basınç göstergesidir (örneğin: −15 psig veya −760 mmHg , toplam vakuma eşittir). Çoğu gösterge, basıncı sıfır noktası olarak atmosferik basınca göre ölçer, bu nedenle bu okuma biçimine basitçe "gösterge basıncı" denir. Bununla birlikte, toplam vakumdan daha büyük herhangi bir şey teknik olarak bir basınç şeklidir. Özellikle çok düşük basınçlarda çok doğru okumalar için, sıfır noktası olarak toplam vakumu kullanan ve mutlak ölçekte basınç okumaları veren bir gösterge kullanılabilir .
Diğer basınç ölçüm yöntemleri, basınç okumasını bir uzak göstergeye veya kontrol sistemine ( telemetri ) iletebilen sensörleri içerir .
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 , mutlak bir ölçek kullanılarak mükemmel bir vakuma karşı sıfır referanslıdır , bu nedenle 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. 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 çok yüksek vakum ). Vakumları ölçmek için kullanılan birçok tekniğin uygulanabilir basınç aralıkları örtüşmektedir. Bu nedenle, birkaç farklı gösterge türünü birleştirerek, sistem basıncını sürekli olarak 10 mbar'dan 10 −11 mbar'a kadar ölçmek mümkündür .
- Fark basınç , iki nokta arasındaki basınç farkıdır.
Kullanımdaki sıfır referansı genellikle bağlamla ima edilir ve bu kelimeler yalnızca açıklama gerektiğinde eklenir. Lastik basıncı ve kan basıncı , geleneksel olarak gösterge basınçlarıdır; atmosferik basınçlar , derin vakum basınçları ve altimetre basınçları mutlak olmalıdır.
Kapalı bir sistemde bir sıvının bulunduğu çoğu çalışma sıvısı için , gösterge basıncı ölçümü hakimdir. Sisteme bağlı basınç aletleri, mevcut atmosferik basınca göre basınçları gösterecektir. Aşırı vakum basınçları ölçüldüğünde durum değişir, daha sonra bunun yerine genellikle 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 basıncı 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, deniz seviyesinde tipik olarak yaklaşık 100 kPa'dır , 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 esasen değişmez.
Atmosferik basıncın referans olarak kullanılması genellikle basınç ünitesinden sonra gösterge için bir "g" ile gösterilir, örneğin 70 psig, bu da ölçülen basıncın toplam basınç eksi atmosferik basınç olduğu anlamına gelir . İki tür gösterge referans basıncı vardır: havalandırmalı gösterge (vg) ve sızdırmaz gösterge (sg).
Örneğin, havalandırmalı bir gösterge basınç vericisi , dış hava basıncının, her zaman basıncı ölçmesi için delikli bir kablo veya cihazın yan tarafındaki bir delik aracılığıyla basınç algılama diyaframının negatif tarafına maruz kalmasına izin verir. ortam barometrik basıncına atıfta bulunulur . Bu nedenle, bir havalandırmalı gösterge referans basınç sensörü , proses basınç bağlantısı havaya açık tutulduğunda her zaman sıfır basıncı okumalıdır.
Sızdırmaz bir gösterge referansı, atmosferik basıncın diyaframın negatif tarafında mühürlenmesi dışında çok benzerdir. Bu genellikle , atmosferik basınç değişikliklerinin okumanın doğruluğu üzerinde ihmal edilebilir bir etkiye sahip olacağı hidrolikler gibi yüksek basınç aralıklarında benimsenir , bu nedenle havalandırma gerekli değildir. Bu aynı zamanda, birincil basınç algılama diyaframının patlama basıncı aşılırsa , bazı üreticilerin basınçlı ekipman güvenliği için ekstra bir önlem olarak ikincil basınç muhafazası sağlamasına olanak tanır .
Sızdırmaz bir gösterge referansı oluşturmanın başka bir yolu daha vardır ve bu, algılama diyaframının arka tarafında yüksek bir vakum oluşturmaktır. Daha sonra çıkış sinyali dengelenir, böylece basınç sensörü atmosferik basıncı ölçerken sıfıra yakın okur.
Sızdırmaz bir gösterge referans basınç dönüştürücü , atmosferik basınç her zaman değiştiği ve bu durumda referans 1 bar olarak sabitlendiği için asla tam olarak sıfır göstermez.
Mutlak bir basınç sensörü üretmek için üretici, algılama diyaframının arkasına yüksek bir vakum uygular. Bir mutlak basınç vericisinin proses basıncı bağlantısı havaya açıksa, gerçek barometrik basıncı okuyacaktır .
Birimler
|Pascal||Bar||Teknik atmosfer||Standart atmosfer||Torr||İnç kare başına pound|
|(Pa)||(bar)||(içinde)||(ATM)||(Torr)||(lbf / inç 2 )|
|1 Pa||≡ 1 N / m 2||10 −5||1.0197 × 10 −5||9,8692 × 10 −6||7.5006 × 10 −3||0.000 145037737730|
|1 çubuğu||10 5||
≡ 100 kPa


≡ 10 6 din / cm 2
|1.0197||0.986 92||750.06||14.503 773 773022|
|1 de||98 066 .5||0.980 665||≡ 1 kgf / cm 2||0.967 841 105354 1||735.559 240 1||14.223 343307120 3|
|1 atm||≡ 101 325||≡ 1.013 25||1.0332||1||760||14.695 948775 514 2|
|1 Torr||133.322 368 421||0,001 333 224||0,001 359 51||1 / 0,001 315 789|| 1 Torr


≈ 1 mmHg
|0,019 336 775|
|1 lbf / inç 2||6894.757 293168||0,068 947 573||0,070 306 958||0,068 045 964||51.714 932 572||≡ 1 lbf / inç 2|
SI basınç birimi Pascal (Pa), bir ila eşit newton başına metre kare (N · m -2 veya kg-m -1 -s -2 ). Birim için bu özel isim 1971'de eklendi; bundan önce, SI'daki basınç N · m −2 gibi birimlerle ifade ediliyordu . Belirtildiğinde, sıfır referans birimi takip eden parantez içinde belirtilir, örneğin 101 kPa (abs). İnç kare başına paund (psi) Örneğin, lastik basıncı için ölçümüne ilişkin ABD ve Kanada'da yaygın kullanımda, halen devam ediyor. Ölçümün sıfır referansını belirtmek için genellikle psi birimine bir harf eklenir; mutlak için psia, gösterge için psig, diferansiyel için psid, ancak bu uygulama NIST tarafından önerilmez .
Basınç bir zamanlar bir manometrede bir sıvı kolonunun yerini değiştirme kabiliyetiyle ölçüldüğünden, basınçlar genellikle belirli bir sıvının derinliği ( örneğin, inç su) olarak ifade edilir. Manometrik ölçüm, basınç başlığı hesaplamalarının konusudur . Bir manometre sıvısı için en yaygın seçenekler cıva (Hg) ve sudur; su toksik değildir ve kolayca elde edilebilir, cıvanın yoğunluğu ise daha kısa bir kolonun (ve dolayısıyla daha küçük bir manometrenin) belirli bir basıncı ölçmesine izin verir. "WC" kısaltması veya "su sütunu" kelimeleri genellikle manometre için su kullanan göstergeler ve ölçümler üzerinde basılıdır.
Akışkan yoğunluğu ve yerel yerçekimi, yerel faktörlere bağlı olarak bir okumadan diğerine değişebilir, bu nedenle bir akışkan sütununun yüksekliği, basıncı tam olarak tanımlamaz. Bu nedenle " milimetre cıva " veya " inç cıva " cinsinden ölçümler , sıvı yoğunluğu ve yerçekiminin yerel faktörlerine dikkat edildiği sürece SI birimlerine dönüştürülebilir . Sıcaklık dalgalanmaları sıvı yoğunluğunun değerini değiştirirken, yer çekimini etkileyebilir.
Artık tercih edilmemekle birlikte bu manometrik üniteler birçok alanda hala karşımıza çıkmaktadır. Kan basıncı , dünyanın çoğu yerinde milimetre cıva (bkz. Torr ) cinsinden ölçülür , merkezi venöz basınç ve santimetre su cinsinden akciğer basınçları, CPAP makinelerinde olduğu gibi, hala yaygındır. Doğal gaz boru hattı basınçları inç su cinsinden ölçülür ve "WC inç" olarak ifade edilir.
Sualtı dalgıçları manometrik birimler kullanır: ortam basıncı, bir barın onda birine eşit olarak tanımlanan deniz suyu (msw) cinsinden ölçülür . ABD'de kullanılan birimdir ayak deniz suyu ( FSW göre) standart ağırlık ve 64 lb / ft deniz suyu yoğunluğuna 3 . ABD Donanması Dalış Kılavuzuna göre, bir fsw 0,30643 msw'ye eşittir, 0,030 643 bar veya 0,444 44 psi , ancak başka yerlerde 33 fsw'nin 14,7 psi (bir atmosfer), yaklaşık 0,445 psi'ye eşit bir fsw verir. Msw ve fsw, dekompresyon tablolarında kullanılan dalgıç basıncına maruz kalmanın ölçümü için geleneksel birimlerdir ve pnömofatometreler ve hiperbarik oda basınç göstergeleri için kalibrasyon birimidir . Hem msw hem de fsw, normal atmosferik basınca göre ölçülür.
Vakum sistemlerinde, en yaygın olarak torr (milimetre cıva), mikron (cıva mikrometresi) ve inç cıva ( inHg ) birimleri 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 ) kullanılarak ifade edilir. Amerikan ve Kanada mühendisliğinde, stres genellikle kip cinsinden ölçülür . Skaler olmadığı için stresin gerçek bir baskı olmadığını unutmayın . Gelen CGS sistem basıncı birimi barye 1 dyn eşit-cm (ba) -2 . Gelen mts sisteminin, basınç birimi pieze , 1 'e eşit sthene metrekare başına.
Bir çok diğer hibrid üniteleri mmHg / cm olarak kullanılan 2 ya da gram-kuvvet / cm 2 (bazen [[kg / cm 2 ]] düzgün kuvvet birimleri tanımlama olmaksızın). 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
Statik basınç tüm yönlerde aynıdır, bu nedenle hareket ettirilemez (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 denir . Akış yönüne bakan bir alet, statik ve dinamik basınçların toplamını ölçer; bu ölçüme toplam basınç veya durgunluk basıncı denir . Dinamik basınç, statik basınca atıfta bulunulduğundan, 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 gerçekleştirir. Ölçüm cihazının varlığı, kaçınılmaz olarak akışı yönlendirmek ve türbülans oluşturmak için hareket eder, bu nedenle şekli doğruluk için kritiktir ve kalibrasyon eğrileri genellikle doğrusal değildir.
Başvurular
Enstrümanlar
Basıncı ölçmek için farklı avantajları ve dezavantajları olan birçok alet icat edilmiştir. Basınç aralığı, hassasiyet, dinamik yanıt ve maliyetin tümü, bir cihaz tasarımından diğerine birkaç büyüklük sırasına göre değişir. En eski tip, 1643'te Evangelista Torricelli tarafından icat edilen sıvı kolon (cıva ile dolu dikey bir tüp) manometresidir . U-Tüp, 1661'de Christiaan Huygens tarafından icat edilmiştir .
Hidrostatik
Hidrostatik göstergeler (cıva kolonu manometresi gibi), basıncı bir sıvı kolonunun tabanındaki birim alan başına 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 (örneğin nispeten düşük doğruluğa sahip lastik basınç göstergeleri ) veya katı bir ağırlık ile bir sıvının basıncını dengeler ; bu durumda, ölü ağırlık test cihazı olarak bilinir ve diğer göstergelerin kalibrasyonu için kullanılabilir.
Sıvı kolon (manometre)
Sıvı sütun göstergeleri, uçları farklı basınçlara maruz kalan bir tüp içindeki bir sıvı sütunundan oluşur. Sütun, ağırlığı (yerçekimine bağlı olarak uygulanan bir kuvvet) borunun iki ucu arasındaki basınç farkı (sıvı basıncına bağlı olarak uygulanan bir kuvvet) ile dengeye gelene kadar yükselecek veya alçalacaktır. Çok basit bir versiyon, bir tarafı ilgili bölgeye bağlıyken diğer tarafına referans basınç ( atmosferik basınç veya vakum olabilir) uygulanan U şeklinde yarı sıvı dolu bir tüptür . Sıvı seviyelerindeki fark, uygulanan basıncı temsil eder. Yüksekliği h ve yoğunluğu ρ olan bir akışkan sütununun uyguladığı basınç , hidrostatik basınç denklemi, P = hgρ ile verilir . Bu nedenle, U borulu bir manometrede uygulanan basınç P a ile referans basınç P 0 arasındaki basınç farkı P a - P 0 = hgρ çözülerek bulunabilir . Diğer bir deyişle, sıvının her iki ucundaki basınç (şekilde mavi ile gösterilmiştir) dengelenmelidir (sıvı statik olduğundan) ve dolayısıyla P a = P 0 + hgρ .
Çoğu sıvı-sütun ölçümünde, ölçümün sonucu, tipik olarak mm, cm veya inç cinsinden ifade edilen h yüksekliğidir . H olarak da bilinir baskı 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 sıcaklığın bir fonksiyonudur . Bu nedenle, örneğin, manometrik akışkan olarak cıva veya su ile alınan ölçümler için basınç yüksekliği "742,2 mm Hg " veya " 59 ° F'de H 2 O'da 4,2 " yazılabilir . "Gösterge" veya "vakum" kelimesi, atmosfer basıncının üstündeki veya altındaki basıncı ayırt etmek için böyle bir ölçüme eklenebilir. Hem mm cıva hem de inç su, birim dönüştürme ve yukarıdaki formüller kullanılarak SI basınç birimlerine dönüştürülebilen ortak basınç başlıklarıdır .
Ölçülen akışkan önemli ölçüde yoğunsa, bir akışkanın diferansiyel basıncının ölçülmesi haricinde, manometre çalışma akışkanının hareketli yüzeyi ile basınç ölçümünün istendiği yer arasındaki yükseklik için hidrostatik düzeltmelerin yapılması gerekebilir (örneğin, bir orifis plakası veya venturi boyunca ), bu durumda yoğunluk ρ, ölçülen sıvının yoğunluğu çıkarılarak düzeltilmelidir.
Herhangi bir akışkan kullanılabilmekle birlikte cıva yüksek yoğunluğu (13.534 g / cm 3 ) ve düşük buhar basıncı nedeniyle tercih edilmektedir . Dışbükey menisküsü avantajlıdır, çünkü bu , camın ıslatılmasından kaynaklanan herhangi bir basınç hatası olmayacağı anlamına gelir , ancak istisnai olarak temiz koşullar altında cıva cama yapışır ve barometre sıkışabilir (cıva negatif bir mutlak basınca dayanabilir ). güçlü vakum. Düşük basınç farkları için, yaygın olarak hafif yağ veya su kullanılır (ikincisi, inç su göstergesi ve milimetre H 2 O gibi ölçü birimlerine yol açar ). 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 buhar basıncı çok yüksekse vakumu kirletebilir . Sıvı basıncını ölçerken, gazla veya hafif bir sıvıyla dolu bir döngü 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 torr (birkaç 100 Pa) ile birkaç atmosfer (yaklaşık olarak) arasında değişen basınçları ölçebilir. 1 000 000 Pa ).
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 türleri kullanılır
- Basit manometre
- Mikromanometre
- Diferansiyel manometre
- Ters diferansiyel manometre
McLeod göstergesi
Bir McLeod göstergesi , bir gaz örneğini izole eder ve bunu, basınç birkaç milimetre cıva olana kadar değiştirilmiş bir cıva manometresinde sıkıştırır . Teknik çok yavaştır ve sürekli izlemeye uygun değildir, ancak iyi bir doğruluk yeteneğine sahiptir. Diğer manometre göstergelerinin aksine, McLeod gösterge okuması, yorumlama numunenin ideal bir gaz olarak sıkıştırılmasına dayandığından, gazın bileşimine bağlıdır . Sıkıştırma işlemi nedeniyle, McLeod göstergesi, pompa yağları, cıva ve hatta yeterince sıkıştırılırsa su gibi yoğunlaşan ideal olmayan buharlardan kaynaklanan kısmi basınçları tamamen göz ardı eder.
- Faydalı aralık : yaklaşık 10 −4 Torr (kabaca 10 −2 Pa) ila 10 −6 Torr (0,1 mPa) kadar yüksek vakumlara kadar ,
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 ölçülmesi yoluyla. Bu dolaylı ölçümler, genellikle bir McLeod göstergesi olan doğrudan bir ölçümle SI birimlerine kalibre edilmelidir.
Aneroid
Aneroid göstergeleri, eleman üzerindeki bir basınç farkının etkisi altında elastik olarak esneyen metalik bir basınç algılama elemanına dayanmaktadır. "Aneroid", "sıvısız" anlamına gelir ve terim, başlangıçta bu göstergeleri yukarıda açıklanan hidrostatik göstergelerden ayırır. Bununla birlikte, aneroid göstergeler bir sıvının ve bir gazın basıncını ölçmek için kullanılabilir ve sıvı olmadan çalışabilen tek gösterge türü değildir. Bu nedenle, modern dilde genellikle mekanik göstergeler olarak adlandırılırlar . 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, söz konusu bölgenin basıncına yanıt olarak şekil değiştirecek bir Bourdon tüpü , bir diyafram, bir kapsül veya bir dizi körük olabilir. 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
Bourdon basınç göstergesi, düzleştirilmiş bir tüpün, basınç uygulandığında enine kesitte düzleştirme veya dairesel formunu yeniden kazanma eğiliminde olduğu ilkesini kullanır. Enine kesitteki bu değişiklik , kolayca işlenebilen malzemelerin elastik aralığı içindeki orta dereceli gerilmeleri içeren, neredeyse hiç fark edilmeyebilir . Suşu boru malzemesinin tüm boru düzeltmek veya basınçlı hale elastik olarak uncoil eğiliminde olduğu şekilde bir Cı-şeklinde ya da bir helezon içerisine tüp oluşturmak suretiyle büyütülür. Eugène Bourdon , göstergesini 1849'da Fransa'da patentledi ve üstün hassasiyeti, doğrusallığı ve doğruluğu nedeniyle geniş çapta benimsendi; 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. Ancak Bourdon'un patentlerinin süresi dolduktan sonra 1875'te şirketi Schaeffer ve Budenberg de Bourdon tüp ölçüm cihazları üretti.
Uygulamada, 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. İşaret mili üzerinde küçük çaplı bir pinyon dişlisi bulunur, bu nedenle hareket dişli oranıyla daha da büyütülür . Gösterge kartının işaretçinin arkasına konumlandırılması, ilk işaretçi şaft konumu, bağlantı uzunluğu ve başlangıç konumu, Bourdon tüpünün kendisinin davranışındaki değişiklikler için istenen basınç aralığını belirtmek için işaretçiyi kalibre etmek için araçlar sağlar. Fark basınç, bağlantı bağlantılarına sahip iki farklı Bourdon tüpü içeren göstergelerle ölçülebilir.
Bourdon tüpleri , mutlak basıncın aksine, ortam atmosfer basıncına göre gösterge basıncını ölçer ; 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). Ölçü aleti ileri geri hareket eden bir pompanın yakınında olduğu gibi ölçülen basınç hızla attığında , dişlilerde gereksiz aşınmayı önlemek ve ortalama bir okuma sağlamak için bağlantı borusunda bir delik kısıtlaması sıklıkla kullanılır; tüm gösterge mekanik titreşime maruz kaldığında, işaretçi ve gösterge kartı dahil tüm kasa bir yağ veya gliserin ile doldurulabilir . 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 bir doğruluk sağlar ve özel bir yüksek hassasiyetli gösterge, tam ölçeğin% 0,1'i kadar hassas olabilir.
Kuvvet dengeli kaynaşmış kuvars burdon tüp sensörleri aynı prensipte çalışır, ancak açısal yer değiştirmeyi algılamak için bir aynadan gelen bir 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 hareketleri ortadan kaldıran kuvvet dengeleme sayesinde, bu sensörler tam ölçekte yaklaşık 1 PPM hassasiyette olabilir . 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 göstergesinin şeffaf kapak yüzü çıkarılmış ve mekanizma kasadan çıkarılmıştır. Bu özel gösterge, otomotiv teşhisi için kullanılan bir kombinasyon vakum ve basınç göstergesidir:
- Manifold vakumunu ölçmek için kullanılan yüzün sol tarafı , iç ölçeğinde santimetre cıva ve dış ölçeğinde inç cıva olarak kalibre edilmiştir .
- Yüzünün sağ bölümü ölçmek için kullanılan yakıt pompası basınç ya da turbo boost ve kalibre edilir fraksiyonlar 1 kgf / cm 2 iç ölçekte ve inç kare başına pound dış ölçekte.
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:
- Bourdon tüpünün sabit ucu. Bu, alıcı blok aracılığıyla giriş borusu ile iletişim kurar.
- Bourdon tüpünün ucu hareket ediyor. Bu son mühürlendi.
- Pivot ve pivot pimi
- Eklem rotasyonuna izin vermek için pivot pimini kaldıraca (5) birleştiren pimler
- Kol, sektör dişlisinin bir uzantısı (7)
- Sektör dişli aks pimi
- Sektör dişli
- Gösterge iğnesi mili. Bu, sektör dişlisine (7) geçen ve gösterge iğnesini çalıştırmak 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.
- Dişli boşluğunu ve histerezisi ortadan kaldırmak için dişli trenine önyükleme yapmak için saç yayı
Diyafram
İkinci tip bir aneroid ölçer , farklı basınç bölgelerini ayıran esnek bir membranın sapmasını kullanır . Sapma miktarı, bilinen basınçlar için tekrarlanabilir, 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 açık olabilir veya mutlak basıncı ölçmek için bir vakuma veya başka bir sabit referans basıncına karşı sızdırmaz hale getirilebilir. Deformasyon, mekanik, optik veya kapasitif teknikler kullanılarak ölçülebilir. Seramik ve metalik diyaframlar kullanılmaktadır.
Mutlak ölçümler için, genellikle her iki tarafında diyaframlı kaynaklı basınç kapsülleri kullanılır.
şekil:
- Düz
- Oluklu
- Düzleştirilmiş tüp
- Kapsül
Körük
Küçük basınçları veya basınç farklılıklarını algılaması veya mutlak bir basıncın ölçülmesini gerektirmesi amaçlanan göstergelerde, dişli takımı ve iğne, " sıvısız " anlamına gelen, aneroid adı verilen kapalı ve sızdırmaz bir körüklü oda tarafından çalıştırılabilir . (Eski barometreler , su veya bir vakumla süspanse edilmiş sıvı metal cıva gibi bir sıvı sütunu kullanıyordu .) Bu körük konfigürasyonu, aneroid barometrelerde (gösterge iğnesi ve arama kartına sahip barometreler), altimetrelerde , irtifa kayıt barograflarında ve hava balon radyosondlarında kullanılan telemetri aletleri . Bu cihazlar sızdırmaz odayı referans basınç olarak kullanır ve harici basınçla çalıştırılır. Hava hızı göstergeleri ve tırmanma hızı göstergeleri ( varyometreler ) gibi diğer hassas hava aracı enstrümanları , hem aneroid bölmesinin iç kısmına hem de harici bir kapalı bölmeye bağlantılara sahiptir.
Manyetik bağlantı
Bu göstergeler, diferansiyel basıncı bir kadran ibresinin hareketine çevirmek için iki mıknatısın çekimini kullanır. Diferansiyel basınç arttıkça, bir pistona 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, elektromanyetik dönüştürücüler tarafından hıza (yaklaşık 2500 rad / s) ve sürücü kapatıldıktan sonra ölçülen hıza yükseltilir. Cihazın aralığı 10 ± 5 ila 10 2 Pa'dır (10 3 Pa daha az doğrulukla). İkincil bir standart olarak kullanılacak kadar doğru ve kararlıdır . 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.
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
- Uygulanan basınçtan kaynaklanan gerilimi tespit etmek için bağlanmış veya oluşturulmuş gerinim ölçerlerin piezodirenç etkisini kullanır .
- Piezorezistif silikon basınç sensörü
- Sensör genellikle mükemmel performansı ve uzun vadeli kararlılığı nedeniyle seçilen , sıcaklık dengelemeli, piezo dirençli bir silikon basınç sensörüdür. Lazerle kesilmiş dirençler kullanılarak 0–50 ° C aralığında entegre sıcaklık telafisi sağlanır . Harici bir diferansiyel amplifikatörün kazancını programlayarak basınç duyarlılığı değişikliklerini normalleştirmek için ek bir lazerle trimlenmiş direnç dahil edilmiştir. Bu, iyi 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 bağlantı noktalarının temel tasarımını görebilirsiniz. Burada dikkat edilmesi gereken önemli nokta "Diyafram" dır, çünkü bu sensörün kendisidir. Lütfen şeklin biraz dışbükey (çizimde oldukça abartılmış) olduğunu unutmayın, 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 her zaman 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 aracılığıyla basınç ölçümü şuna benzer ...
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 mikroişlemci kontrollüdür.
- Kapasitif
- Uygulanan basınçtan kaynaklanan gerilimi algılamak için değişken bir kapasitör oluşturmak için bir diyafram ve basınç boşluğu kullanır .
- Manyetik
- Endüktans (isteksizlik), LVDT , Hall etkisi veya girdap akımı prensibindeki değişiklikler aracılığıyla bir diyaframın yer değiştirmesini ölçer .
- Piezoelektrik
- Basınç nedeniyle algılama mekanizması üzerindeki gerilimi ölçmek için kuvars gibi belirli malzemelerdeki piezoelektrik etkiyi kullanır .
- Optik
- Uygulanan basınçtan kaynaklanan gerilimi algılamak için bir optik fiberin fiziksel değişimini kullanır.
- Potansiyometrik
- Uygulanan basıncın neden olduğu gerilimi algılamak için dirençli bir mekanizma boyunca bir sileceğin hareketini kullanır.
- Rezonans
- Uygulanan basıncın neden olduğu gerilimi veya gaz yoğunluğundaki değişiklikleri ölçmek için bir algılama mekanizmasındaki rezonans frekansındaki değişiklikleri kullanır .
Termal iletkenlik
Genel olarak, gerçek bir gaz yoğunluğu arttıkça -bu basınçta bir artışa işaret edebilir- ısıyı iletme kabiliyeti artar. Bu tür bir göstergede, bir tel filaman içinden akım geçirilerek ısıtılır. Filamentin sıcaklığını ölçmek için daha sonra bir termokupl veya direnç termometresi (RTD) kullanılabilir. Bu sıcaklık, filamentin çevreleyen gaza ısı kaybetme oranına ve dolayısıyla termal iletkenliğe bağlıdır . Yaygın bir varyant, hem ısıtılmış eleman hem de RTD olarak tek bir platin filaman kullanan Pirani göstergesidir . Bu göstergeler 10 3 Torr ile 10 Torr arasında doğrudur , ancak kalibrasyonları ölçülen gazların kimyasal bileşimine duyarlıdır.
Pirani (tek tel)
Bir Pirani göstergesi , ölçülen basınca açık bir metal telden oluşur. Tel, içinden geçen bir akımla ısıtılır ve etrafını saran gazla soğutulur. Gaz basıncı düşürülürse, soğutma etkisi azalacak, dolayısıyla telin denge sıcaklığı artacaktır. Direnç telinin a, kendi sıcaklığının fonksiyonu : ölçülerek gerilim teli ve boyunca akım akan, direnci (ve gaz basıncı bu nedenle) belirlenebilir. Bu tip gösterge, Marcello Pirani tarafından icat edildi .
İki telli
İki telli göstergelerde, bir telli bobin ısıtıcı olarak kullanılırken, diğeri konveksiyon nedeniyle sıcaklığı ölçmek için kullanılır . Termokupl göstergeleri ve termistör göstergeleri , ısıtılmış telin sıcaklığını ölçmek için sırasıyla bir termokupl veya termistör kullanarak bu şekilde çalışır .
İyonizasyon göstergesi
İyonizasyon göstergeleri , çok düşük basınçlar için en hassas göstergelerdir (aynı zamanda 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 her zaman bilinmeyen ölçülen gazların doğasına bağlıdır. Çok daha kararlı ve gaz kimyasından bağımsız bir McLeod göstergesine göre kalibre edilebilirler .
Termiyonik emisyon , gaz atomlarıyla çarpışan ve pozitif iyonlar oluşturan elektronları üretir . İyonlar , toplayıcı olarak bilinen uygun şekilde eğimli bir elektroda çekilir . Kollektördeki akım, sistemdeki basıncın bir fonksiyonu olan iyonlaşma hızı ile orantılıdır. Dolayısıyla, kollektör akımının ölçülmesi gaz basıncını verir. Birkaç alt tip iyonizasyon ölçer vardır.
- Faydalı aralık : 10 −10 - 10 −3 torr (kabaca 10 −8 - 10 −1 Pa)
Çoğu iyon göstergesinin iki türü vardır: sıcak katot ve soğuk katot. Olarak sıcak bir katot versiyonu, 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 −3 Torr'dan 10 −10 Torr'a kadar doğrudur. Soğuk katot versiyonunun arkasındaki prensip , elektronların yüksek voltajın deşarjında üretilmesi dışında aynıdır. Soğuk katot göstergeleri 10 −2 Torr'dan 10 −9 Torr'a kadar doğrudur. 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 olduğundan, doğru ölçüm için iyonizasyon göstergesi ile birlikte bir kütle spektrometresi kullanılmalıdır.
Sıcak katot
Bir sıcak katot iyonizasyon ölçer , esas olarak, bir triyot olarak birlikte hareket eden üç elektrottan oluşur ; burada, katot , filamenttir. Üç elektrot, bir toplayıcı veya plaka, bir filaman ve bir ızgaradır . Kollektör akımı, bir elektrometre ile pikamper cinsinden ölçülür . Şebeke voltajı, isteğe bağlı bir elektron bombardımanı özelliği olmadığı sürece , yaklaşık 565 voltluk yüksek bir potansiyele sahip olabilen şebekeyi ısıtarak, 180-210 volt DC'de şebeke voltajı ise, genellikle 30 voltluk bir potansiyeldedir .
En yaygın iyon ölçer, ızgaranın içinde küçük bir iyon toplayıcı bulunan sıcak katotlu Bayard-Alpert göstergesidir . Vakuma açılan bir cam zarf elektrotları çevreleyebilir, ancak genellikle çıplak ölçü doğrudan vakum bölmesine yerleştirilir, pimler bölmenin 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 bir çift iyon ve bir elektron oluşturmak için gaz halindeki bir molekülle çarpışır ( elektron iyonizasyonu ). Bu iyonların sayısı , filamentten yayılan elektron akımı ile çarpılan gaz halindeki 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 ölçüm aralığını 10 −8 Torr ve Bayard – Alpert yaklaşık 10 −10 Torr ile sınırlar. 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 şunlara aktarılabilir:
- Faraday kupası
- Faraday kupalı mikro kanallı plaka dedektörü
- Faraday kupalı dört kutuplu kütle analizörü
- Mikro kanallı plaka dedektörlü ve Faraday kabına sahip dört kutuplu kütle analizörü
- İyon merceği ve hızlanma voltajı ve püskürtme tabancası oluşturmak için bir hedefe yönlendirildi . Bu durumda bir valf gazı ızgara kafesine sokar.
Soğuk katot
Soğuk katot iyonizasyon göstergelerinin iki alt tipi vardır : Penning ölçer ( Frans Michel Penning tarafından icat edildi ) ve Redhead göstergesi olarak da adlandırılan ters çevrilmiş magnetron . İkisi arasındaki en büyük fark, anodun katoda göre konumudur . İkisinin de bir filamenti yoktur ve her birinin çalışması için yaklaşık 4 kV'luk bir DC potansiyeli gerekebilir . Tersine çevrilmiş magnetronlar 1 × 10 −12 Torr'a kadar ölçüm yapabilir .
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, uygun iyon çiftleri her yerde kozmik radyasyon tarafından oluşturulur; Bir Penning göstergesinde, bir deşarj yolunun kurulumunu kolaylaştırmak için tasarım özellikleri kullanılır. Örneğin, bir Penning göstergesinin elektrodu, 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 bir soğuk katot ölçer kullanılması, Gösterge içindeki hassas karbon filmlerin ve parçaların büyümesi, sonuçta göstergenin elektrotlarını kısa devre yapar veya bir deşarj yolunun oluşumunu engeller.
|Fiziksel olaylar||Müzik aleti||Yönetim denklemi||Kısıtlayıcı faktörler||Pratik basınç aralığı||İdeal doğruluk||Tepki Süresi|
|Mekanik||Sıvı kolon manometresi||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 −4 ile 5⋅10 −2 mbar arasında okunan değerin ±% 10'u|
|Ulaşım||Dönen rotor ( sürükle )||10 −1 ila 10 −7 mbar|| 10 −7 ve 10 −2 mbar
arasında okumanın ±% 2,5'i


10 2 ile 1 mbar arasında% 2,5 ila 13,5
|Ulaşım||Pirani ( Wheatstone köprüsü )||Termal iletkenlik|| 1000 ila 10 −3 mbar (sabit sıcaklık)


10 ila 10 −3 mbar (sabit voltaj)
|10 −2 ile 10 mbar arasında okumanın ±% 6'sı||Hızlı|
|Ulaşım||Termokupl ( Seebeck etkisi )||Termal iletkenlik||5 ila 10 −3 mbar||10 −2 ile 1 mbar arasında okunan değerin ±% 10'u|
|İyonlaşma||Soğuk katot (Penning)||İyonlaşma verimi||10 2 ila 10 −7 mbar||+% 100 ila -% 50 okuma|
|İyonlaşma||Sıcak katot (termiyonik emisyonla indüklenen iyonizasyon)||Düşük akım ölçümü; parazitik x-ışını emisyonu||10 3 ila 10 −10 mbar|| 10 −7 ile 10 −4 mbar
arasında ±% 10


10 −3 ve 10 −9 mbar'da ±% 20 10 −10 mbar'da ±% 100
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, havada bir mikrofon ve suda bir hidrofon kullanılarak ölçülebilir . Etkili ses basıncı, belirli bir zaman aralığı boyunca anlık ses basıncının ortalama kök karesidir . Ses basınçları normalde küçüktür ve genellikle mikrobar birimleriyle ifade edilir.
- basınç sensörlerinin frekans tepkisi
- rezonans
Kalibrasyon ve standartlar
American Society of Mechanical Engineers (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 destekleyen basınç değerlerinin doğru belirlenmesi için talimatlar ve rehberlik sağlar. Uygulanacak yöntemin, aletlerin, gerekli hesaplamaların ve düzeltmelerin seçimi, ölçümün amacına, izin verilen belirsizliğe ve test edilen ekipmanın özelliklerine bağlıdır.
Basınç ölçümü için yöntemler ve veri aktarımı için kullanılan protokoller de sağlanır. Enstrümantasyonu kurmak ve ölçümün belirsizliğini belirlemek için rehberlik verilmektedir. Enstrüman tipi, tasarımı, uygulanabilir basınç aralığı, doğruluk, çıktı ve göreceli maliyetle ilgili bilgiler sağlanır. Piston göstergeleri, manometreler ve düşük mutlak basınç (vakum) cihazları gibi saha ortamlarında kullanılan basınç ölçüm cihazları hakkında da bilgi sağlanır.
Bu yöntemler, yayınlanmış enstrümantasyon özellikleri ile 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 kullanımında rehberlik sağlar.
Tarih
Blaise Pascal tarafından icat edildi . Pascal olarak bilinen basınç birimi onun adını almıştır.
Avrupa (CEN) Standardı
- EN 472: Basınç göstergesi - Kelime bilgisi.
- EN 837-1: Basınç ölçerler. Bourdon tüp basınç göstergeleri. Boyutlar, metroloji, gereksinimler ve testler.
- 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.
ABD ASME Standartları
- 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. 28 Aralık 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF) .
|Wikimedia Commons, Basınç ölçer ile ilgili medyaya sahiptir .|
|Wikisource , 1911 Encyclopædia Britannica makalesinin Manometre metnine sahiptir .|