Чувствительные элементы деформационных манометров

К упругим чувствительным элементам приборов относятся: трубчатые пружины, сильфоны, плоские и гофрированные, мембраны, мембранные коробки, вялые мембраны с жестким центром (рис, 1.15).

Трубчатая пружина представляет собой согнутую по дуге окружности трубку, имеющую в сечении овальную форму (рис.1.15а), причем большая ось овала нормальна плоскости оси трубки. Один из концов трубки запаян, а измеряемое давление передается внутрь трубки через второй открытый ее конец. Под действием давления овальное сечение трубки деформируется: большая ось овала умень­шается, а малая увеличивается. При такой деформации каждого се­чения длина внешних волокон АВ материала трубки увеличивается, а внутренних СD - уменьшается: возникают напряжения (на волок­нах AB - растягивающие, на СD - сжимающие), которые приводят к появлению момента М , разгибающего трубку.

Сильфон - это тонкостенная трубка с поперечными кольцевыми гофрами на боковой стенке, (рис,1.156). Его жесткость зависит от материала, наружного и внутреннего диаметров, толщины стенки . заготовки, радиуса закругления гофр r , угла их уплотнения, числа гофр.

Мембраны (см.рис. 1.15 в, г, д, е) бывают плоскими и гофриро­ванными. Под действием разности давлений центр мембраны (рабочая точка) перемещается. Рабочая точка чувствительного элемента связана со стрелкой прибора при помощи передаточного механизма. Точка перемещается пропорционально измеряемому давлению р.

У плоской мембраны рабочая течка перемещается не пропорционально измеряемому давлению. В этом случае говорят, что мембрана имеет нелинейную характеристику. Такую мембрану из-за малых перемещений рабочей точки применяют для преобразования давления в силу или поверхностные деформации (тензопреобразователи).

Для улучшения статической характеристики используют гофри­рованные мембраны и мембранные коробки. Профили мембран могут быть пильчатыми, трапецеидальными и синусоидальными.

Жесткость коробки вдвое ниже жесткости каждой из мембран. В гифманометрах используются мембранные блоки, включающие две короб­ки и более.

В напорометрах и тягомерах применяются так называемые вялые мембраны, изготовленные из бензомаслостойких прорезиненных тканей. В центре мембраны крепятся металлические пластины, в одну из которых упирается винтовая пружина. Таким образом жесткость мембраны, а значит ее чувствительность, можно изменять. Чем меньше жесткость, тем больше чувствительность элемента.

Упругие свойства материалов чувствительных элементов зави­сят от температуры. Это определяет необходимость защиты прибо­ров от воздействия высоких температур измеряемой среды, С тече­нием времени у упругих чувствительных элементов накапливаются пластические деформации и уменьшаются упругие. Все это приводит к снижению крутизны статической характеристики прибора и ее сме­щению, а следовательно, к увеличению погрешности измерения.