Druck-Maß

Viele Techniken sind für das Maß des Drucks und Vakuums entwickelt worden. Instrumente haben gepflegt zu messen Druck werden Druckmesser oder Vakuummaße genannt.

Ein Manometer konnte sich auch auf ein Druck-Messgerät beziehen, das gewöhnlich auf den Messdruck in der Nähe vom atmosphärischen beschränkt ist. Der Begriff Manometer wird häufig gebraucht, um spezifisch auf die flüssige Säule hydrostatische Instrumente zu verweisen.

Ein Vakuummaß wird verwendet, um den Druck in einem Vakuum zu messen —, der weiter in zwei Unterkategorien, hohes und niedriges Vakuum (und manchmal Ultrahochvakuum) geteilt wird. Die anwendbare Druck-Reihe von vielen der Techniken, die verwendet sind, um Vakua zu messen, hat ein Übergreifen. Folglich, durch das Kombinieren mehrerer verschiedener Typen des Maßes, ist es möglich, Systemdruck unaufhörlich von 10 mbar unten zu 10 mbar zu messen.

Absolut, Maß und Differenzialdruck - Nullverweisung

Tägliche Druck-Maße, solcher bezüglich des Reifenluftdrucks, werden gewöhnlich hinsichtlich des umgebenden Luftdruckes gemacht. In anderen Fällen werden Maße hinsichtlich eines Vakuums oder zu einer anderen Ad-Hoc-Verweisung gemacht. Wenn man zwischen diesen Nullverweisungen unterscheidet, werden die folgenden Begriffe gebraucht:

  • Absoluter Druck wird gegen ein vollkommenes Vakuum mit der Null Verweise angebracht, so ist es gleich, um Druck plus der atmosphärische Druck zu messen.
  • Maß-Druck wird gegen den umgebenden Luftdruck mit der Null Verweise angebracht, so ist es dem absoluten Druck minus der atmosphärische Druck gleich. Negative Zeichen werden gewöhnlich weggelassen.
  • Differenzialdruck ist der Unterschied im Druck zwischen zwei Punkten.

Die Nullverweisung im Gebrauch wird gewöhnlich durch den Zusammenhang einbezogen, und diese Wörter werden nur hinzugefügt, wenn Erläuterung erforderlich ist. Reifenluftdruck und Blutdruck sind Maß-Druck durch die Tagung, während atmosphärischer Druck, tiefer Vakuumdruck und Höhenmesser-Druck absolut sein müssen. Differenzialdruck wird in Industrieprozess-Systemen allgemein verwendet. Differenzialdruckmesser haben zwei Einlasshäfen, jeder, der mit einem der Volumina verbunden ist, deren Druck kontrolliert werden soll. Tatsächlich führt solch ein Maß die mathematische Operation der Subtraktion durch mechanische Mittel durch, das Bedürfnis nach einem Maschinenbediener oder Regelsystem begegnend, um zwei getrennte Maße zu beobachten und den Unterschied in Lesungen zu bestimmen. Mäßigen Sie sich Vakuumdruck ist häufig zweideutig, weil sie absoluten Druck vertreten oder Druck ohne ein negatives Zeichen messen können. So ist ein Vakuum von 26 InHg-Maß zu einem absoluten Druck von 30 inHg (typischer atmosphärischer Druck)  26 inHg = 4 inHg gleichwertig.

Atmosphärischer Druck ist normalerweise ungefähr 100 kPa auf Meereshöhe, aber ist mit der Höhe und dem Wetter variabel. Wenn der absolute Druck einer Flüssigkeit unveränderlich bleibt, wird sich der Maß-Druck derselben Flüssigkeit ändern, wie sich atmosphärischer Druck ändert. Zum Beispiel, wenn ein Auto einen Berg (atmosphärische Luftdruck-Abnahmen), (Maß) in die Höhe treibt, steigt Reifenluftdruck. Einige Vergleichswerte des atmosphärischen Drucks wie 101.325 kPa oder 100 kPa sind definiert worden, und einige Instrumente verwenden einen dieser Vergleichswerte als eine unveränderliche Nullverweisung statt des wirklichen variablen umgebenden Luftdruckes. Das verschlechtert die Genauigkeit dieser Instrumente, besonders wenn verwendet, an hohen Höhen.

Der Gebrauch der Atmosphäre als Verweisung wird gewöhnlich durch (g) nach der Druck-Einheit z.B 30 psi g bedeutet, was bedeutet, dass der gemessene Druck der Gesamtdruck minus der atmosphärische Druck ist. Es gibt zwei Typen des Maß-Bezugsdrucks: abreagiertes Maß (vg) und gesiegeltes Maß (sg).

Ein abreagierter Maß-Druck-Sender erlaubt zum Beispiel dem Außenluftdruck, zur negativen Seite des Druck-Abfragungsdiaphragmas, über ein abreagiertes Kabel oder ein Loch auf der Seite des Geräts ausgestellt zu werden, so dass es immer den auf den umgebenden barometrischen Druck verwiesenen Druck misst. So sollte ein abreagierter Maß-Bezugsdruck-Sensor immer Nulldruck lesen, wenn die Prozess-Druck-Verbindung offen für die Luft gehalten wird.

Eine gesiegelte Maß-Verweisung ist sehr ähnlich, außer dass atmosphärischer Druck auf der negativen Seite des Diaphragmas gesiegelt wird. Das wird gewöhnlich auf Reihen des Hochdrucks wie Hydraulik angenommen, wo atmosphärische Druck-Änderungen eine unwesentliche Wirkung auf die Genauigkeit des Lesens haben werden, so ist das Abreagieren nicht notwendig. Das erlaubt auch einigen Herstellern, sekundäre Druck-Eindämmung als eine Extravorsichtsmaßnahme für die Druck-Ausrüstungssicherheit zur Verfügung zu stellen, wenn der Platzen-Druck des primären Druck-Abfragungsdiaphragmas überschritten wird.

Es gibt eine andere Weise, eine gesiegelte Maß-Verweisung zu schaffen, und das soll ein Hochvakuum auf der Rückseite des Abfragungsdiaphragmas siegeln. Dann wird das Produktionssignal so ausgeglichen der Druck-Sensor liest in der Nähe von der Null, wenn er atmosphärischen Druck misst.

Ein gesiegelter Maß-Bezugsdruck-Wandler wird genau Null-nie lesen, weil sich atmosphärischer Druck immer ändert und die Verweisung in diesem Fall an 1 Bar befestigt wird.

Ein absolutes Druck-Maß ist dasjenige, das auf das absolute Vakuum verwiesen wird. Das beste Beispiel eines absoluten Verweise angebrachten Drucks ist atmosphärischer oder barometrischer Druck.

Um einen absoluten Druck-Sensor zu erzeugen, wird der Hersteller ein Hochvakuum hinter dem Abfragungsdiaphragma siegeln. Wenn die Prozess-Druck-Verbindung eines absoluten Druck-Senders für die Luft offen ist, wird sie den wirklichen barometrischen Druck lesen.

Einheiten

Die SI-Einheit für den Druck ist das Pascal (Pennsylvanien), das Ein-Newton-ProQuadratmeter gleich ist (N · M oder Kg · M · s). Dieser spezielle Name für die Einheit wurde 1971 hinzugefügt; davor wurde der Druck im SI in Einheiten wie N/m ² ausgedrückt. Wenn angezeigt, wird die Nullverweisung in der Parenthese im Anschluss an die Einheit, zum Beispiel 101 kPa (abs) festgesetzt. Das Pfund pro Quadratzoll (psi) ist noch im weit verbreiteten Gebrauch in den Vereinigten Staaten und Kanada namentlich für Autos. Ein Brief wird häufig an der psi Einheit angehangen, um die Nullverweisung des Maßes anzuzeigen; psia für das Absolute, psig für das Maß, psid für das Differenzial, obwohl diese Praxis durch den NIST entmutigt wird.

Weil Druck einmal durch seine Fähigkeit allgemein gemessen wurde, eine Säule von Flüssigkeit in einem Manometer zu versetzen, wird Druck häufig als eine Tiefe einer besonderen Flüssigkeit (z.B Zoll Wasser) ausgedrückt. Die allgemeinsten Wahlen sind Quecksilber (Hg) und Wasser; Wasser ist nichttoxisch und sogleich verfügbar, während die Dichte von Quecksilber eine kürzere Säule (und so ein kleineres Manometer) berücksichtigt, um einen gegebenen Druck zu messen.

Flüssige Dichte und lokaler Ernst können sich von einem Lesen bis einen anderen abhängig von lokalen Faktoren ändern, so definiert die Höhe einer flüssigen Säule Druck genau nicht. Wenn 'Millimeter von 'oder' Quecksilberzoll Quecksilber' heute angesetzt werden, basieren diese Einheiten auf einer physischen Säule von Quecksilber nicht; eher sind ihnen genaue Definitionen gegeben worden, die in Bezug auf SI-Einheiten ausgedrückt werden können. Die wasserbasierten Einheiten nehmen gewöhnlich eine der älteren Definitionen des Kilogramms als das Gewicht eines Liters Wasser an.

Obwohl nicht mehr nicht bevorzugt, durch Maß-Experten wird auf diese manometrischen Einheiten noch in vielen Feldern gestoßen. Blutdruck wird in Millimetern Quecksilber im grössten Teil der Welt gemessen, und der Lungendruck in Zentimeter Wasser ist noch üblich. Erdgas-Rohrleitungsdruck wird in Zoll Wasser gemessen, hat als '"WC' ('Wassersäule') ausgedrückt. Sporttaucher verwenden häufig eine manometrische Faustregel: Der durch Zehn-Meter-Tiefe von Wasser ausgeübte Druck ist einer Atmosphäre ungefähr gleich. In Vakuumsystemen werden die Einheiten torr, der Mikrometer Quecksilber (Mikron) und Zoll Quecksilber (inHg) meistens verwendet. Torr und Mikron zeigen gewöhnlich einen absoluten Druck an, während inHg gewöhnlich einen Maß-Druck anzeigt.

Atmosphärischer Druck wird gewöhnlich mit kilopascal (kPa), oder Atmosphären (atm) festgesetzt, außer in der amerikanischen Meteorologie, wo der hectopascal (hPa) und das Millibar (mbar) bevorzugt werden. In der amerikanischen und kanadischen Technik wird Betonung häufig im Schläfchen gemessen. Bemerken Sie, dass Betonung nicht ein wahrer Druck ist, da es nicht Skalar ist. Im cgs System war die Einheit des Drucks der barye (ba), gleich 1 dyn · Cm. Im mts System war die Einheit des Drucks der pieze, der 1 sthene pro Quadratmeter gleich ist.

Viele andere hybride Einheiten werden wie mmHg/cm ² oder grams-force/cm ² (manchmal als Kg/Cm ² und g/mol2 verwendet, ohne die Kraft-Einheiten richtig zu identifizieren). Mit dem Namenkilogramm, dem Gramm, der Kilogramm-Kraft oder der Gramm-Kraft (oder ihre Symbole) weil wird eine Einheit der Kraft im SI verboten; die Einheit der Kraft im SI ist das Newton (N).

Statischer und dynamischer Druck

Statischer Druck ist in allen Richtungen gleichförmig, so sind Druck-Maße der Richtung in einer unbeweglichen (statischen) Flüssigkeit unabhängig. Fluss wendet jedoch zusätzlichen Druck auf die Oberflächensenkrechte zur Fluss-Richtung an, während er wenig Einfluss auf Oberflächenparallele zur Fluss-Richtung hat. Dieser Richtungsbestandteil des Drucks in einer bewegenden (dynamischen) Flüssigkeit wird dynamischen Druck genannt. Ein Instrument, das der Fluss-Richtung gegenübersteht, misst die Summe des statischen und dynamischen Drucks; dieses Maß wird den Gesamtdruck oder Stagnationsdruck genannt. Da in dynamischem Druck zum statischen Druck Verweise angebracht wird, ist es weder Maß noch absolut; es ist ein Differenzialdruck.

Während statischer Maß-Druck von primärer Wichtigkeit zur Bestimmung von Nettolasten auf Pfeife-Wänden ist, wird dynamischer Druck verwendet, um Durchflüsse und Eigengeschwindigkeit zu messen. Dynamischer Druck kann durch die Einnahme des Differenzialdrucks zwischen Instrument-Parallele und Senkrechte zum Fluss gemessen werden. Pitot-statische Tuben, führen Sie zum Beispiel dieses Maß auf Flugzeugen durch, um Eigengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Anwesenheit des Messgeräts handelt unvermeidlich, um Fluss abzulenken und Turbulenz zu schaffen, so ist seine Gestalt zur Genauigkeit kritisch und die Eichkurven häufig nichtlinear sind.

Anwendungen

Instrumente

Viele Instrumente sind erfunden worden, um Druck, mit verschiedenen Vorteilen und Nachteilen zu messen. Druck-Reihe, Empfindlichkeit, dynamische Antwort und Kosten ändern sich alle durch mehrere Größenordnungen von einem Instrument-Design bis das folgende. Der älteste Typ ist die flüssige Säule (eine vertikale Tube, die mit Quecksilber gefüllt ist) Manometer, das von Evangelista Torricelli 1643 erfunden ist.

Die U-Tube wurde von Christian Huygens 1661 erfunden.

Hydrostatisch

Hydrostatische Maße (wie das Quecksilbersäulenmanometer) vergleichen Druck zur hydrostatischen Kraft pro Einheitsgebiet an der Basis einer Säule von Flüssigkeit. Hydrostatische Maß-Maße sind des Typs von Benzin unabhängig, das wird misst und können entworfen werden, um eine sehr geradlinige Kalibrierung zu haben. Sie haben schlechte dynamische Antwort.

Kolben

Kolbentyp-Maße gleichen den Druck einer Flüssigkeit mit einem Frühling (zum Beispiel Reifenluftdruck-Maße der verhältnismäßig niedrigen Genauigkeit) oder ein festes Gewicht aus, in welchem Fall es als ein Eigengewicht-Prüfer bekannt ist und für die Kalibrierung anderer Maße verwendet werden kann.

Flüssige Säule

Flüssige Säulenmaße bestehen aus einer vertikalen Säule von Flüssigkeit in einer Tube, die Enden hat, die zum verschiedenen Druck ausgestellt werden. Die Säule wird sich erheben oder fallen, bis sein Gewicht im Gleichgewicht mit dem Druck-Differenzial zwischen den zwei Enden der Tube ist. Eine sehr einfache Version ist eine U-förmige Tube, die von Flüssigkeit halb voll ist, deren eine Seite mit dem Gebiet von Interesse verbunden wird, während der Bezugsdruck (der der atmosphärische Druck oder ein Vakuum sein könnte) auf den anderen angewandt wird. Der Unterschied im flüssigen Niveau vertritt den angewandten Druck. Der Druck, der durch eine Säule von Flüssigkeit der Höhe h und Dichte ρ ausgeübt ist, wird durch die hydrostatische Druck-Gleichung, P = hgρ gegeben. Deshalb kann der Druck-Unterschied zwischen dem angewandten Druck P und dem Bezugsdruck P in einem U-Tube-Manometer durch das Lösen gefunden werden. Mit anderen Worten muss der Druck auf jedes Ende der Flüssigkeit (gezeigt im Blau in der Zahl nach rechts) erwogen werden (da die Flüssigkeit statisch ist), und so. Wenn die Flüssigkeit, die wird misst, bedeutsam dicht ist, hydrostatische Korrekturen für die Höhe zwischen der bewegenden Oberfläche des Manometers Arbeitsflüssigkeit und der Position können ausgebessert werden müssen, wo das Druck-Maß gewünscht wird außer, wenn das Messen des Differenzialdrucks einer Flüssigkeit (zum Beispiel über einen Öffnungsteller oder venturi), in welchem Fall die Dichte ρ durch das Abziehen der Dichte der Flüssigkeit korrigiert werden sollte, die wird misst.

Obwohl jede Flüssigkeit verwendet werden kann, wird Quecksilber für seine hohe Speicherdichte (13.534 g/cm) und niedriger Dampf-Druck bevorzugt. Für Tiefdruck-Unterschiede ganz über dem Dampf-Druck von Wasser wird Wasser allgemein verwendet (und "Zoll Wasser" ist eine allgemeine Druck-Einheit). Druckmesser der flüssigen Säule sind des Typs von Benzin unabhängig, das wird misst, und haben eine hoch geradlinige Kalibrierung. Sie haben schlechte dynamische Antwort. Wenn sie Vakuum misst, kann die Arbeitsflüssigkeit verdampfen und das Vakuum verseuchen, wenn sein Dampf-Druck zu hoch ist. Wenn sie flüssigen Druck misst, kann eine Schleife, die mit Benzin oder einer leichten Flüssigkeit gefüllt ist, die Flüssigkeiten isolieren, um sie davon abzuhalten, sich zu vermischen, aber das kann zum Beispiel unnötig sein, wenn Quecksilber als die Manometer-Flüssigkeit verwendet wird, um Differenzialdruck einer Flüssigkeit wie Wasser zu messen. Einfache hydrostatische Maße können Druck im Intervall von einigen Torr (einige 100 Papa) zu einigen Atmosphären messen. (Etwa 1,000,000 Papa)

Ein Manometer der flüssigen Säule des einzelnen Gliedes hat ein größeres Reservoir statt einer Seite der U-Tube und hat eine Skala neben der schmaleren Säule. Die Säule kann dazu neigen, weiter die flüssige Bewegung zu verstärken. Gestützt auf dem Gebrauch und der Struktur im Anschluss an den Typ von Manometern werden verwendet

  1. Einfaches Manometer
  2. Mikromanometer
  3. Differenzialmanometer
  4. Umgekehrtes Differenzialmanometer

Maß von McLeod

Ein Maß von McLeod isoliert eine Probe von Benzin und presst es in einem modifizierten Quecksilbermanometer zusammen, bis der Druck einige mmHg ist. Das Benzin muss während seiner Kompression wohl erzogen sein (es muss sich, zum Beispiel nicht verdichten). Die Technik ist langsam und zur dauernden Überwachung unpassend, aber ist zur guten Genauigkeit fähig.

:Useful-Reihe: über 10 torr (ungefähr 10 Papa) nicht weniger als 10 Torr (0.1 mPa),

0.1 mPa ist das niedrigste direkte Maß des Drucks, der mit der aktuellen Technologie möglich ist. Andere Vakuummaße können niedrigeren Druck, aber nur indirekt durch das Maß anderer Druck-kontrollierter Eigenschaften messen. Diese indirekten Maße müssen zu SI-Einheiten über ein direktes Maß, meistens ein Maß von McLeod kalibriert werden.

Aneroidbarometer

Barometrische Maße basieren auf einem metallischen Druck-Abfragungselement, das elastisch unter der Wirkung eines Druck-Unterschieds über das Element beugt." Aneroidbarometer" bedeutet "ohne Flüssigkeit," und der Begriff hat ursprünglich diese Maße von den hydrostatischen Maßen unterschieden, die oben beschrieben sind. Jedoch können barometrische Maße verwendet werden, um den Druck einer Flüssigkeit sowie eines Benzins zu messen, und sie sind nicht der einzige Typ des Maßes, das ohne Flüssigkeit funktionieren kann. Deshalb werden sie häufig mechanische Maße auf der modernen Sprache genannt. Barometrische Maße sind vom Typ von Benzin nicht abhängig, das, verschieden vom thermischen und den Ionisationsmaßen wird misst, und werden mit geringerer Wahrscheinlichkeit das System verseuchen als hydrostatische Maße. Das Druck-Abfragungselement kann eine Tube von Bourdon, ein Diaphragma, eine Kapsel oder eine Reihe von Gebläsen sein, die Gestalt als Antwort auf den Druck des fraglichen Gebiets ändern werden. Die Ablenkung des Druck-Abfragungselements kann durch eine Verbindung gelesen werden, die mit einer Nadel verbunden ist, oder es kann durch einen sekundären Wandler gelesen werden. Die allgemeinsten sekundären Wandler in modernen Vakuummaßen messen eine Änderung in der Kapazität wegen der mechanischen Ablenkung. Maße, die sich auf eine Änderung in der Kapazität verlassen, werden häufig Maße von Baratron genannt.

Bourdon

Der Druckmesser von Bourdon verwendet den Grundsatz, dass eine glatt gemachte Tube dazu neigt sich zu ändern, um gerade gemacht zu werden, oder größerer kreisförmiger Querschnitt, wenn unter Druck gesetzt. Obwohl diese Änderung im Querschnitt kaum bemerkenswert sein kann, und so gemäßigte Betonungen innerhalb der elastischen Reihe von leicht bearbeitungsfähigen Materialien einschließend, wird die Beanspruchung des Materials der Tube durch das Formen der Tube in eine C-Gestalt oder sogar eine Spirale, solch vergrößert, dass die komplette Tube dazu neigt, in Ordnung zu bringen oder sich elastisch abzuwickeln, weil es unter Druck gesetzt wird. Eugene Bourdon hat sein Maß in Frankreich 1849 patentiert, und es wurde wegen seiner höheren Empfindlichkeit, Linearität und Genauigkeit weit angenommen; Edward Ashcroft hat die amerikanischen offenen Rechte von Bourdon 1852 gekauft und ist ein Haupthersteller von Maßen geworden. Auch 1849, Bernard Schaeffer in Magdeburg, hat Deutschland ein erfolgreiches Diaphragma (sieh unten) Druckmesser, der, zusammen mit dem Maß von Bourdon, revolutionierten Druck-Maß in der Industrie patentiert. Aber 1875 nachdem die Patente von Bourdon, seine Gesellschaft abgelaufen sind, haben Schaeffer und Budenberg auch Tube-Maße von Bourdon verfertigt.

In der Praxis wird eine glatt gemachte dünnwandige, Tube des geschlossenen Endes am hohlen Ende zu einer festen Pfeife verbunden, die den flüssigen zu messenden Druck enthält. Als der Druck, die geschlossenen Endbewegungen in einem Kreisbogen zunimmt, und diese Bewegung in die Folge (Segment von a) Zahnrad durch ein Bindeglied umgewandelt wird, das gewöhnlich regulierbar ist. Ein Antriebsrad-Zahnrad des kleinen Diameters ist auf der Zeigestock-Welle, so wird die Bewegung weiter durch das Übersetzungsverhältnis vergrößert. Die Positionierung der Anzeigekarte hinter dem Zeigestock, der anfänglichen Zeigestock-Welle-Position, der Verbindungslänge und anfänglichen Position, stellen alle Mittel zur Verfügung, den Zeigestock zu kalibrieren, um die gewünschte Reihe des Drucks für Schwankungen im Verhalten der Tube von Bourdon selbst anzuzeigen. Differenzialdruck kann durch Maße gemessen werden, die zwei verschiedene Tuben von Bourdon mit in Verbindung stehenden Verbindungen enthalten.

Tuben von Bourdon messen Maß-Druck hinsichtlich des umgebenden atmosphärischen Drucks im Vergleich mit dem absoluten Druck; Vakuum wird als eine Rückwärtsbewegung gefühlt. Einige barometrische Barometer verwenden Tuben von Bourdon, die an beiden Enden geschlossen sind (aber die meisten Gebrauch-Diaphragmen oder Kapseln, sieh unten). Wenn der gemessene Druck, solcher als schnell pulsiert, wenn das Maß in der Nähe von einer sich revanchierenden Pumpe ist, wird eine Beschränkung in der in Verbindung stehenden Pfeife oft verwendet, um unnötiges Tragen auf den Getrieben zu vermeiden und ein durchschnittliches Lesen zur Verfügung zu stellen; wenn das ganze Maß dem mechanischen Vibrieren unterworfen ist, kann der komplette Fall einschließlich des Zeigestocks und der Anzeigekarte mit einem Öl oder Glycerin gefüllt werden. Das Klopfen auf dem Gesicht des Maßes wird nicht empfohlen, weil es dazu neigen wird, wirkliche durch das Maß am Anfang präsentierte Lesungen zu fälschen. Die Bourdon Tube ist vom Gesicht des Maßes getrennt und hat so keine Wirkung auf das wirkliche Lesen des Drucks. Typische moderne Qualitätsmaße stellen eine Genauigkeit von ±2 % der Spanne zur Verfügung, und ein spezielles Maß der hohen Präzision kann so genau sein wie 0.1 % der vollen Skala.

In den folgenden Illustrationen ist das durchsichtige Deckel-Gesicht des geschilderten Kombinationsdrucks und Vakuummaßes entfernt worden, und der Mechanismus vom Fall entfernt. Dieses besondere Maß ist ein Kombinationsvakuum und für die Automobildiagnose verwendeter Druckmesser:

  • die linke Seite des Gesichtes, das verwendet ist, um mannigfaltiges Vakuum zu messen, wird in Zentimeter Quecksilber auf seiner inneren Skala und Zoll Quecksilber auf seiner Außenskala kalibriert.
  • der richtige Teil des Gesichtes wird verwendet, um Kraftstoffpumpe-Druck zu messen, und wird in Bruchteilen von 1 kgf/cm ² auf seiner inneren Skala und Pfunden pro Quadratzoll auf seiner Außenskala kalibriert.
Mechanische Details

Stationäre Teile:

  • A: Empfänger-Block. Das schließt sich der Einlasspfeife mit dem festen Ende der Tube von Bourdon (1) an und sichert den Fahrgestell-Teller (B). Die zwei Löcher erhalten Schrauben, die den Fall sichern.
  • B: Fahrgestell-Teller. Die Gesichtskarte wird dem beigefügt. Es enthält tragende Löcher für die Achsen.
  • C: Sekundärer Fahrgestell-Teller. Es unterstützt die Außenenden der Achsen.
  • D: Posten, um sich anzuschließen, und Raum die zwei Fahrgestell-Teller.

Bewegende Teile:

  1. Stationäres Ende der Tube von Bourdon. Das kommuniziert mit der Einlasspfeife durch den Empfänger-Block.
  2. Bewegendes Ende der Tube von Bourdon. Dieses Ende wird gesiegelt.
  3. Türangel und Türangel-Nadel.
  4. Verbindung, die sich Türangel anschließt, befestigt am Hebel (5) mit Nadeln, um gemeinsame Folge zu erlauben.
  5. Hebel. Das ist eine Erweiterung des Sektor-Zahnrades (7).
  6. Sektor-Zahnrad-Achse-Nadel.
  7. Sektor-Zahnrad.
  8. Anzeigenadel-Achse. Das hat ein Sporn-Zahnrad, das das Sektor-Zahnrad (7) verpflichtet und sich durch das Gesicht ausstreckt, um die Anzeigenadel zu steuern. Wegen der kurzen Entfernung zwischen dem Hebel-Arm verbinden Chef und die Türangel-Nadel, und der Unterschied zwischen dem wirksamen Radius des Sektor-Zahnrades und diesem des Sporn-Zahnrades, jede Bewegung der Tube von Bourdon wird außerordentlich verstärkt. Eine kleine Bewegung der Tube läuft auf eine große Bewegung der Anzeigenadel hinaus.
  9. Haarfrühling, um den Zahnrad-Zug vorzuladen, um Zahnrad-Peitsche und magnetische Trägheit zu beseitigen.

Diaphragma

Ein zweiter Typ des barometrischen Maßes verwendet die Ablenkung einer flexiblen Membran, die Gebiete des verschiedenen Drucks trennt. Der Betrag der Ablenkung ist repeatable für den bekannten Druck, so kann der Druck durch das Verwenden der Kalibrierung bestimmt werden. Die Deformierung eines dünnen Diaphragmas ist vom Unterschied im Druck zwischen seinen zwei Gesichtern abhängig. Das Bezugsgesicht kann für die Atmosphäre offen sein, um Maß-Druck zu messen, der für einen zweiten Hafen offen ist, um Differenzialdruck zu messen, oder kann gegen ein Vakuum oder anderen festen Bezugsdruck gesiegelt werden, um absoluten Druck zu messen. Die Deformierung kann mit mechanischen, optischen oder kapazitiven Techniken gemessen werden. Keramische und metallische Diaphragmen werden verwendet.

:Useful-Reihe: über 10 Torr (ungefähr 1 Papa)

Für absolute Maße werden geschweißte Druck-Kapseln mit Diaphragmen häufig auf beiden Seiten verwendet.

Gestalt:

  • Wohnung
  • gewellter
  • glatt gemachte Tube
  • Kapsel

Gebläse

In Maßen, die beabsichtigt sind, um kleinen Druck oder Druck-Unterschiede zu fühlen oder zu verlangen, dass ein absoluter Druck, der Zahnrad-Zug und die Nadel gemessen werden, durch einen beiliegenden und gesiegelten Gebläse-Raum, genannt ein Aneroidbarometer gesteuert werden kann, was "ohne Flüssigkeit" bedeutet. (Frühe Barometer haben eine Säule von Flüssigkeit wie Wasser oder das flüssige durch ein Vakuum aufgehobene Metallquecksilber verwendet.) Diese Gebläse-Konfiguration wird in barometrischen Barometern (Barometer mit einer anzeigenden Nadel und Zifferblatt-Karte), Höhenmesser, Höhe-Aufnahme-Barographe und die Höhe-Telemetrie-Instrumente verwendet, die im Wetterballon radiosondes verwendet sind. Diese Geräte verwenden den gesiegelten Raum als ein Bezugsdruck und werden durch den Außendruck gesteuert. Andere empfindliche Flugzeugsinstrumente wie Luftgeschwindigkeitshinweise und Rate von Aufstieg-Hinweisen (Variometer) haben Verbindungen sowohl zum inneren Teil des barometrischen Raums als auch zu einem Außenumgeben-Raum.

Elektronische Druck-Sensoren

  • Piezoresistive Beanspruchungseichmaß

:Uses die piezoresistive Wirkung der verpfändeten oder gebildeten Beanspruchung misst, um Beanspruchung wegen des angewandten Drucks zu entdecken.

  • Kapazitiver

:Uses ein Diaphragma und Druck-Höhle, um einen variablen Kondensator zu schaffen, um Beanspruchung wegen des angewandten Drucks zu entdecken.

  • Magnetischer

:Measures die Versetzung eines Diaphragmas mittels Änderungen in der Induktanz (Widerwille), LVDT, Saal-Wirkung, oder durch das Wirbel-Strom-Rektor.

  • Piezoelektrischer

:Uses die piezoelektrische Wirkung in bestimmten Materialien wie Quarz, um die Beanspruchung auf den Abfragungsmechanismus wegen des Drucks zu messen.

  • Optischer

:Uses die physische Änderung eines Glasfaserleiters, um Beanspruchung erwarteter angewandter Druck zu entdecken.

  • Potenziometrischer

:Uses die Bewegung eines Scheibenwischers entlang einem widerspenstigen Mechanismus, die durch den angewandten Druck verursachte Beanspruchung zu entdecken.

  • Widerhallender

:Uses die Änderungen in der Resonanzfrequenz in einem Abfragungsmechanismus, Betonung oder Änderungen in der Gasdichte zu messen, die durch den angewandten Druck verursacht ist.

Thermalleitvermögen

Allgemein, als ein echtes Benzin in der Dichte zunimmt - der eine Zunahme im Druck - seine Fähigkeit anzeigen kann, Hitzezunahmen zu führen. In diesem Typ des Maßes wird ein Leitungsglühfaden durch das Laufen des Stroms dadurch geheizt. Ein Thermoelement oder Resistance Temperature Detector (RTD) können dann verwendet werden, um die Temperatur des Glühfadens zu messen. Diese Temperatur ist von der Rate abhängig, an der der Glühfaden Hitze zum Umgebungsbenzin, und deshalb auf dem Thermalleitvermögen verliert. Eine allgemeine Variante ist das Maß von Pirani, das einen einzelnen Platin-Glühfaden sowohl als das erhitzte Element als auch als RTD verwendet. Diese Maße sind von 10 Torr bis 10 Torr genau, aber sie sind zur chemischen Zusammensetzung des Benzins empfindlich, das wird misst.

Zweidraht-

Eine Leitungsrolle wird als eine Heizung verwendet, und der andere wird verwendet, um nahe gelegene Temperatur wegen der Konvektion zu messen.

Pirani (eine Leitung)

Ein Maß von Pirani besteht aus einer Metallleitung, die für den Druck offen ist, der wird misst. Die Leitung wird durch einen Strom geheizt, der dadurch fließt, und durch das Benzin abgekühlt, das es umgibt. Wenn der Gasdruck reduziert wird, wird die kühl werdende Wirkung folglich abnehmen die Gleichgewicht-Temperatur der Leitung wird zunehmen. Der Widerstand der Leitung ist eine Funktion seiner Temperatur: Durch das Messen der Stromspannung über die Leitung und den Strom, der dadurch fließt, kann der Widerstand (und so der Gasdruck) bestimmt werden. Dieser Typ des Maßes wurde von Marcello Pirani erfunden.

Thermoelement-Maße und Thermistor-Maß-Arbeit auf eine ähnliche Weise, außer einem Thermoelement oder thermistor wird verwendet, um die Temperatur der Leitung zu messen.

:Useful-Reihe: 10 - 10 Torr (ungefähr 10 - 1000 Papa)

Ionisationsmaß

Ionisationsmaße sind die empfindlichsten Maße für den sehr niedrigen Druck (auch gekennzeichnet als hart oder Hochvakuum). Sie fühlen Druck indirekt, indem sie die elektrischen erzeugten Ionen messen, wenn das Benzin mit Elektronen bombardiert wird. Weniger Ionen werden durch niedrigeres Dichte-Benzin erzeugt. Die Kalibrierung eines Ion-Maßes ist nicht stabil und von der Natur des Benzins abhängig, das wird misst, der nicht immer bekannt ist. Sie können gegen ein Maß von McLeod kalibriert werden, das viel stabiler und der Gaschemie unabhängig ist.

Thermionische Emission erzeugt Elektronen, die mit Gasatomen kollidieren und positive Ionen erzeugen. Die Ionen werden von einer angemessen voreingenommenen als der Sammler bekannten Elektrode angezogen. Der Strom im Sammler ist zur Rate der Ionisation proportional, die eine Funktion des Drucks im System ist. Folglich gibt das Messen des Sammler-Stroms den Gasdruck. Es gibt mehrere Subtypen des Ionisationsmaßes.

:Useful-Reihe: 10 - 10 torr (ungefähr 10 - 10 Papa)

Die meisten Ion-Maße kommen in zwei Typen: heiße Kathode und kalte Kathode. Ein dritter Typ, der empfindlicher ist und teurer bekannt als ein spinnendes Rotor-Maß, besteht, aber wird hier nicht besprochen. In der heißen Kathode-Version erzeugt ein elektrisch erhitzter Glühfaden einen Elektronbalken. Die Elektronen reisen durch das Maß und ionisieren Gasmoleküle um sie. Die resultierenden Ionen werden an einer negativen Elektrode gesammelt. Der Strom hängt von der Zahl von Ionen ab, die vom Druck im Maß abhängt. Heiße Kathode-Maße sind von 10 Torr bis 10 Torr genau. Der Grundsatz hinter der kalten Kathode-Version ist dasselbe, außer dass Elektronen in der Entladung einer Hochspannung erzeugt werden. Kalte Kathode-Maße sind von 10 Torr bis 10 Torr genau. Ionisationsmaß-Kalibrierung ist zur Baugeometrie, chemischen Zusammensetzung von Benzin sehr empfindlich, das, Korrosion und Oberflächenablagerungen wird misst. Ihre Kalibrierung kann durch die Aktivierung am atmosphärischen Druck oder niedrigen Vakuum ungültig gemacht werden. Die Zusammensetzung von Benzin an hohen Vakua wird gewöhnlich unvorhersehbar sein, so muss ein Massenspektrometer in Verbindung mit dem Ionisationsmaß für das genaue Maß verwendet werden.

Heiße Kathode

Ein Ionisationsmaß der heißen Kathode wird hauptsächlich drei Elektroden zusammengesetzt, die zusammen als eine Triode handeln, worin die Kathode der Glühfaden ist. Die drei Elektroden sind ein Sammler oder Teller, ein Glühfaden und ein Bratrost. Der Sammler-Strom wird in picoamps durch einen electrometer gemessen. Die Glühfaden-Stromspannung, um sich zu gründen, ist gewöhnlich an einem Potenzial von 30 Volt, während die Bratrost-Stromspannung an 180-210-Volt-Gleichstrom, wenn es keine fakultative Elektronbeschießungseigenschaft, durch die Heizung des Bratrostes gibt, der ein hohes Potenzial von etwa 565 Volt haben kann.

Das allgemeinste Ion-Maß ist die heiße Kathode Maß von Bayard-Alpert mit einem kleinen Ion-Sammler innerhalb des Bratrostes. Ein Glasumschlag mit einer Öffnung zum Vakuum kann die Elektroden umgeben, aber gewöhnlich wird das Nackte Maß in den Vakuumraum direkt, die Nadeln eingefügt, die durch einen keramischen Teller in der Wand des Raums füttern werden. Maße der heißen Kathode können beschädigt werden oder ihre Kalibrierung verlieren, wenn sie zum atmosphärischen Druck oder sogar niedrigen Vakuum, während heiß, ausgestellt werden. Die Maße eines Ionisationsmaßes der heißen Kathode sind immer logarithmisch.

Vom Glühfaden ausgestrahlte Elektronen bewegen sich mehrere Male in hin und her Bewegungen um den Bratrost vor dem Endeingehen in den Bratrost. Während dieser Bewegungen kollidieren einige Elektronen mit einem gasartigen Molekül, um ein Paar eines Ions und eines Elektrons (Elektronionisation) zu bilden. Die Zahl dieser Ionen ist zur gasartigen Molekül-Dichte proportional, die mit dem Elektronstrom multipliziert ist, der vom Glühfaden und diesen Ionen Strömen in den Sammler ausgestrahlt ist, um einen Ion-Strom zu bilden. Da die gasartige Molekül-Dichte zum Druck proportional ist, wird der Druck durch das Messen des Ion-Stroms geschätzt.

Die Unterdruckempfindlichkeit von Maßen der heißen Kathode wird durch die fotoelektrische Wirkung beschränkt. Elektronen, die den Bratrost schlagen, erzeugen Röntgenstrahlen, die fotoelektrisches Geräusch im Ion-Sammler erzeugen. Das beschränkt die Reihe von älteren Maßen der heißen Kathode zu 10 Torr und dem Bayard-Alpert zu ungefähr 10 Torr. Zusätzliche Leitungen am Kathode-Potenzial in der Gesichtslinie zwischen dem Ion-Sammler und dem Bratrost verhindern diese Wirkung. Im Förderungstyp werden die Ionen durch eine Leitung, aber durch einen offenen Kegel nicht angezogen. Da die Ionen nicht entscheiden können, welcher Teil des Kegels, zu schlagen, sie das Loch durchführen und einen Ion-Balken bilden. Dieser Ion-Balken kann zu einem verzichtet werden

  • Tasse von Faraday
  • Mikrokanalteller-Entdecker mit der Tasse von Faraday
  • Quadrupol-Masse Analysator mit der Tasse von Faraday
  • Quadrupol-Masse Analysator mit dem Mikrokanalteller-Entdecker Tasse von Faraday
  • Ion-Linse und Beschleunigungsstromspannung und angeordnet an einem Ziel, eine stottern Pistole zu bilden. In diesem Fall lässt eine Klappe Benzin in den Bratrost-Käfig.

Kalte Kathode

Es gibt zwei Subtypen von Ionisationsmaßen der kalten Kathode: das Maß von Penning (erfunden von Frans Michel Penning), und der Umgekehrte magnetron, auch genannt ein Rothaariges Maß. Der Hauptunterschied zwischen den zwei ist die Position der Anode in Bezug auf die Kathode. Keiner hat einen Glühfaden, und jeder kann ein Gleichstrom-Potenzial von ungefähr 4 kV für die Operation verlangen. Umgekehrter magnetrons kann unten zu 1x10 Torr messen.

Ebenfalls können sich Maße der kalten Kathode dagegen sträuben, am sehr niedrigen Druck, darin anzufangen, die nahe Abwesenheit eines Benzins macht es schwierig, einen Elektrode-Strom - insbesondere im Einpferchen von Maßen zu gründen, die ein axial symmetrisches magnetisches Feld verwenden, um Pfad-Längen für Ionen zu schaffen, die von der Ordnung von Metern sind. In umgebender Luft werden passende Ion-Paare durch die Höhenstrahlung allgegenwärtig gebildet; in einem Einpferchen-Maß werden Designeigenschaften verwendet, um die Einstellung eines Entladungspfads zu erleichtern. Zum Beispiel wird die Elektrode eines Einpferchen-Maßes gewöhnlich fein zugespitzt, um die Feldemission von Elektronen zu erleichtern.

Wartungszyklen von kalten Kathode-Maßen werden im Allgemeinen in Jahren, abhängig vom Gastyp und Druck gemessen, in dem sie bedient werden. Das Verwenden eines kalten Kathode-Maßes in Benzin mit wesentlichen organischen Bestandteilen, wie Pumpe-Ölbruchteile, kann auf das Wachstum von feinen Kohlenstoff-Filmen und Scherben innerhalb des Maßes hinauslaufen, dass schließlich, entweder die Elektroden des Maßes zu kurzschließen, oder die Generation eines Entladungspfads behindern.

Kalibrierung

Druckmesser sind - oder indirektes Lesen entweder direkt. Hydrostatische und elastische Maße messen Druck sind direkt unter Einfluss der Kraft, die auf die Oberfläche durch den Ereignis-Partikel-Fluss ausgeübt ist, und werden direkte Lesen-Maße genannt. Thermisch und Ionisation misst gelesenen Druck indirekt durch das Messen eines Gaseigentums, das sich in eine voraussagbare Weise mit der Gasdichte ändert. Indirekte Maße sind gegen mehr Fehler empfindlich als direkte Maße.

  • Eigengewicht-Prüfer
  • McLeod
  • Massenspekulation + Ionisation

Dynamische Übergangsprozesse

Wenn Flüssigkeitsströmungen nicht im Gleichgewicht sind, kann lokaler Druck höher oder niedriger sein als der durchschnittliche Druck in einem Medium. Diese Störungen pflanzen sich von ihrer Quelle als Längsdruck-Schwankungen entlang dem Pfad der Fortpflanzung fort. Das wird auch gesund genannt. Gesunder Druck ist die sofortige lokale Druck-Abweichung vom durchschnittlichen durch eine Schallwelle verursachten Druck. Gesunder Druck kann mit einem Mikrofon in Luft und einem Hydrotelefon in Wasser gemessen werden. Der wirksame gesunde Druck ist die Wurzel Mittelquadrat des sofortigen gesunden Drucks über einen gegebenen Zwischenraum der Zeit. Gesunder Druck ist normalerweise klein und wird häufig in Einheiten der Mikrobar ausgedrückt.

  • Frequenzantwort von Druck-Sensoren
  • Klangfülle

Geschichte

Europäischer (CEN) Standard

  • EN 472: Druckmesser - Vokabular.
  • EN 837-1: Druckmesser. Tube-Druckmesser von Bourdon. Dimensionen, Metrologie, Voraussetzungen und Prüfung.
  • EN 837-2: Druckmesser. Auswahl und Installationsempfehlungen für Druckmesser.
  • EN 837-3: Druckmesser. Diaphragma und Kapseldruckmesser. Dimensionen, Metrologie, Voraussetzungen und Prüfung.

Siehe auch

  • Kraft-Maß
  • Piezometer
  • Vakuumtechnik
  • Eigengewicht-Prüfer
Sphygmomanometer

Links


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