Методы и средства измерений, испытаний и контроля. Никитин В.А - 218 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

(
)
,1
0
tPP
t
β
+
=
(14.35)
где
0
P и
t
P -давление газа при температурах 0 и t, °С;
β
- термический коэффициент давления газа, равный 1/273,15 или
0,00366 К-
1
.
Теоретически линейная связь между
Р
t
и t в соответствии с (14.35)
строго не сохраняется для реальных систем. Это связано с тем, что с
изменением температуры изменяется объем термобаллона и с изменением
давления изменяется объем манометрической пружины, а также происходит
массообмен между термобаллоном и капиллярной трубкой. В то же время эти
изменения незначительны и практически можно считать, что шкалы газовых
манометрических термометров равномерны. Подставляя в (14.35) вместо
Р
t
и t
соответственно
Р
Н
и t
Н
, а также Р
К
и t
К
, после несложных преобразований
получим выражение (14.36) для величины рабочего давления газового
манометрического термометра /8/
(
)
,
1
H
HK
HHK
t
tt
PPPP
β
β
+
==
(14.36)
где
Рн и Рк - давления в термосистеме, соответствующие начальному t
H
и конечному
t
R
значениям температуры по шкале прибора.
Начальное давление заполнения системы
Рн для заданного диапазона
измерения температур может быть рассчитано из (14.36) при известном
рабочем давлении манометрической пружины. Значение
Рн в зависимости от
диапазона шкалы прибора может быть различным примерно в пределах от 1 до
3 МПа. Чем больше
Рн, тем больше
P
и тем меньше влияние
барометрического давления на показания прибора. Объем термобаллона
V
T
в
газовых манометрических термометрах не зависит ни от рабочего давления, ни
от пределов измерения температуры. Однако если при измерении температура,
окружающая капилляр и манометрическую пружину, отличается от
температуры при градуировке, то возникает дополнительная погрешность. Для
уменьшения этой погрешности стремятся уменьшить отношение
()
TKП
VVV /
(где Vп и Vк внутренние объемы пружины и капилляра), увеличивая размер
термобаллона. Поэтому для газовых манометрических термометров характерны
большие размеры термобаллонов (диаметр 20-30 мм, а длина 250-500 мм) и, как
следствие этого, их значительная инерционность.
Погрешность от температуры окружающей среды часто компенсируют
путем установки биметаллической пластины 4 (рисунок 14.128 а),
расположенной между манометрической пружиной и указателем. При
измерениях с повышенной точностью и при использовании длинных
капилляров применяют дифференциальную систему, состоящую из основного
манометрического термометра и компенсирующего (без термобаллона),
капилляр которого примыкает к капилляру основного термометра. Таким
                            Pt = P0 (1 + βt ),                      (14.35)

       где P0 и Pt -давление газа при температурах 0 и t, °С;
            β - термический коэффициент давления газа, равный 1/273,15 или
               0,00366 К-1.
       Теоретически линейная связь между Рt и t в соответствии с (14.35)
строго не сохраняется для реальных систем. Это связано с тем, что с
изменением температуры изменяется объем термобаллона и с изменением
давления изменяется объем манометрической пружины, а также происходит
массообмен между термобаллоном и капиллярной трубкой. В то же время эти
изменения незначительны и практически можно считать, что шкалы газовых
манометрических термометров равномерны. Подставляя в (14.35) вместо Рt и t
соответственно РН и tН, а также РК и tК, после несложных преобразований
получим выражение (14.36) для величины рабочего давления газового
манометрического термометра /8/

                                            β (t K − t H )
                       ∆P = PK − PH = PH                   ,        (14.36)
                                             1 + βt H

       где Рн и Рк - давления в термосистеме, соответствующие начальному tH
                     и конечному tR значениям температуры по шкале прибора.
        Начальное давление заполнения системы Рн для заданного диапазона
измерения температур может быть рассчитано из (14.36) при известном
рабочем давлении манометрической пружины. Значение Рн в зависимости от
диапазона шкалы прибора может быть различным примерно в пределах от 1 до
3 МПа. Чем больше Рн, тем больше ∆P и тем меньше влияние
барометрического давления на показания прибора. Объем термобаллона VT в
газовых манометрических термометрах не зависит ни от рабочего давления, ни
от пределов измерения температуры. Однако если при измерении температура,
окружающая капилляр и манометрическую пружину, отличается от
температуры при градуировке, то возникает дополнительная погрешность. Для
уменьшения этой погрешности стремятся уменьшить отношение (V П − V K ) / VT
(где Vп и Vк — внутренние объемы пружины и капилляра), увеличивая размер
термобаллона. Поэтому для газовых манометрических термометров характерны
большие размеры термобаллонов (диаметр 20-30 мм, а длина 250-500 мм) и, как
следствие этого, их значительная инерционность.
       Погрешность от температуры окружающей среды часто компенсируют
путем установки биметаллической пластины 4 (рисунок 14.128 а),
расположенной между манометрической пружиной и указателем. При
измерениях с повышенной точностью и при использовании длинных
капилляров применяют дифференциальную систему, состоящую из основного
манометрического термометра и компенсирующего (без термобаллона),
капилляр которого примыкает к капилляру основного термометра. Таким