5-маъруза Мавзу: Босим. Босимни ўлчаш ва назорат қилиш. Босим ўлчаш асбобларининг таснифи, тузилиши ва вазифаси

Суюқликли босим ўлчаш асбобларнинг ишлаш принципи ўлчанаётган босимнинг суюқлик устунининг гидростатик босими билан мувозанатлашишига асосланган. Асбоблар турли ишчи суюқликлар, кўпинча симоб, трансформатор мойи, сув ва спирт билан тўлдирилади.
Асбобларда туташ идишлар принципи қўлланади. Уларда ишчи суюқлик сатҳлари улар устидаги босим тенг бўлганда мос тушади, босим тенг бўлмаганда эса, суюқлик сатҳи шундай ҳолатни эгаллайдики, бир идишдаги ортиқча босим бошқа идишдаги суюқликнинг ортиқча устунининг гидростатик босим билан мувозанатлаштирилади. Кўпгина суюқликли манометрлар ишчи суюқликнинг кўринадиган сатҳига эга. Ўша сатҳ бўйича кўрсатишларни бевосита ёзиб олиш мумкин. Шундай суюқликли асбоблар гуруҳи борки, уларда ишчи суюқликнинг сатҳи бевосита кўриниб турмайди. Сатҳнинг ўзгариши қалқовичнинг силжишига ёки бошқа қурилма таснифларининг ўзгаришига олиб келади. Бу таснифлар ё рақамли қурилмалар ёрдамида ўлчанаётган катталикнинг бевосита кўрсатишини, ёки унинг қийматини ўзгартириш ва масофага узатишни таъминлайди.
Суюқликли асбобларнинг баъзи турларини кўриб чиқамиз.
И кки найчали манометр. Босим, сийракланиш ва босимлар фарқини ўлчаш учун сатҳи кўринадиган икки найчали U-симон манометрлардан, вакуумметрлардан ва дифманометрлардан фойдаланилади. Бундай манометрнинг принципиал сxемаси 5.1-расмда тасвирланган. Икки тик туташ найча 1 ва 2 металл ёки ёғоч асос 3 га маҳкамланган бўлиб, унга шкала 4 ўрнатилган.
Агар найчанинг очиқ қисмидаги суюқлик устунининг гидростатик босими иккинчи қисмидаги босим билан мос келса, асбобда суюқлик устуни баландликлари бир ҳил ҳолатда бўлади. Шунга асосланиб, қуйидаги ифодани ёзиш мумкин:
Р_мут·S=P_атм·S+H·S·g(ρ-ρ₁) (5.5)
бу ерда, Р_мут – ўлчанаётган босим, Па;
Р_атм – атмосфера босими, Па;
S - найча кесимининг юзи, м²;
Н – суюқлик сатҳининг (устун узунлигининг) фарқи, м;
ρ – суюқликнинг зичлиги, кг/м³;
ρ₁ – монометрдаги суюқлик устидаги муҳитнинг зичлиги, кг/м³;
g – эркин тушиш тезланиши, м/с².
Демак,
Р_мут=P_атм+H·g(ρ-ρ₁), (5.6)
Р_орт=Р_мут – P_атм = H·g(ρ-ρ₁). (5.7)
Агар манометрдаги суюқлик устида газ бўлса, у ҳолда:
Р_орт = Р_мут – P_атм = H·g·ρ. (5.8)
Суюқлик устуни баландлигини топиш учун икки марта устун баландликларини ҳисоблаб чиқиш (бир тирсакдаги камайишини, иккинчисида эса, кўпайишини) ва уларнинг қийматини қўшиш лозим, яъни
H=h₁+h₂ (5.9)
Босимлар фарқини (ўзгаришини) ўлчашда суюқликли дифференциал икки найчали манометрнинг бир тирсагига (мусбат) катта босим, иккинчи тирсагига эса (манфий) кичик босим берилади. Мусбат ва манфий тирсаклардаги суюқлик сатҳининг фарқи ўлчанаётган босимлар фарқига мутаносиб (∆Р):
∆P=P₁-P₂=H·g(ρ-ρ₁). (5.10)
Манометрларда иш суюқлиги капилляр кучларнинг таъсиридан xалос бўлиш учун ички диаметри 8 ... 10 мм бўлган шиша найчалардан фойдаланилади. Агар ишчи суюқлик сифатида спирт олинса, найчаларнинг диаметрини камайтириш мумкин.
Икки найчали манометрлардаги xатоликлар манбаи маҳаллий эркин тушиш тезланиши г нинг ҳисобий қийматидан четга чиқиши, иш суюқлиги ва ўлчанаётган муҳитнинг зичлиги ρ ҳам ρ₁, h₁ ва h₂ баландликларни ўлчашдаги xатолардан иборат. Уларнинг кўрсатиш xатоси 20 °C ҳароратда 2 мм дан ошмайди. Улар ноагрессив суюқлик ва газларнинг ортиқча босими ва сийракланишини 0...10 кПа чегараларда ўлчаш учун мўлжалланган. Мазкур асбоблардан босимлар фарқини ўлчашда дифманометр сифатида фойдаланиш мумкин.
Тузилишига қараб найчали суюқликли асбобларнинг бир найчали (косали), оғма найчали ва бошқа турлари мавжуд. Бу асбоблар икки найчали асбобнинг бир тури бўлиб, иккинчи найча ўрнига кенг идиш (коса) ишлатилади.
Суюқликли асбоблар лаборатория ва ишлаб чиқариш тажрибасида кенг қўлланади. Уларнинг камчиликлари – кўрсатишларни масофага узатиш мумкин эмаслиги, ўлчаш чегараларининг кичиклиги, кўрсатишларнинг яққол эмаслиги ва меxаник мустаҳкам эмаслигидан иборат.
Теxник ўлчашларда комбинатсиялашган суюқликли-меxаник асбоблар қўлланади. Улар юқорида кўрилган асбоблардан фарқли ўлароқ ишчи суюқликнинг кўринадиган сатҳига эга эмас. Уларга қалқовичли, қўнғироқли ва xалқали асбоблар киради.