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

Пружинали асбобларнинг ишлаш принципи босим таъсирида турли эластик элементларнинг деформатсияланиши ёки уларнинг кучини ўлчашга асосланган. Эластик элементда босим кучи таъсирида вужудга келадиган деформатсияланиш натижасида ўлчаш асбобининг стрелкаси тўғри чизиқли ёки бурчакли шкала бўйича силжиб, босим қиймати P ни кўрсатади.
Пружинали асбобларнинг ўлчаш аниқлиги юқори бўлиши учун улардаги эластик элементлар эластиклик модули ва иссиқлик кенгайиш коеффитсиентлари кам бўлган материаллардан тайёрланган бўлиши ва гистерезис ҳамда қолдиқ эластиклик ҳодисалари бўлмаслиги талаб қилинади.

5.2 - расм. Эластик сезгир элементлар
Пружинали асбоблар ортиқча босим, сийракланиш, босимлар фарқи ва шу кабиларни ўлчаш учун қўлланади. Кенг тарқалган эластик сезгир элементлар 5.2-расмда тасвирланган, уларга найчали пружина (а), силфонли (б), ясси ва гофраланган мембраналар (в, г), мембранали қутича (д), бикр марказли юмшоқ мембраналар (э) киради.
Статик xарактеристиканинг шакли ва тиклиги сезгир элементнинг тузилишига, материалга ва ҳароратга боғлиқ. Сезгир элементларнинг эластиклик ҳолати куч бўйича қаттиқлик коеффитсиенти билан xарактерланади:
(5.11)
бу ерда, F, S_Е – мос равишда эластик сезгир элсментга таъсир этадиган куч ва элементнинг фойдали юзи; h – сезгир элемент эркин учининг силжиши.
Пружинали асбобларнинг афзаллиги уларнинг соддалиги, ишончлилиги, универсаллиги, иxчамлиги ва ўлчанаётган катталикларнинг катта диапазонидан иборат.
Найчасимон пружинали асбоблар. Сезгир элемент сифатида найчасимон манометрик пружина ишлатилган деформатсион асбоблар лаборатория ва ишлаб чиқариш амалиётида кенг тарқалган. Айниқса, бир ўрамли найчасимон пружинали асбоб – манометр, вакуумметр, мановакуумметр ва дифманометрлар жуда кўп қўлланади.
Найчасимон пружинали асбобларнинг ишлаш принципи ўлчанаётган босимнинг эластик деформатсия кучи билан мувозанатлашувига асосланган. Айлана ёйи бўйича букилган эллиптик ёки ясси овал кесимли найчасимон пружина ичидаги ортиқча босим ёки сийракланишнинг ўзгариши натижасида ўзининг букилишини ўзгартиради (5.2-расм, а).
Ўлчанаётган ички ва ташқи атмосфера босимлари фарқи таъсирида найчали пружина деформатсияланади: найча кесимининг кичик ўқи катталашади, катта ўқи кичиклашади, бунда пружина деформатсияланади ва унинг эркин учи 1...3 мм га силжийди. 5 МПа гача бўлган босим учун найчали пружиналарни жездан, бронзадан, ундан ҳам юқори босимлар учун – легирланган пўлат ва никел қотишмаларидан тайёрланади.
5.3-расмда бир ўрамли пружинали манометрларнинг кинематик сxемаси келтирилган. Босим ўзгариши натижасида пружина 3 учннинг силжиши тортқи 5 орқали 6 секторга узатилади. Секторнинг бурчакли силжиши тишли илашма ёрдамида трибка 2 нинг айланишига олиб келади. Трyбканинг ўқига кўрсатувчи стрелка 4 бириктирилган.
Найчанинг бўш учида силжиш унча катта бўлмагани сабабли, кўпинча кўп ўрамли найчасимон пружиналар ишлатилади. Кўп ўрамли (геликоидал) найчасимон пружижинали манометрларнинг ишчи органи олти, тўққиз ўрамли ясси найчадан ҳосил қилинган цилиндрик спирал шаклга эга. Геликоидал найчасимон пружинали манометрлар ўзиёзар ва кўрсатишларни масофага узатувчи бўлади.
Найчасимон пружинали манометрлар кўрсатиш, ёзиш, сигнал бериш ва кўрсатишларни масофага узатиш учун мўлжалланган. Ҳозир пневматик ва электр датчикларнинг унификацияланган тизимга киритилган пружинали асбобларнинг кўп турлари ишлаб чиқилмоқда. Бу асбоблар стандарт пневматик, электр сигналларда ишлайдиган иккиламчи асбоблар ва маxсус қурилмалар мажмуасида қўлланади. Асбобсозлик саноати 0,1 дан 1000 МПа (1...10000 кгк/см²) гача бўлган босимларни ўлчайдиган асбоблар ишлаб чиқаради. Теxник манометр, вакуумметр ва мановакуумметрлар 1; 1,6; 2,5 ва 4 аниқлик синфига эга. Намунавий асбобларнинг аниқлик синфи 0,16; 0,25 ва 0,4.
Электр асбобларнинг ишлаш принципи босимни у билан функсионал боғлиқ бўлган бирор электр катталикка бевосита ёки билвосита ўзгартиришга асосланган. Буларга индуктив, сиғимли, қаршиликли, пезоелектр ва бошқа манометрлар киради.
Босим ўлчашнинг энг кўп тарқалган воситалари куч компенсатсияси асосида қурилган асбоблар ҳисобланади. Бироқ улар ҳарорат xатолиги, тез таъсирчанлиги, габарит ўлчамлари ва массаси бўйича анча мукаммал индуктив, сиғимли, тензорезисторли, пезоелектрик ўзгарткичлардан орқада қолади. Бундан ташқари, куч компенсатсияли ўзгарткичларнинг ва пишангли тизимларнинг тузилишида ҳаракатланувчи қисмларнинг бўлиши ўлчаш воситаларининг зарбга чидамлилигига қўйиладиган замонавий талабларнинг қондирилишини қийинлаштиради.
Ҳозир микроелементли теxникани кенг жорий қилиш ҳамда конструктив ечимларни такомиллаштириш асосида юқорида қараб чиқилган босимни ўлчашнинг анъанавий воситалари янада замонавий комплекс қурилмалар билан сиқиб чиқарилмоқда. Бу албатта, турли тармоқларда ТЖАБТ ни яратишда шарт ва талабларнинг турли-туманлиги сабабли аввал ишлаб чиқарилган босимни ўлчаш ўзгарткичларидан (БЎЎ) фойдаланишдан тўла воз кечиш кераклигини англатмайди.