Bosim o'lchash

Bosim o'lchash
Bosim o'lchovi - bu sirtdagi suyuqlik (suyuqlik yoki gaz) tomonidan qo'llaniladigan kuchni tahlil qilish. Bosim odatda sirt maydoni birligi uchun kuch birliklarida o'lchanadi. Bosim va vakuumni o'lchash uchun ko'plab texnikalar ishlab chiqilgan. Integral birlikdagi bosimni o'lchash va ko'rsatish uchun ishlatiladigan asboblar bosim o'lchagichlari yoki bosim o'lchagichlari yoki vakuum o'lchagichlari deb ataladi. Manometr yaxshi misoldir, chunki u bosimni o'lchash va ko'rsatish uchun suyuqlik ustunining sirt maydoni va og'irligini ishlatadi. Xuddi shunday, keng tarqalgan bo'lib foydalaniladigan Burdon o'lchagich ham o'lchaydigan va ko'rsatadigan mexanik qurilma bo'lib, ehtimol o'lchagichning eng mashhur turi hisoblanadi.

Vakuum o'lchagich - bu atmosfera bosimidan pastroq bosimni o'lchash uchun ishlatiladigan bosim o'lchagich, u nol nuqtasi sifatida o'rnatiladi, salbiy qiymatlarda (masalan, -15 psig yoki -760 mmHg umumiy vakuumga teng). Ko'pgina o'lchagichlar atmosfera bosimiga nisbatan bosimni nol nuqta sifatida o'lchaydi, shuning uchun o'qishning bu shakli oddiygina "o'lchov bosimi" deb ataladi. Biroq, umumiy vakuumdan kattaroq narsa texnik jihatdan bosim shaklidir. Juda aniq ko'rsatkichlar uchun, ayniqsa juda past bosimlarda, nol nuqta sifatida umumiy vakuumdan foydalanadigan o'lchagichdan foydalanish mumkin, bu bosim ko'rsatkichlarini mutlaq shkalada beradi.

Bosim o'lchashning boshqa usullari bosim ko'rsatkichini masofaviy indikatorga yoki boshqaruv tizimiga (temetriya) o'tkazishi mumkin bo'lgan sensorlarni o'z ichiga oladi.

Mutlaq, o'lchov va differentsial bosim - nol mos yozuvlar

Kundalik bosim o'lchovlari, masalan, avtomobil shinalari bosimi kabi, odatda atrof-muhit havosi bosimiga nisbatan amalga oshiriladi. Boshqa hollarda, o'lchovlar vakuumga yoki boshqa maxsus mos yozuvlarga nisbatan amalga oshiriladi. Ushbu nol havolalarni ajratishda quyidagi atamalar qo'llaniladi:

Mutlaq bosim mutlaq shkaladan foydalangan holda mukammal vakuumga nisbatan nolga teng, shuning uchun u o'lchov bosimi va atmosfera bosimiga teng.

O'lchov bosimi atrof-muhit havosi bosimiga nisbatan nolga teng, shuning uchun u mutlaq bosim minus atmosfera bosimiga teng. Salbiy belgilar odatda o'tkazib yuboriladi.[iqtibos keltirish kerak] Salbiy bosimni farqlash uchun qiymatga "vakuum" so'zi qo'shilishi yoki o'lchagichga "vakuum o'lchagich" deb belgilanishi mumkin. Ular yana ikkita kichik toifaga bo'linadi: yuqori va past vakuum (va ba'zan o'ta yuqori vakuum). Vakuumlarni o'lchash uchun ishlatiladigan ko'plab usullarning amaldagi bosim diapazonlari bir-biriga mos keladi. Shunday qilib, bir necha xil turdagi o'lchagichlarni birlashtirib, tizim bosimini 10 mbardan 10−11 mbargacha doimiy ravishda o'lchash mumkin.
Differensial bosim - bu ikki nuqta orasidagi bosim farqi.
Amaldagi nol havola odatda kontekstda nazarda tutiladi va bu so'zlar faqat tushuntirish zarur bo'lganda qo'shiladi. Shinalar bosimi va qon bosimi an'anaviy ravishda o'lchagich bosimdir, atmosfera bosimi, chuqur vakuum bosimi va altimetr bosimlari mutlaq bo'lishi kerak.

Yopiq tizimda suyuqlik mavjud bo'lgan ko'pgina ishlaydigan suyuqliklar uchun o'lchov bosimini o'lchash ustunlik qiladi. Tizimga ulangan bosim asboblari joriy atmosfera bosimiga nisbatan bosimlarni ko'rsatadi. Haddan tashqari vakuum bosimlari o'lchanganda vaziyat o'zgaradi, keyin odatda uning o'rniga mutlaq bosimlar qo'llaniladi.

Differensial bosim odatda sanoat texnologik tizimlarda qo'llaniladi. Differensial bosim o'lchagichlarida ikkita kirish porti mavjud bo'lib, ularning har biri bosimi kuzatilishi kerak bo'lgan hajmlardan biriga ulangan. Aslida, bunday o'lchagich mexanik vositalar orqali ayirishning matematik operatsiyasini amalga oshiradi, operator yoki boshqaruv tizimiga ikkita alohida o'lchagichni kuzatish va o'qishlardagi farqni aniqlash zaruriyatini bartaraf qiladi.

O'rtacha vakuum bosimi ko'rsatkichlari tegishli kontekstsiz noaniq bo'lishi mumkin, chunki ular salbiy belgisiz mutlaq bosim yoki o'lchov bosimini ifodalashi mumkin. Shunday qilib, 26 dyuymli o'lchagichdagi vakuum 30 dyuym Hg (odatiy atmosfera bosimi) - 26 dyuym Hg (o'lchov bosimi) sifatida hisoblangan 4 dyuym Hg mutlaq bosimga teng.

Atmosfera bosimi odatda dengiz sathida taxminan 100 kPa ni tashkil qiladi, lekin balandlik va ob-havoga qarab o'zgaradi. Agar suyuqlikning mutlaq bosimi doimiy bo'lib qolsa, atmosfera bosimi o'zgarishi bilan bir xil suyuqlikning o'lchov bosimi o'zgaradi. Misol uchun, avtomobil tog'ga chiqqanda, (o'lchagich) shinalar bosimi ko'tariladi, chunki atmosfera bosimi pasayadi. Shinadagi mutlaq bosim deyarli o'zgarmaydi.

Atmosfera bosimini mos yozuvlar sifatida ishlatish odatda bosim birligidan keyin o'lchagich uchun "g" bilan belgilanadi, masalan. 70 psig, ya'ni o'lchangan bosim umumiy bosim minus atmosfera bosimidir. O'lchagich mos yozuvlar bosimining ikki turi mavjud: shamollatiladigan o'lchagich (vg) va muhrlangan o'lchagich (sg).

Masalan, havo o'lchagichli bosim o'tkazgichi tashqi havo bosimini bosimni sezuvchi diafragmaning salbiy tomoniga, shamollatiladigan kabel yoki qurilma yonidagi teshik orqali ta'sir qilish imkonini beradi, shunda u har doim bosimni o'lchaydi. atrof-muhitning barometrik bosimi deb ataladi. Shunday qilib, ventilyatsiya qilingan o'lchovli mos yozuvlar bosim sensori, texnologik bosim aloqasi havoga ochiq bo'lganda, har doim nol bosimni o'qishi kerak.

Muhrlangan o'lchov moslamasi juda o'xshash, faqat atmosfera bosimi diafragmaning salbiy tomonida muhrlangan. Bu odatda gidravlika kabi yuqori bosim diapazonlarida qabul qilinadi, bu erda atmosfera bosimining o'zgarishi o'qishning aniqligiga ahamiyatsiz ta'sir qiladi, shuning uchun shamollatish kerak emas. Bu, shuningdek, ba'zi ishlab chiqaruvchilarga birlamchi bosim sensori diafragmasining portlash bosimi oshib ketganda, bosimli uskunalar xavfsizligi uchun qo'shimcha chora sifatida ikkilamchi bosimni ushlab turish imkonini beradi.

Muhrlangan o'lchov moslamasini yaratishning yana bir usuli bor va bu sensorli diafragmaning teskari tomonidagi yuqori vakuumni yopishdir. Keyin chiqish signali ofset qilinadi, shuning uchun atmosfera bosimini o'lchashda bosim sensori nolga yaqin o'qiydi.

Muhrlangan o'lchagich mos yozuvlar bosimi o'tkazgichi hech qachon aniq nolni o'qimaydi, chunki atmosfera bosimi doimo o'zgarib turadi va bu holda mos yozuvlar 1 barda o'rnatiladi.

Mutlaq bosim sensori ishlab chiqarish uchun ishlab chiqaruvchi sezgir diafragma orqasida yuqori vakuumni muhrlaydi. Mutlaq bosim o'tkazgichning jarayon-bosim ulanishi havoga ochiq bo'lsa, u haqiqiy barometrik bosimni o'qiydi.

Tarix

Insoniyat tarixining ko'p qismida gazlarning havo kabi bosimi e'tiborga olinmagan, inkor etilgan yoki oddiy hol sifatida qabul qilingan, ammo miloddan avvalgi 6-asrdayoq yunon faylasufi Miletlik Anaksimen barcha narsalar havodan iborat, deb ta'kidlagan edi. bosim darajalari. U suvning bug'lanishini, gazga aylanishini kuzata oldi va bu hatto qattiq moddalarga ham tegishli ekanligini his qildi. Ko'proq quyuqlashgan havo sovuqroq, og'irroq narsalarni, kengaygan havo esa engilroq, issiqroq narsalarni qildi. Bu gazlar issiqroq bo'lganda kamroq zichroq, sovuqroq bo'lganda esa zichroq bo'lishiga o'xshardi.

17-asrda Evangelista Torricelli simob bilan tajribalar o'tkazdi, bu unga havo mavjudligini o'lchash imkonini berdi. U bir uchi yopilgan shisha naychani simob solingan idishga botirib, ochiq uchini suv ostida ushlab turgan holda uning yopiq uchini yuqoriga ko‘tarardi. Simobning og'irligi uni pastga tushirib, eng oxirida qisman vakuumni qoldiradi. Bu uning havo/gazning massaga ega ekanligi haqidagi ishonchini tasdiqladi va bu uning atrofidagi narsalarga bosim o'tkazadi. Ilgari, hatto Galiley uchun ham ommabop xulosa shu ediki, havo vaznsiz va sifondagi kabi kuchni ta'minlovchi vakuumdir. Ushbu kashfiyot Torricelliga shunday xulosaga kelishga yordam berdi:

Biz okean tubida suv ostida yashaymiz, bu havo elementining og'irligi shubhasiz tajribalar natijasida ma'lum.

Torricelli tajribasi sifatida tanilgan ushbu sinov aslida birinchi hujjatlashtirilgan bosim o'lchagich edi.

Blez Paskal uzoqroqqa bordi va qaynog'iga tog'da turli balandliklarda tajriba o'tkazishni buyurdi va haqiqatan ham atmosfera okeanida qanchalik past bo'lsa, bosim shunchalik yuqori ekanligini aniqladi.

Birliklar