Приборы для измерения давления
Рисунок 9 – Пьезометр.
Давление измеряют жидкостными и пружинными манометрами, а также пьезометрами.
Пьезометром измеряют давление жидкости высотой столба той же жидкости. Он представляет собой открытую сверху трубку, присоединенную нижним концом к месту измерения давления (рис. 9). Жидкость в пьезометре поднимается (если давление в месте измерения больше атмосферного) на высоту Нп, называемую пьезометрической высотой. При этом давление в точке измерения складывается из давления pi на свободную поверхность жидкости, заключенной в сосуд, и давления столба жидкости высотой Н. Оно уравновешивается давлением в пьезометре pa + pgHn: pgH = pa + pgHn.
Откуда 
или
|
Таким образом, чем больше разность давления на свободную поверхность жидкости, заключенной в сосуд, и атмосферного давления, тем больше разность высот уровней жидкости в пьезометре и в сосуде.
Пьезометрами измеряют давление жидкости, в частности воды, незначительно отличающееся от атмосферного, так как большие 
избыточные давления могут быть уравновешены лишь давлением столба воды большой высоты.
Рисунок 10 – Пружинный манометр: 1-трубка; 2-стрелка.
Пружинными манометрами измеряют значительные давления жидкостей и газов. Схема такого манометра показана на рис. 10. Он состоит из спиральной трубки 1, один конец которой запаян, а другой, открытый, конец сообщается с. сосудом, в котором измеряют давление. Рабочее тело оказывает давление р на внутреннюю поверхность трубки. На внешнюю ее поверхность действует давление ра наружного воздуха. Под действием разности давлений р – ра = рман трубка раскручивается (выпрямляется) тем сильнее, чем больше эта разность. К запаянному концу трубки прикреплен механизм, поворачивающий на соответствующий угол указательную стрелку 2.
Таким образом, с помощью манометра измеряют не абсолютное давление в сосуде, а избыточное давление в нем. Абсолютное давление в сосуде.
| рабс = рман + ра |
где рман – давление, которое показывает манометр.
Вакуумметры применяют для измерения вакуума. Абсолютное давление среды, измеренное вакуумметром:
| рабс = ра – рвак |
Рисунок 11 – Жидкостный U - образный манометр.
Жидкостные U-образные манометры (рис. 11) применяют для измерения малых давлений. Измеряемое давление зависит от плотности применяемой в манометре жидкости, поэтому при пользовании жидкостными манометрами следует оговаривать, какая жидкость употребляется. Наиболее часто в жидкостных манометрах используют ртуть, воду или спирт.
Рисунок 12 – Микроманометр: 1-резервуар; 2-наклонная трубка
Для измерения малых давлений с высокой точностью применяют микроманометры (рис. 12.). Такой микроманометр состоит из резервуара 1 и наклонной трубки 2 со шкалой. В резервуар налита жидкость (чаще всего спирт), а один конец трубки входит в резервуар, образуя с ним сообщающиеся сосуды. При давлении p = p1 – р2 на жидкость в сосуде, она перемещается в трубке и занимает на шкале положение L. При угле a наклона трубки, давление, измеряемое микроманометром, определяют по формуле р = pgL × sina.
Прибор монтируют в корпусе, устанавливаемом с помощью регулировочных винтов строго по уровню.
Для измерения разности давлений в двух резервуарах или в двух точках одного трубопровода часто применяют так называемые дифференциальные манометры. Схема присоединения такого манометра к измеряемму объекту показана на рис. 13.
Рисунок 13 – Дифференциальный манометр.
Пусть на поверхности жидкости плотностью r в сосуде А давление рА, на поверхности жидкости с той же плотностью r в сосуде В - давление рв. Если манометр заполнен жидкостью, плотность которой рман, то можно записать следующее равенство:
| рА = rgh1 = pB + rgh2 + rманgh2 |
Учитывая, что h2 – h1 = – h, получим
| рА – pB = (rман – r)gh |
Таким образом, разность давлений определяется разностью уровней жидкостей в коленах дифференциального манометра и разностью плотностей жидкостей в манометре и измеряемых резервуарах.