มาโนมิเตอร์สำหรับวัดความดันต่ำของตัวกลางที่เป็นก๊าซ

ข้อมูลทั่วไป

สารที่เป็นของเหลวและก๊าซทำปฏิกิริยากับร่างกายเมื่อสัมผัสกับแรงบางอย่าง ขนาดของผลกระทบนี้ ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารและปัจจัยภายนอก (อุณหภูมิ การอัด ฯลฯ) มีลักษณะเฉพาะตามแนวคิดของความดัน

ความดันคืออัตราส่วนของแรงที่ทำฉากตั้งฉากกับพื้นผิวกับพื้นที่ผิว โดยมีเงื่อนไขว่าแรงจะกระจายไปทั่วทั้งพื้นที่อย่างสม่ำเสมอ แยกแยะระหว่างความดันสัมบูรณ์และความดันเกจ

ความดันสัมบูรณ์คือความดันรวมของก๊าซหรือของเหลว โดยคำนึงถึงแรงกระทำทั้งหมด รวมทั้งความดันอากาศในบรรยากาศด้วย ความดันเกจคือความแตกต่างระหว่างความดันสัมบูรณ์และความดันบรรยากาศ โดยที่ความดันสัมบูรณ์มากกว่าความดันบรรยากาศ ในทางวิศวกรรมมักจะวัดแรงดันส่วนเกิน

ความดันสัมบูรณ์อาจน้อยกว่าความดันบรรยากาศ หากในเวลาเดียวกันความแตกต่างของพวกเขามีขนาดเล็กก็จะเรียกว่าหายากถ้ามีขนาดใหญ่พอ - สูญญากาศ

เกจวัดแรงดันใช้ในการวัดแรงดันเกิน ซึ่งเป็นสาเหตุที่แรงดันนี้มักเรียกว่าแรงดันเกจ สุญญากาศและสุญญากาศวัดด้วยเกจสุญญากาศ ความดันบรรยากาศด้วยบารอมิเตอร์

หน่วย SI สำหรับความดันคือนิวตันต่อตารางเมตร (N/m2) อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นยังคงได้รับการสอบเทียบในหน่วยเก่า - มิลลิเมตรของคอลัมน์น้ำ (มม. ของคอลัมน์น้ำ), มิลลิเมตรของคอลัมน์ปรอท (mm Hg) และบรรยากาศทางเทคนิค (kgf / cm2)

บรรยากาศทางเทคนิคหนึ่งบรรยากาศมีค่าเท่ากับแรงดันบนพื้นที่ 1 cm2 ของเสาปรอทสูง 735.56 มม. ที่อุณหภูมิ 0 ° C หรือเสาน้ำสูง 10 ม. ที่อุณหภูมิ 4 ° C คือ 1 kgf / cm2 = = 735.56 มม. ปรอท ศิลปะ. = 104 มม. w.c. ศิลปะ.

สูญญากาศวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ของความดันบรรยากาศหรือในหน่วยเดียวกันเป็นความดัน ค่าเฉลี่ยของความดันอากาศในบรรยากาศถูกกำหนดโดยการวัดจำนวนมากและมีค่าเท่ากับ 760 mm Hg

วัดความดันด้วยมาโนมิเตอร์

Filed under: Experiments , งานฝีมือ , ฟิสิกส์ , Experiments | Tags: การวัดความดันด้วยมาโนมิเตอร์, การทดลอง, งานฝีมือ, ฟิสิกส์, การทดลอง | 20 มิถุนายน 2556 | Svetlana

ในการวัดความดันของอากาศหรือก๊าซภายในภาชนะที่มีมาโนมิเตอร์ จำเป็นต้องต่อท่อยางเข้ากับภาชนะนี้ ตรวจสอบระดับของเหลวที่ขาทั้งสองของมาโนมิเตอร์
ก) หากของเหลวอยู่ที่ระดับเดียวกันในเข่าทั้งสองข้างของมาโนมิเตอร์ ให้พิจารณาว่าแรงดันของก๊าซในถังนั้นเท่ากับแรงดันของอากาศรอบข้าง
ข) หากระดับของเหลวที่ขาสั้นของมาโนมิเตอร์ต่ำกว่าระดับอื่น ให้พิจารณาว่าแรงดันภายในถังบรรจุนั้นมากกว่าแรงดันอากาศแวดล้อม

c) หากของเหลวในขาสั้นของมาโนมิเตอร์สูงกว่าขาอีกข้างหนึ่ง ให้พิจารณาว่าแรงดันภายในถังนั้นน้อยกว่าความดันของอากาศโดยรอบ

ด้วยความแตกต่างของระดับของเหลวในท่อมาโนมิเตอร์ การคำนวณความแตกต่างของความดันบรรยากาศและความดันในถังบรรจุจะดำเนินการตามสูตร:

คุณสามารถทำการทดลองต่อไปนี้โดยใช้เกจวัดแรงดัน
ใส่ปลายท่อยางของเกจวัดแรงดันบนกรวยแก้วอย่างแน่นหนา ขันช่องเปิดกว้างด้วยฟิล์มยางให้แน่น เมื่อของเหลวในเกจวัดแรงดันสงบลง ให้ลดกรวยลงในถังน้ำ ดูว่าแรงดันในน้ำเปลี่ยนแปลงไปตามความลึกของกรวยอย่างไร เมื่อติดตั้งกรวยที่ระดับความลึกในน้ำแล้วให้หมุนรูไปในทิศทางต่างๆ ขึ้นและลง ตามการอ่านมาตรวัดความดัน
2. เปิดปล่องไฟที่เตาหลอมที่อุ่นไม่นานก่อนการทดลอง ใส่ท่อยางเกจวัดแรงดันเข้าไปในเตาอบ ระดับน้ำในขาสั้นของเกจแรงดันเพิ่มขึ้น คำนวณความดันอากาศอุ่นในเตาเผา (พร้อมลม)
3. เติมลมถุงยางของแผ่นทำความร้อนทางการแพทย์เล็กน้อย แล้วต่อเข้ากับท่อยางของเครื่องวัดความดันอย่างแน่นหนาวางกระเป๋าในแนวนอนแล้ววางหนังสือหนา (บรรจุ) ไว้ทีละเล่ม เกจวัดแรงดันจะแสดงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันอากาศที่ปิดอยู่ในถุงอย่างดี
4. หากคุณได้หลอดแก้วที่มีความยาวรวมประมาณ 1.7 ม. คุณสามารถสร้างเครื่องวัดความดันเพื่อวัดแรงดันส่วนเกินที่สูงกว่ามากได้ เช่น ความกดอากาศสูงสุดเมื่อเป่าด้วยปาก ด้วยวิธีนี้จะควบคุม "ความแข็งแรงของปอด" จำเป็นต้องเป่าอย่างไม่กระตุก แต่ค่อยๆ เพิ่มแรงกด

5. เครื่องมือเดียวกันนี้สามารถวัดสูญญากาศที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่สร้างขึ้นโดยการดูดด้วยปากเปล่า ในกรณีนี้ คุณต้องดึงอากาศจากปลายด้านบนของท่อด้วยปากของคุณ
6. ถ้าในอุปกรณ์ของการทดลองที่ 4 แทนที่จะใช้ศอกสั้นของท่อ ใส่ท่อที่ดึงให้แคบเข้าไป จากนั้นเมื่อเป่าเข้าที่ศอกยาว น้ำพุจะตีจากท่อสั้น

อี.เอ็น. Sokolov "ถึงนักฟิสิกส์รุ่นเยาว์"

ฟิสิกส์สำหรับมัธยมปลาย

บารอมิเตอร์ เครื่องวัดความดัน

บารอมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความดันบรรยากาศ บารอมิเตอร์ปรอท (รูปที่ 1) ประกอบด้วยหลอดแก้วรูปตัว U ที่บรรจุสารปรอท ปลายด้านหนึ่งปิดสนิท และปลายอีกด้านมีถังเก็บปรอทแบบเปิด บารอมิเตอร์มีมาตราส่วนหน่วยมิลลิเมตร ซึ่งจะวัดความดันบรรยากาศในหน่วยมิลลิเมตรของปรอทโดยตรง เป็นตัวเลขเท่ากับความสูงของคอลัมน์ปรอทระหว่างระดับในเข่าที่ปิดและเปิดของบารอมิเตอร์

ข้าว. หนึ่ง

ข้อดีของบารอมิเตอร์ดังกล่าวคือความแม่นยำในการอ่านค่าที่มากขึ้น ข้อเสีย - มีขนาดใหญ่ เปราะบาง ไอปรอทเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์

บารอมิเตอร์โลหะแอนรอยด์ (รูปที่ 2) ประกอบด้วยห้องทรงกระบอก K ซึ่งอากาศถูกอพยพ ห้องถูกปิดผนึกอย่างผนึกแน่นด้วยเมมเบรนฝาลูกฟูกบาง M.

ข้าว. 2

เพื่อที่ความดันบรรยากาศจะไม่ทำให้เมมเบรนแบน มันถูกเชื่อมต่อด้วยแท่ง T โดยมีสปริง P จับจ้องอยู่ที่กล่องเครื่องมือ ลูกศร C ติดอยู่กับสปริงซึ่งปลายจะเคลื่อนที่ไปตามมาตราส่วน W เมื่อความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลงเมมเบรนจะโค้งเข้าด้านในหรือด้านนอกและเลื่อนลูกศรไปตามมาตราส่วน

ข้อดีของแอนรอยด์คือใช้งานง่าย ทนทาน และมีขนาดเล็ก ข้อเสียเปรียบหลักคือมีความแม่นยำน้อยกว่าบารอมิเตอร์ของปรอท

เกจวัดแรงดันใช้สำหรับวัดความดัน มากหรือน้อยกว่าความดันบรรยากาศ มาโนมิเตอร์เป็นของเหลวและโลหะ

มาโนมิเตอร์ของเหลวทำขึ้นในรูปของท่อรูปตัวยูที่มีของเหลว (โดยปกติคือน้ำหรือปรอท) ซึ่งข้อศอกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับภาชนะที่จะวัดความดัน (รูปที่ 3, a) ระดับของเหลวในขานี้จะลดลง (ถ้าความดันในภาชนะมากกว่าความดันบรรยากาศ) หรือเพิ่มขึ้น (ถ้าน้อยกว่าความดันบรรยากาศ) เมื่อเทียบกับระดับของเหลวในขาที่สอง ความดันที่วัดได้จะเป็น p = p_เอ ±pgh โดยที่ p_เอ - ความดันบรรยากาศ pgh - ความดันอุทกสถิตของคอลัมน์ของเหลวส่วนเกินในข้อศอกของ manometer

ข้าว. 3

ในการวัดความดันภายในของเหลวด้วยเกจวัดความดันนั้น กล่องแบนติดกับเข่าข้างหนึ่งโดยใช้ท่อยางซึ่งด้านหนึ่งหุ้มด้วยฟิล์มยาง (รูปที่ 3, b)

มาโนมิเตอร์โลหะที่ง่ายที่สุดจัดเรียงดังนี้ (รูปที่ 3, c) แผ่นยางยืดบาง M - เมมเบรน - ปิดกล่อง K อย่างผนึกแน่นซึ่งอากาศถูกอพยพบางส่วน ตัวชี้ P ติดอยู่กับเมมเบรน โดยหมุนรอบแกน O เมื่ออุปกรณ์จุ่มลงในของเหลว เมมเบรนจะโค้งงอภายใต้การกระทำของแรงดัน และการโก่งตัวของอุปกรณ์จะถูกส่งไปยังตัวชี้ที่เคลื่อนที่ไปตามมาตราส่วน

การจำแนกเครื่องมือ

ประเภทของเกจวัดความดันแตกต่างกันในสองวิธี: ตามประเภทของตัวบ่งชี้ที่วัดและตามหลักการทำงาน

ตามคุณสมบัติแรกพวกเขาจะแบ่งออกเป็น:

• เครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อวัดความดันบรรยากาศมิฉะนั้นจะเรียกว่าบารอมิเตอร์
• เครื่องมือวัดส่วนเกินและแน่นอน
• เกจสูญญากาศออกแบบมาเพื่อวัดความแตกต่างระหว่างความดันบรรยากาศและความดันสัมบูรณ์
• เกจวัดแรงดัน, วัดแรงดันเกินขนาดเล็ก (สูงถึง 40 kPa);
• tagonometers ประเภทของเกจสูญญากาศที่วัดความดันส่วนเกินของขีด จำกัด บน 40 kPa;
• เกจวัดความแตกต่างของแรงดัน วัดความแตกต่างของแรงดัน

พวกเขาทำงานบนหลักการสมดุลความแตกต่างของแรงดันด้วยแรงบางอย่าง ดังนั้นอุปกรณ์ของเกจวัดแรงดันจึงแตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าการปรับสมดุลนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร

ตามหลักการของการกระทำพวกเขาจะแบ่งออกเป็น:

• ของเหลวสมดุลความแตกต่างของความดันในอุปกรณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากความดันที่หยุดนิ่งของคอลัมน์ของเหลวอุปกรณ์ใช้หลักการของการสื่อสารกับภาชนะ
• สปริงมีการออกแบบที่เรียบง่าย และใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดความดันของสื่อในช่วงกว้าง
• เมมเบรนบนพื้นฐานของการชดเชยนิวแมติกการปรับสมดุลแรงดันเกิดขึ้นเนื่องจากแรงยืดหยุ่นของกล่องเมมเบรน
• อิเล็กโทรคอนแทคที่ใช้ในระบบควบคุมและส่งสัญญาณอัตโนมัติ เนื่องจากสามารถใช้ควบคุมสื่อที่วัดได้เนื่องจากกลไกอิเล็กโทรคอนแทคที่สร้างขึ้นในตัวเรือน
• ดิฟเฟอเรนเชียลใช้สำหรับวัดระดับของเหลวภายใต้แรงดัน อัตราการไหลของของเหลว ไอน้ำ และก๊าซโดยใช้ไดอะแฟรม

https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA

โดยการนัดหมายมี manometers ประเภทต่างๆเช่น:

• เครื่องมือทางเทคนิคทั่วไปใช้สำหรับวัดความดันของของเหลว ก๊าซ และไอระเหยที่เป็นกลางทางเคมีต่อโลหะผสมของทองแดง
• ออกซิเจนผลิตในกล่องสีน้ำเงินโดยมี O2 ระบุไว้บนหน้าปัด ใช้สำหรับวัดความดันออกซิเจนในกระบอกสูบหรือสุญญากาศ
• อะเซทิลีนใช้เพื่อควบคุมความดันส่วนเกินของอะเซทิลีน
• เครื่องมืออ้างอิงใช้สำหรับตรวจสอบเครื่องมืออื่น ๆ เนื่องจากมีความแม่นยำสูง
• เรือใช้ในเรือและการขนส่งทางทะเล
• รางใช้ในการขนส่งทางราง
• เครื่องบันทึกมีกลไกในตัวที่ช่วยให้คุณสร้างผลงานบนกระดาษได้

https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY