Методы и средства измерения давлений, разности давлений, вакуума

В устройствах, предназначенных для измерения давлений, широко используют различные физические эффекты, реализующие зависимость механических, электромагнитных, оптических, акустических и других параметров чувствительных элементов от величин воздействующих на них давлений.

Вакуум можно измерять и традиционными датчиками, при этом будут регистрироваться отрицательные значения давления по отношению к атмосферному, но это очень неэффективный подход. Обычные датчики давления не могут определять очень низкие концентрации газов из-за низкого отношения сигнал/шум.

В отличие от традиционных датчиков давления измерители вакуума работают на совершенно других принципах, которые основываются на некоторых физических свойствах молекул газов и заключаются в определении концентрации молекул в заданном объеме. К таким физическим свойствам относится теплопроводность, вязкость, ионизация и другие. Таким образом, отличительной особенностью данных методов измерения давления является то, что чувствительным элементом датчика является непосредственно сама измеряемая среда. Существуют определенные особенности при проведении измерений абсолютного и относительного давления, разности давлений, измерение вакуума. Для этих целей используют манометры с упругими чувствительными элементами, жидкостные манометры с вертикальной и наклонной трубкой, грузо- и пружиннопоршневые манометры, барометры.

В качестве упругих элементов используют трубки Бурдона, сильфоны, мембраны и другие конструкции из различных материалов (сталь, латунь, хроммолибденовые, карбидвольфрамовые и др.).

Для преобразования микроперемещений ЧЭ в электрический выходной сигнал используют тензорезистивные, дифференциально-трансформаторные и другие типы преобразователей.

Для измерений в вакууме используют термокондуктометрические методы с применением термопар, терморезисторов, полупроводниковых приборов, ионизационные манометры и др.

Для измерения давлений газов и жидкостей используется манометры абсолютного давления и диф­ференциальные манометры.

Известны следующие основные методы измерения давления:

• весовой,
• пружинный,
• силовой,
• частотный,
• пьезорезисторный,
• термокондуктивный,
• ионизационный,
• электрокинетический.

Рассмотрим особенности этих методов.