Давление. Общая информация

1.

Общая информация

2.

Общая информация | Что такое давление?
Давление
жидкой
или
газообразной
среды
определяется
как
сила,
с
которой
молекулы ударяются о стенку объёма, в котором они находятся, отнесённая к площади
стенки.
Давление описывает распределение силы на поверхности и является мерой величины нагрузки
на поверхность.

3.

Общая информация | Единицы измерения давления
Согласно международной системе единиц (СИ) основной
величиной давления является Паскаль (Н/м²)
Так как величина Паскаль для практических целей часто
слишком мала, то допускается применение внесистемной
единицы давления — Бар, которая равна 100 000 Па.
Атмосфера - это внесистемная единица измерения давления
приблизительно равная атмосферному давлению Земли на
уровне
Мирового
океана.
Физическая (атм) - равна давлению столба ртути высотой
760 мм при температуре 0° C. 1 атм = 101325 Па
Метр водяного столба — внесистемная единица измерения
давления, применяемая в ряде производств.
Физически он равен давлению столба воды высотой в 1 м при
температуре около 4° C и стандартном для калибровки
ускорении свободного падения - 9,80665 м/сек².
Верхний
предел
измерения
ПД100-ДИ 1,6 -311-1,0
1,6 МПа = 16 бар = 16 атм = 1600 к
1 МПа = 10 бар = 10 атм = 1000 кПа

4.

Общая информация | Типы давления
Давления текучих сред измеряются относительно двух различных уровней (опорных точек).
Давление избыточное
ДИ (ДГ)
4 мА
Давление вакуумметрическое
20 мА
20 мА
ДВ
4 мА
Давление избыточно вакууметрическое
4 мА
Давление абсолютное
4 мА
0
Абсолютный
вакуум
12 мА
ДА
ДИВ
20 мА
Давление дифференциальное
ДД
4 мА
20 мА
20 мА
Текущее атмосферное
давление
P

5.

Общая информация | Типы давления
Абсолютное давление
Это давление в измеряемом процессе созданное
относительно абсолютного космического вакуума.
Абсолютное давление измеряется в случаях, когда
требуется исключить влияние внешних факторов на
измерения (погода, высота над уровнем моря).
Измеряется
крайне
редко
в
силу
сложной
технической реализации
Опорное давление — абсолютный вакуум. Воздух из
внутренней
полости
чувствительного
элемента
датчика откачан.
Где требуется
измерять?
Узлы учёта газа на границах государств
Стенды испытания двигателей самолётов
Сублимационная сушка
Исследовательские и научные лаборатории
Оценка уровня ваакума в пищевой промышленности
Давление абсолютное
4 мА
0 Абсолютный
вакуум
ДА
20 мА
Текущее
атмосферное
давление
P

6.

Общая информация | Типы давления
Избыточное давление
Самый распространенный вид давления.
Это давление в измеряемом процессе
созданное относительно атмосферного
(напор, наддув).
Опорное давление — атмосферное. Одна
сторона
мембраны
соединена
с
атмосферой.
Где требуется
измерять?
Батареи отопления
Кофемашины
Паровые котлы
Шины автомобиля
Давление уровня воды в емкости
Давление избыточное
4 мА
0 Абсолютный
вакуум
Текущее
атмосферное
давление
ДИ
20 мА
P

7.

Общая информация | Типы давления
Гидростатическое давление
Вид избыточного давления.
Это
избыточное
давление
столба
жидкости
над
точкой
погружения
датчика.
Опорное давление — атмосферное.
Связь с атмосферой обеспечивается
наличием специальной дыхательной
трубки
в кабеле датчика.
Где требуется
измерять?
Уровень воды над насосом в скважине
водозабора
Уровень воды в сточной емкости
водоканала
Уровень воды в водонапорной башне
Рожновского
Давление гидростатическое
4 мА
0 Абсолютный
вакуум
Текущее
атмосферное
давление
ДГ
20 мА
P

8.

Общая информация | Типы давления
Вакууметрическое давление
Это давление в измеряемом процессе
созданное относительно атмосферного
(разряжение, тяга), в отличии от
избыточного
давления
оно
меньше
атмосферного.
Опорное давление — атмосферное. Одна
сторона
мембраны
соединена
с
атмосферой.
Где требуется
измерять?
Дымоходы котельных
Вентиляционные системы ТЦ
Испытательные вакуум камеры
Топка котла котельной
Дымосос литейной печи
Давление вакууметрическое
20 мА
0 Абсолютный
вакуум
ДВ
4 мА
Текущее
атмосферное
давление
P

9.

Общая информация | Типы давления
Избыточно Вакууметрическое давление
Это давление в измеряемом процессе
созданное относительно атмосферного
как в меньшую так и в большую
сторону. Тягонапорометрия.
Опорное
давление
—
атмосферное.
Одна сторона мембраны соединена с
атмосферой.
Где требуется
измерять?
Чистые помещения
Дымосос литейной печи
Дымоход котельной
Давление избыточно вакууметрическое
ДИВ
4 мА
0 Абсолютный
вакуум
12 мА
Текущее
атмосферное
давление
20 мА
P

10.

Общая информация | Типы давления
Дифференциальное давление
Это разница (перепад) между давлением
в
любых
двух
точках
измеряемого
процесса. Это тип давления не зависит
и
не
привязан
к
атмосферному
давлению.
Давление подается на обе стороны
мембраны (входы низкого давления и
высокого давления), а выходной сигнал
зависит от разности давлений.
Где требуется
измерять?
Расход жидкости, газа, пара
Уровень в емкостях
Скорость потока в трубе
Загрязнение фильтров
Давление дифференциальное
4 мА
0 Абсолютный
вакуум
Текущее
атмосферное
давление
ДД
20 мА
P

11.

Общая информация | Погрешность измерения
У всех датчиков давления есть погрешность. То есть они измеряют давление с ошибкой,
указанной производителем. Производители всегда указывают суммарную погрешность
измерения.
Существуют три основные составляющие погрешности:
Выходной
сигнал, мА
Нелинейность – максимальное по модулю отклонение
сигнала реального сенсора от идеальной линейной.
Вариация
(разброс)
Идеальный
линейная
функция
Повторяемость (вариация) – разный выходной сигнал
сенсора
при
повторяющемся
одинаковом
входном
воздействии. Повторяемость максимальна в точке ВПИ.
Гистерезис
Гистерезис - разный выходной сигнал при прямом и
обратном направлении изменения входного воздействия
(давления среды на мембрану датчика).
Нелинейность
Обычно
повторяемость
и
гистерезис
трудно
компенсировать - это свойства качества сенсора, а
нелинейность
практически
полностью
убирается
нормированием-калибровкой.
Верхний предел
измерения (ВПИ)
Давление

12.

Общая информация | Погрешность измерения
Суммарная относительная погрешность
Гистерезис + Нелинейность + Вариация
Верхний предел измерений ВПИ
* 100%
Дополнительные погрешности
Основная погрешность всеми производителями
гарантируется только при так называемых нормальных
условиях работы преобразователя давления:
температура +23 (+/-5) °C, влажность 60%,
атмосферное давление 760 мм.рт.ст, отсутствие
вибраций и электромагнитных полей кроме
гравитационного.
При любых изменениях условий всегда возникают дополнительные погрешности (самая
заметная из которых - температурная), увеличивающие погрешность показаний
преобразователя давления иногда в несколько раз.
дополнительная
температурная погрешность
у преобразователей
давления ПД100 не
превышает 0,2% на 10 °C
дополнительная
температурная погрешность
у преобразователей
давления ПД200 не
превышает 0,1% на 10 °C
Это обеспечивается дополнительным циклом калибровки преобразователей при +80 °C при их
производстве, в процессе которого обеспечивается микропроцессорная термокомпенсация
дополнительных погрешностей.

13.

Общая информация | Устройства измерения давления
Сенсор
Чувствительный элемент,
«приемник давления».
Компонент
преобразователя
давления.
Реле
Механическое или электронное
устройство, которое замыкает
или размыкает электрическую
цепи в зависимости от
превышения или снижения
уровня относительно уставки.
Не требует источника питания.
Управляет непосредственно
исполнительным механизмом.
Преобразователь
Манометр
Электронное устройство
которое измеряет величину
давления и преобразует ее в
унифицированный сигнал 4..20
мА или 0…10 В или цифровой
сигнал. Чаще всего не
управляет исполнительным
механизмом напрямую, а
передает сигнал на
контроллер или
программируемое реле.
Механическое или электронное
устройство, которое измеряет
давление и отображает
измеренное значение.
4…20 мА
0…10 В
HART
Это труба
Иллюстрация сенсора на
примере преобразователя
давления – показать как
компонент
Иллюстрация реле давления
– контроль перепада
давления на насосе,
включение выключение
насоса.
Иллюстрация работы
преобразователя –
измерение давления в трубе
и передача сигнала на ПЛК
Иллюстрация манометра на
трубе