PB-02-Pomiar cisnienia - Wojskowa Akademia Techniczna

Podstawy Badań Eksperymentalnych
Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu
Wojskowa Akademia Techniczna
Instrukcja do ćwiczenia.
Temat 02
Pomiar ciśnienia różnymi metodami
Instrukcję opracował
dr inż. Mirosław KARCZEWSKI
Warszawa, Listopad 2006
OPIS ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO
1.
Wzorcowanie czujników ciśnienia.
Z pośród wszystkich wielkości fizycznych wielkości dotyczące ciśnienia są jednymi z
najczęściej mierzonym parametrem systemowym. Jest ona nie tylko mierzona bezpośrednio,
lecz także jest często wykorzystywana w pomiarach pośrednich jako transformata innych
zmiennych.
W wielu przypadkach bezwzględny pomiar długości jest nieistotny, a ważna staje się jej
zmiana, np. przy pomiarze zmian ciśnienia w kolektorze dolotowym silnika. W takim
przypadku wielkiej dokładności wymaga pomiar zmiany ciśnienia..
Jednostką podstawową ciśnienia jest 1 Pa, który jest równy 1 N/m2 jednakże jednostka ta
jest bardzo mała i w technice najczęściej stosowane są wielkości pochodne takie jak MPa lub
kPa..
Do pomiaru ciśnienia najczęściej stosowane są metody:
−
Zmiana rezystancji - tensometryczne,
−
Zmiana indukcyjności,
−
Zmiana pojemności,
−
Metody mechaniczne - manometry.
Jako
układ
pomiarowy
zastosowano
manometr
obciążeniowo
tłokowy,
który
współpracuje z czujnikiem tensometrycznym do pomiaru ciśnienia paliwa w przewodzie
wtryskowym silnika o zapłonie samoczynnym. Czujnik ten współpracuje z mostkiem
tensometrycznym z falą nośną 5 kHz CL-101. Drugim elementem pomiarowym jest
manometr sprężynowy o zakresie do 16 MPa.
2.
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobem wzorcowanie czujnika ciśnienia oraz
manometru sprężynowego. Wyznaczenie klasy manometru jako urządzenia pomiarowego.
2.1
Sposób realizacji ćwiczenie.
W celu przeprowadzenia skalowania tensometrycznego czujnika siły należy:
−
Włączyć zasilanie mostka pomiarowego.
−
Poprzez odkręcenie zaworu łączącego pojemnik cieczy roboczej z atmosferą w
manometrze obciążnikowo tłokowym ustawić zerowe ciśnienie.
−
Odczytać
wskazania
manometru
oraz
woltomierza
połączonego
z
mostkiem
tensometrycznym CL-101,
−
Wykręcić tłok manometru obciążnikowo – tłokowego.
1
−
Zakręcić zawór łączący zbiornik płynu hydraulicznego z tłokiem,
−
Poprzez wkręcanie tłoku ustawić ciśnienie 20at – linia na obwodzie koła obciążnika
powinna być na wysokości czerwonego paska na pręcie wskaźnikowym,
−
Odczytać
wskazania
manometru
oraz
woltomierza
połączonego
z
mostkiem
tensometrycznym CL-101, wyniki zapisać w tabeli I,
−
Zwiększać obciążenia o 10 at, do uzyskania maksymalnego obciążenia, odczytane wyniki
zapisywać w tabeli I,
−
Czynność skalowania czujnika powtórzyć dwukrotnie (dla zwiększania i zmniejszania
obciążenia).
3.
Literatura:.
1. Jasiak A., Pomiary inżynierskie, Poznań: Wydaw. Politechniki Poznańskiej, 1999.
2. Kotlewski F., Mieszkowski M., POMIARY, Pomiary w technice cieplnej Wydaw.
Nauk.-Tech., 1972.
3. Michalski L., Eckersdorf K.: Pomiary temperatury. Warszawa, WNT 1986
4. Romer E.: Miernictwo przemysłowe. Warszawa, PWN 1970
5. Zatorski A., Rozkrut A.: Miernictwo elektryczne. Materiały do ćwiczeń
4.
Instrukcja do sprawozdania.
1.
Narysować schemat stanowiska pomiarowego, zaznaczyć jego najważniejsze elementy.
2.
Narysować wykres zależności wskazań woltomierza i manometru od ciśnienia obciążenia
(zaznaczyć punkty pomiarowe, błędy pomiarowe) – na jednym wykresie.
3.
Wyznaczyć równanie charakterystyki skalowania czujnika ciśnienia – metodą
najmniejszych kwadratów.
4.
Wyznaczyć współczynnik korelacji dla charakterystyk skalowania czujnika ciśnienia.
5.
Wyznaczyć czułość czujnika tensometrycznego..
6.
Narysować wykres odchyłki względnej i bezwzględnej w zależności od zadawanego
obciążenia dla czujnika ciśnienia i manometru – na jednym wykresie.
7.
Wyznaczyć i narysować histerezę czujnika ciśnienia i manometru – jeden wykres*
8.
Wyznaczyć klasę dokładności manometru.
9.
Zamieścić niezbędne wzory i przeliczenia.
10. Przeprowadzić analizę błędów pomiarowych.
11. Do sprawozdania należy dołączyć oryginalny protokół pomiarów.
12. Wykresy należy wykonać na papierze milimetrowym, format A4, wszystkie wielkości
należy sprowadzić do jednostek podstawowych układu SI.
2
Tabela I Wzorcowanie czujników ciśnienia.
Grupa .....................
Data .....................
Godzina lekcyjna.................
Skład podgrupy:
L.p.
Imię
Nazwisko
Podpis
1
2
3
4
5
6
7
Manometr obciążnikowo – tłokowy:...................., Zakres .........................., Nr. Fabryczny.......
Manometr........................., Zakres..................., Nr fabryczny....................., Klasa dokł..............
Czujnik ciśnienia ..........................................................................................................................
Obciążenie
L.p.
zadawane zwiększanie
-1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
[at]
Wskazanie
manometru
[MPa]
Obciążenie
Napięcie
zadawane zmniejszanie
[V]
[at]
Wskazanie
manometru
[MPa]
Napięcie
[V]
3