اندازه گیری فشار

با سلام
پیرور مبحث ابزار دقیق قصد دارم مختصری از روش های اندازه گیری فشار براتون قرار بدم.
مطالب جهت آشنایی هستند و برای مطالعه میتونید به مراجع مراجعه کنید.تمام مطالب تالیفی از خود من هست و فقط عکس ها از سایتهای خارجی به دست می آیند
امیدوارم مفید باشد
اولین روش در اندازه گیری فشار با این عنوان هست
اعمال فشار مجهول بر سطح و اندازه گیری آن
مشهور ترین ابزار ها که در این زمینه موجود هستند و تقریبا باهاشون آشنا هستیداین موارد هست:
1-بارومتر:
برای بدست آوردن فشار جو استفاده میشود
شماتیک رو در زیر میبینید

لوله قائم در انتها خلا شده
درون ظرف رو هم مشاهده میکنید که جیوه قرار داره
با واژگون کردن لوله درون ظرف جیوه تا ارتفاعی بالا میره
که اگر این ارتفاع رو از روی شیشه مدرج بخونید با استفاده از رابطه معروف زیر فشار اتمسفر رو بدست بیارید:
Air Pressure=d*g*H
dدانسیته جیوه هست
 

2-مانومتر U شکل:
کاربر در محاسبه آختلاف فشار دوسیال
شماتیک رو به همراه روابط در زیر میبینید:

با اندازه گیری اختلاف ارتفاع بین دو سیال میتوان اختلاف فشار رو اندازه گرفت
در شکل فوق میبینید که فشار اتمسفر معلوم هست و فشار مجهول در شاخه سمت چپ اعمال شده
یکی از سیالات در لوله گاز هست و میدونید که چگالی گاز در برابر مایع قابل صرفنظر هست
پس فقط اثر چگالی مایع رو در نظر میگیرند برای این مورد اختلاف فشار
اینم یه شکل بهتر

 

3-مانومتر مخزن دار
مانومتر مخزن دار رو در شکل زیر میبینید
این مانومتر هم اختلاف فشار رو نشون میده

شکل سمت راست بعد از فشار اعمالی مجهول به سطح مخزن هستش
که مقداری پایینتر رفته
طبق شکل الان ارتفاع حدود 3.8هست که در واقع Hهست
چگالی رو هم که بسته به نوع سیالمون میدونیم
فشار مجهول رو از رابطه زیر محاسبه میکنیم
P1-P2=d*g*H(a/A+1)
Aسطح مقع مخزن هست
aسطح مقطع لوله
مانومتر دومخزنه هم هست که کاربردی مشابه آنچه ذکر شد داره که در شکل زیر میبینید و مشخص هست

وکاربرد زیادی نداره...کابرد تک مخزن بیشتر هست

 

 

4-مانومتر شیبدار:
تفاوتی با مانومتر مخزن دار نداره تنها تاوتش در زاویه داشتن لوله هست و عبارت Sinکه در رابطه اختلاف فشار وارد میشه
شماتیک رو در شکل زیر مشاهده میکنید:

رابطه همون هست فقط در یک sin(teta)بایستی ضرب بشه رابطه  

 

در ادامه بحث اندازه گیری فشار میرسیم به اندازه گیری فشار در اثر تغییر فشار بر جسم الاستیک:
در اینجا هم چنیدین روش موجود هست که شاخص ترین ها رو ذکر میکنم:
1-لوله سی(c-tube)یا لوله بوردون:این لوله شماتیکش رو در زیر میبینید.اساس کار تمام فشار سنج های آزمایشهاهی و صنعتی رو همین لوله تشکلی میده.از انتهای آزادسیال وارد لوله میشه.تا انتهای بسته مسیر رو ادامه میده و در نهایت که به انتهای بسته میخوره باعث حرکت و ایجاد تغییر در انتهای آزاد میشه.در انتها هم میبینید که یک اهرم یا در مواردی با یک فنر قرار داره که در ارتباط با یک چرخدنده هست که اونم به عقربه متصل هست و بعد از تغییر شکل عقربه مقدار فشار رو با همین مکانیزم مکانیکی نشون میده.شماتیک:

انتها هم که محل پیچ شدن به بدنه هست و چون ظاهر لوله به شکل حرف Cهست، به C-tubeمعروف هست.شماتیک های بهتری که برای درک موضوع براوتون انتخاب کردم...

ساختار صفحه فشار سنج شماتیک آنها با هم تفاوتهایی داره.مثلا در نشان دادن اعداد
بعضی فشار سنجها در واقع یک جدول ترمودینامیک هستندیعنی همزمان به شما دماوفشار سیال رو میدهند.معمولا از این فشار سنجها در سیکلهای تبرید استفاده میشه و احتمالا در آزمایشگاه ها نمونه اش رو دیدید.فشارسنجهایی داریم که براساس مبرد تنظیم شده اند که مجددویژه سیکل تبرید هستند و روی صفحه اونها هم قید شده که مثلا R134a
ونمونه دیگه مثل فشار سنجهایی که قادر هستند فقط فشارهای مثبت،منفی،یا هر دو رو اندازه گیری کنند. 

 

در ادامه مبحث اندازه گیری فشار به اندازه گیری فشار بر اساس اعمال فشار بر اجسام الاستیک به فانوسی میرسیم
فانوسی همانوطریکه در شماتیک میبینید یه قطعه اکاردئنی هست که فشار از بالا اعمال میشه و لایه های آکاردئونی به هم نزدیک میشوند.این نزیک شدن قطعات متناسب با فشار اعمالی هست.فانوسی میتونه اختلاف فشا،فشار مطلق،وفشار نسبی رو اندزه بگیره.در قسمتی که دیافراگم رو توضیح میدم اندازه گیری این فشار رو هم توضیح میدم که به راحتی برای فانوسی هم قابل تعمیم هست.

فشاری که صحبتش رو کردم رو با روش های الکتریکی و مکانیکی میتونید اندازه بگیرید.یک روش عقربه مکانیکی هست که مثل لوله بوردون هست و روش دیگه الکتریکی که با عبور از میان کویل گرمایشی و سنسور میتونید اختلاف فشار رو بخونید
در دروش مکانیکی همانطور که در شکل میبینید به یک چرخدنده و یک پینیون نیاز دارید که به عقربه متصل هستند.

روش محاسبه تغییرلایه های فانوسی استفاده از تیر انعطاف پذیر و کرنش سنج هست،مطابق شکل:

همونطوریکه ملاحظه میکنید در روش فوق یک کرنش سنج برای اندازه گیری کرنش تیر نصب شده که در واقع میتونید مقداره تغییر فاصله بین لایه های فانوسی هم باشه.
اگر فاونسی رو مطابق شکل زیر طراحی کنیداختلاف فشار بین P1,P2روخواهید داشت