Тонометры для измерения давления: рейтинг-2021 по версии ФАН

Что такое точность манометров и ее классы

23-CHto-takoe-klass-tochnosti.jpg

Под классами или группами точности для измерителей давления понимают допустимый процент погрешности (отклонения, несоответствия) стрелки на шкале по отношению к реальной величине измеряемого параметра.

24-Opisanie-klassa-tochnosti-iz-GOST.jpg

На всех сертифицированных, прошедших официальную поверку манометрах на их шкале (сбоку, внизу, в другом месте) производителем указывается цифра класса (группы) точности.

Определение термина «погрешность» подает ГОСТ, документ разделяет несколько видов отклонений, но для нас достаточно будет знать основные пояснения термина (первый и второй вариант в списке ниже):

По ГОСТУ 2405 в России по ДМ есть стандартный ряд позиций по погрешностям: 4, 2.5, 1.5, 1, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15. У зарубежных изделий может быть также еще один класс — 1.6.

Класс, в зависимости от точности манометра, чаще находится в стандартных, привычных диапазонах. В то же время у эталонных, высокоточных изделий (чаще это цифровые модели, но есть и стрелочные аналоговые с очень большим диаметром шкалы) есть расширенный ряд погрешностей: могут добавляться значения 0.025; 0.05; 0.1; 0.15; 0.25; 0.4 и еще меньшие значения.

Ниже еще несколько норм из ГОСТа:

Допустимые погрешности, факторы регламентированы ГОСТами:

Указанные выше данные конкретизируются ГОСТом 2405:

При проверке и определении отклонений необходимо соблюдать требования к окружающей среде, так как, например, температура, влажность значительно влияет на работу ДМ:

Где и как обозначается

Вопросы по циферблатам измерительных устройств регламентирует ГОСТ 25741. Обозначения рекомендовано размещать согласно ему (на рис. ниже кл. точн. под цифрой 8), но данные нормативные документы рекомендательные, поэтому параметр может указываться в несколько иных местах, главное, чтобы он был.

Класс точности обязательно указывается в техдокументации, сертификате, паспорте манометра, а также почти всегда на его шкале в любом месте, но чаще внизу справа.

Для обозначения класса точности используются буквы KL, CL, Кл и соответствующую цифру из ряда данного норматива.

В крайнем случае, данные выбиваются или наносятся стойкой краской на какую-либо часть корпуса, и уж совсем редко они прописываются только техдокументацией (но индивидуальный номер манометра должен быть всегда на самом изделии и дублироваться документами).

Иногда класс указывается без букв, стоит только цифра:

Встречаются устройства, когда класс не указан именно на шкале, он может быть выбит на другой части. Но в любом случае, есть обозначение на самом ДМ или нет, если устройство надежное, прошедшее официальную поверку, то кл. точн. всегда должен прописываться в техдокументации.

Если группа нигде не указана, то это самый простой манометр, с самыми большими возможными погрешностями, например, такие используются для несложных задач, кода достаточно знать глубину движения стрелки. Такие приборы иногда встречаются в комплекте с насосами для подкачки шин.

Пример сводной таблицы по одной из линеек измерителей с указанием на классы точности:

Типы измерительных приборов

Манометры — это компактные приборы, предназначенные для измерения избыточного давления рабочей среды. С их помощью производится визуальный контроль за технологическим процессом. Технологическое оборудование может разрушиться при увеличении максимального значения.

Для многих встает проблема, какие бывают манометры и для чего. В зависимости от типа среды, способа снятия показаний и места установки различают следующие виды:

  • vidy_manometrov.jpgВ зависимости от измерительного механизма:
    • мембранные;
    • пружинные;
    • жидкостные;
    • электроконтактные;
    • дифференциальные.
  • По функциональной нагрузке:
    • показывающие;
    • измерительные;
    • сигнализирующие;
    • образцовые;
    • высокоточные;
    • управляющие,
    • контрольные,
    • специальные.
  • По типу корпуса:
    • виброустойчивые;
    • взрывозащищенные,
    • коррозионно-стойкие.
  • По месту расположения:
    • технические;
    • судовые;
    • железнодорожные.
  • По способу отображения информации:
    • стрелочные;
    • самопишущие;
    • жидкостные.

primenenie_manometra.jpgПружинный прибор предназначен, чтобы измерять показатели повышенной нагрузки жидкости или газа. Технология измерения основана на способности деформирования под действием нагрузки. К пружине закреплена указательная стрелка. Перед стрелкой располагается панель с расчерченной шкалой.

В другом варианте такого прибора выступает трубка Бурдона. Она имеет форму полусферы и, с одной стороны, глухая. Подаваемая нагрузка разгибает трубку, а одновитковая пружинка с индикаторной стрелкой поворачивается вокруг оси на угол расправления.

Мембранные измерители отличаются от пружинных приборов принципом измерения. Работают они за счет пневматической компенсации. Прогибание мембраны зависит от приложенной нагрузки.

Вариантов измерительных механизмов множество:

  • мембрана плоская гофрированная;
  • сильфонная мембрана.

Среди множества измерителей наибольшей популярностью пользуются устройства с пружиной Бурдона. Диапазон измерений доступен в диапазоне от 0,6 кгс/см2 до 1600 кгс/см2.

Жидкостные манометры работают по образу сообщающихся сосудов. В них два столба жидкости уравновешиваются. Можно сказать, что таким способом измеряется гидростатическое давление. На одной из трубок находится шкала. Приборы имеют малый диапазон измерения 10−100 Па и поэтому используются в лабораториях.

Электроконтактные измерители используются для определения значений разряжения (вакуума). К ним относятся вакуумметры и мановакуумметры. Работают с нейтральными жидкостями и газами, потому что изготавливаются из стали и латуни.

По внешнему виду электроконтактные манометры напоминают пружинные, но имеют значительно больший корпус. В нем располагается контактная группа. Основным назначением таких приборов считается аварийная сигнализация.

Образцовые манометры, по сути своей, являются эталонами, при помощи которых происходит проверка исправности рабочих манометров. Они имеют высокую точность благодаря зубчатой передаче передаточного механизма.

Специальные манометры названы так, потому что предназначены для измерения давления газов одного типа. Например, ацетилена, аммиака, кислорода и прочих. На передней части прибора указывается назначение, а его корпус окрашивается в определенный цвет:

  • черный — углекислота;
  • синий — кислород;
  • красный — пропан;
  • желтый — аммиак.

Виброустойчивые приборы предназначаются для отслеживания высокого скачкообразного давления или для сред, вызывающих сильные вибрации.

Самопишущие приборы производят измерения и сразу же производят запись результатов в виде диаграммы.

Судовыми манометрами производится измерение воды и пара в котлах, масла и дизельного топлива для силовой установки. При работе в условиях повышенной влажности они должны быть влаго- и виброустойчивыми.

Железнодорожные, как видно из названия, используются в локомотивах и подвижных составах железнодорожного транспорта. Их особенностью является преобразование полученных результатов в электронный и другой вид.

Дифференциальные приборы относятся к категории сложного оборудования. Работа измерителя основана на деформировании нескольких блоков, входящих следящий механизм. Определение показаний происходит после уравновешивания блоков, когда стрелка перестает перемещаться.

Каждый прибор имеет погрешность измерений и манометры не исключение. Они делятся на несколько точностных классов:

  1. 0,15;
  2. 0,25;
  3. 0,4;
  4. 0,6;
  5. 1,0;
  6. 1,5;
  7. 2,5;
  8. 4,0.

Как читать маркировку, расчеты

Чем незначительнее отклонения ДМ, тем меньшая цифра в его обозначения по классу (числовое выражение). Диапазон может быть разным, но наиболее распространенный 0.4–4.

ГОСТом 2405 закреплено, как рекомендовано обозначать прибор:

41-Rekomendatsiya-po-oboznacheniyu-manometra.jpg

Взаимосвязь с габаритами

Тип прибора по кл. точн. обычно связан с диаметром его части с градуировкой (с циферблатом). Имеются в виду механические приборы со стрелкой-указателем, бегающей по делениям, нанесенным краской на данном сегменте.

42-Svyaz-gabaritov-i-klassa-tochnosti.jpg

Более подробно по ГОСТу 2405:

В том же документе есть данные о связи циферблата с классами точности:

Там же приводятся чертежи шкал и варианты градуировки:

Диаметры шкал измерителей давления стандартно находятся в таких рамках (в мм): 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160, 250.

Значения могут быть другими, зависят от типоразмера по согласованному ТУ с разрешительными органами.

Чем значительнее диаметр шкалы, тем отклонения меньшие и ниже (лучше) класс по точности. Закономерность можно проследить по таблице (см. выше), например, прибор с Ø50 имеет группу 2.5 и 4, а у ДМ с Ø250 корректность показаний самая лучшая (высокая) и характерные меньшие значения групп погрешностей.

Итак, самая низкая точность у изделий со шкалой Ø40–50, самая высокая — у типоразмеров с циферблатом Ø160–250.

Зависимость от диапазона замеров

Погрешности зависят не только от классов, но и от диапазона замеров, на который рассчитан манометр.

Граничные пределы возможностей манометра по замеряемой величине могут быть любыми — допускаются разные решения производителя. У приборов-эталонов они расширенные. Но наиболее стандартными, среднестатистическими являются следующие:

Рекомендованные диапазоны замеров указаны в ГОСТе Р 8.905 в табл. прил. А.

Как исчислить, определить класс (погрешности) манометров

Исходные данные: имеем ДМ с диапазоном — 10 мПа, группой KL 1.5. Это значит, что наибольшая возможная погрешность измерителя не должна быть выше результата проверки. Рассчитать можно по такому алгоритму:

10×1.5/100=0.15 мПа

Можно также узнать максимальное отклонение в процентном соотношении, этот способ согласовывается с вышеуказанной формулой (0.15 в описанном выше примере это 1.5 %). Сделать это элементарно — посмотрев на цифру маркировки по классу. Число означает следующее: наибольшая погрешность показаний манометра составит 2.5 % от его диапазона измерений.

Как определить, не выходит ли манометр за рамки своего класса

Для проверки, находится ли уровень погрешности в рамках присвоенного класса надо сравнить подопытное изделие с эталонным.

Порядок:

  1. Берут 2 прибора: эталонный и проверяемый.
  2. Делают двумя измерителями замеры в аналогичных условиях, особенно по температуре.
  3. Записывают показания. Смотрят, как отличаются показания, делают вывод о величине отклонения, находится ли оно в рамках допустимой погрешности для присвоенного класса.
  4. Проводят вышеуказанное несколько раз — находят максимальный показатель отклонения.

Вышеописанная процедура позволяет отнести измеритель к определенному классу точности.  Подобным образом проводится поверка изделий на заводах производителями, но для официальности полученных результатов алгоритм более сложный, с учетом множества факторов, с проведением дополнительных испытаний. Отображается журналами, актами процедур, заверяемыми печатями, подписями ответственных лиц, регламентируется ГОСТами и другими нормативными документами. Пример групп таких норм:

Мы уже описывали, как исчислить процент отклонения, тут также он выполняется, как последнее действие процедуры поверки. К примеру, диапазон шкалы испытуемого образца 300 бар, выявили отклонения в 3 бар от эталонного прибора. Исчислим % погрешности:

3×100/300=1. Результат не превышает 1.

Класс точности для приведенного случая 1. Если цифра будет выше, даже на долю, то это уже следующая группа.

Для каких манометров устанавливают классы по точности

7-Deformatsionnye-manometry.jpg

Все манометры, позиционирующиеся как изделия, отвечающие нормам ГОСТОв и иных актов по качеству, имеют кл. точн. Вкратце перечислим виды аппаратов.

8-Razlichnye-vidy-manometrov.jpg

Самый простой механический измеритель давления:

Наиболее распространенная группа ДМ — механические, они же деформационные, аналоговые.

Механические изделия могут быть трубчатыми (с трубчатой дужкой-пружиной, обычно одновитковой).

Данная дужка — это так называемая трубка Бурдона, не совсем пружина в традиционном понимании, а пружинистая (упругая) дуга. Скоба через сочленение рычажков, на конце которого есть зубчатая часть, передает влияния измеряемого явления на шестерню стрелки, двигает ее по шкале. Механизм может дополняться обычной плоской пружинкой.

Деформационные измерители также иногда называют «манометрами прямого действия».

К аналоговым ДМ относят мембранные аппараты, где основным чувствительным элементом является мембрана, реагирующая на давление.  Есть еще сильфонные приборы, их можно назвать усовершенствованной модификацией последних: чувствительная часть — гофрированная (гармошкой) коробочка (камера), то есть сильфон.

К механике относят жидкостные и грузопоршневые манометры. У первых чувствительный элемент — жидкость в колбе, у вторых есть специальная система противовесов, поршневых сочленений.

Грузопоршневые изделия обычно применяются как образцовые, эталонные приборы:

Отдельная группа манометров — электроконтактные (ЭКМ), они могут быть механическими или цифровыми (последние обычно всегда такие).

ЭКМ механического типа фактически это те же пружинные изделия, но у них есть электровыводы для передачи данных на связанное с ними контрольное и прочее оборудование.

Третья большая отдельная группа типов манометров — цифровые или электронные. Чувствительные элементы тут специальные датчики или та же дугообразная дужка (скоба), пружина, мембрана, но показания интерпретирует микросхема, она же выводит их на ЖК дисплей цифрами, как у калькуляторов.

ДМ также подразделяются на стрелочные и с выводом результатов на ЖК табло.

По измерителям давления также есть такие варианты разновидностей:

  • образцовые (эталонные для поверок, проверок других таких приборов);
  • высокоточные. Обычно такими являются электронные приборы;
  • аксиальные, радиальные.

Ниже пример образцового механического манометра (шкала намного расширенная, соответственно, особо точная):

Разделение на виды для рассматриваемого вопроса не особо значимо, наличие класса по погрешностям не зависит от типа прибора. Если этот параметр не указан, значит, прибор не надежный, самый простой и дешевый, не для основательного оборудования, не для целей, требующих определенной точности, и его применение крайне нежелательное для важных задач.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий