SB 272
VŠB TUO Ostrava
Program 3.
Kontrola manometru
Vypracoval: Crlík Zdeněk Spolupracoval: Jaromír Zavadil
Datum měření: 30.03.2006
Zadání 1. Seznámit se s konstrukcí a zařízením pro cejchování. 2. Zkontrolovat cejchovní manometr při 10 různých tlacích v obou směrech nárůstu tlaku. 3. Porovnat získanou cejchovní křivku s jeho cejchovním listem.
Schéma
Teoretický rozbor Manometr s Bourdonovým perem (trubicový manometr) převádí měření tlaku na deformaci materiálu (obr.1). Tlak se přivádí připojovacím šroubením (1) do vlastní trubice (2). Tato je stočena do tvaru prstence a má zpolštělý průřez, jak je vidět z obr.1a. Výsledkem působení tlaku na trubici je její napřimování a tento pohyb se převádí z uzavřeného konce trubice táhlem na segment (3) a z něj pastorek (4). Na tomto je upevněna direktivní pružinka, která odstraňuje zubovou i další vůli celého systému a částečně také ovlivňuje průběh stupnice. Zařízení ZT je přenosné kontrolní a cejchovací zařízení k cejchování tlakoměrů do 300 kp/cm2 (ev. Do 500kp/cm2 ). Zařízení se skládá z litého tělesa, které na horní části nese závažový systém, těleso reduktoru a olejovou nádržku. Uvnitř litého tělesa je tlakové čerpadlo ovládané pákou s kulovou rukojetí. Čerpadlo je vybaveno dvěma kuličkovými ventilky, sacím a tlakovým. Tlakový olej z pumpičky je veden potrubím k reduktoru a odtud do tlakového válce. Pístek tlakového válce působí tlakem na axiální ložisko uložené ve třmenu a z tohoto táhly na rameno závažového systému. Aby byl zajištěn plynulý chod, otáčí se pístek elektrickým motorem přes šroubový převod. Motorek se spouští páčkovým vypínačem umístěným na čelní stěně litého tělesa, kde je umístěno kontrolní světlo a pojistko. Tlak lze snižovat jehlovým ventilem z reduktoru. Závažový systém je nesen podpěrou a tvoří jej rameno a břity, posuvným závažím a závažím vyvažovacím. Část ramene, po kterém se posouvá závaží, je dělena na 100 dílků od 0 do 50 kp/cm 2 , tj.posunem závaží dosáhne se tlaku maxim. 50 kp/cm2 . Zavěšením přídavných závaží na břit na konci ramene zvýší se rozsah postupně na 500 kp/cm2 . Celé zařízení je upevněno na dřevěné desce čtyřmi stavěcími šrouby, kterými se ustavuje do vodovážné polohy kontrolované libelkou, umístěnou na horní části základního tělesa. Zařízení se dodává v transportní bedně s příslušenstvím, které umožňuje zkoušení různých typů manometrů s různými typy závitů apod. Zařízení je snadno přenosné a nevyžaduje zvláštní instalace. Pro správné měření je třeba zařízení postavit na stabilní stůl a seřídit do vodorovné polohy podle libely. Připojuje se napájecí síť 220 V. Postup měření je uveden v instrukcích, přiložených k výrobku, stejně tak i údržba zařízení ZT.
Postup 1. Seznámit se s cejchovacím zařízením a kontrolovaným manometrem. 2. Základní stav zařízení je: o Našroubován kontrolovaný manometr. o Posuvné závaží v poloze prvního kontrolního tlaku (přídavná závaží se sundají). o Zapnut motorek otáčející pístem. o Uzavřen jehlový ventil pod manometrem. o Pákou tlakové pumpy pohybujeme zvolna nahoru a dolů a sledujeme růst tlaku na kontrolovaném manometru. o Cejchovní manometr zkontrolovat při 11 různých tlacích např. manometr o rozsahu 0 – 100kp/cm2 – 0,10,20,…,100kPa a zpět. Tlak se přitom musí zvyšovat nebo snižovat zvolna, aby kontrolní jazýček váhy nepřekmitl rovnovážnou polohu. V opačném případě otevřeme jehlový ventil a snížíme tlak a znovu nastavujeme žádanou hodnotu. o Při vyhodnocování sestrojit křivku odchylek pro vzrůstající i klesající tlak a na základě této křivky se vyjádřete o přesnosti, necitlivosti manometru a vlivech, které je
o
způsobují. Srovnat naměřenou cejchovní křivku se “zkušebním osvědčením“ přiloženým k cejchovnímu manometru. Veškeré tlaky v kp/cm2 převeďte na jednotky tlaku dle SI.
Tabulky Tab. 1 Měření při zvyšování tlaku NAMĚŘENÝ NASTAVENÝ TLAK ODCHYLKA TLAK
ODPOR
[kp·cm-2]
[MPa]
[MPa]
[%]
[Ω]
5
0,490
0,65
1,6
86
10
0,981
1,10
1,2
143
20
1,961
2,15
1,9
27
30
2,942
3,19
2,5
52
40
3,923
4,10
1,8
49
50
4,903
5,15
2,5
214
60
5,884
6,00
1,2
93
70
6,865
7,00
1,4
96
80
7,845
7,90
0,6
202
90
8,826
8,90
0,8
452
Tab. 2 Měření při snižování tlaku NAMĚŘENÝ NASTAVENÝ TLAK ODCHYLKA TLAK
ODPOR
[kp·cm-2]
[MPa]
[MPa]
[%]
[Ω]
90
8,826
8,90
0,8
381
80
7,845
8,00
1,6
133
70
6,865
7,00
1,4
179
60
5,884
6,10
2,2
122
50
4,903
5,05
1,5
111
40
3,923
4,20
2,8
79
30
2,942
3,20
2,6
75
20
1,961
2,20
2,4
98
10
0,981
1,16
1,8
19
5
0,490
0,70
2,1
24
Tab. 3 Hodnoty udávané ve zkušebním osvědčením HODNOTY MANOMETRU
NASTAVENÝ TLAK
PŘI ZVYŠOVÁNÍ TLAKU
PŘI SNIŽOVÁNÍ TLAKU
[kp·cm-2]
[MPa]
[kp·cm-2]
[MPa]
[kp·cm-2]
[MPa]
5
0,490
5,0
0,490
5,0
0,490
10
0,981
11,0
1,079
10,0
0,981
20
1,961
20,6
2,020
20,0
1,961
30
2,942
30,5
2,991
30,0
2,942
40
3,923
41,6
4,080
41,0
4,021
50
4,903
51,0
5,001
50,5
4,952
60
5,884
61,0
5,982
60,0
5,884
70
6,865
70,0
6,865
70,5
6,914
80
7,845
81,0
7,943
80,5
7,894
90
8,826
91,0
8,924
91,0
8,924
Tab. 4 Porovnání naměřených hodnot s hodnotami udávanými HODNOTY MANOMETRU HODNOTY MANOMETRU PŘI NASTAVENÝ PŘI ZVYŠOVÁNÍ TLAKU SNIŽOVÁNÍ ODCHYLKA TLAK TLAKU
ODCHYLKA
UDÁVANÉ NAMĚŘENÉ
UDÁVANÉ
NAMĚŘENÉ
[MPa]
[MPa]
[MPa]
[%]
[MPa]
[MPa]
[%]
0,490
0,490
0,65
1,6
0,490
0,70
2,1
0,981
1,079
1,10
0,2
0,981
1,16
1,8
1,961
2,020
2,15
1,3
1,961
2,20
2,4
2,942
2,991
3,19
2,0
2,942
3,20
2,6
3,923
4,080
4,10
0,2
4,021
4,20
1,8
4,903
5,001
5,15
1,5
4,952
5,05
1,0
5,884
5,982
6,00
0,2
5,884
6,10
2,2
6,865
6,865
7,00
1,4
6,914
7,00
0,9
7,845
7,943
7,90
0,4
7,894
8,00
1,1
8,826
8,924
8,90
0,2
8,924
8,90
0,2
Příklad výpočtu Lineární regrese
b=
y = a +b⋅x
∑ x⋅∑ y − n⋅∑ x⋅ y (∑ x ) − n ⋅ ∑ x 2
a=
2
1 ⋅ (∑ y − b ⋅ ∑ x ) n
Převod jednotek 1 kp/cm2 = 98 066,5 Pa
Výpočet odchylky
odchylka =
rozdíl hodnot rozsah přřístroje
⋅ 100%
př.
0,490 − 0,65 9,80665
⋅ 100 = 1,6 %
Grafy 10 9
Naměřený tlak [MPa]
8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Nastavený tlak [MPa] rostoucí tlak
klesající tlak
nastavený tlak
Graf 1 Porovnání hodnot nastavených s hodnotami naměřenými
9
10
3,0 2,5
Odchylka [%]
y = -0,1427x + 2,564 2,0 1,5
1,0 0,5 y = -0,1202x + 2,0862 0,0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Nastavený tlak [MPa] odchylka při snižování tlaku
odchylka při zvyšování tlaku
Lineární (odchylka při snižování tlaku)
Lineární (odchylka při zvyšování tlaku)
Graf 2 Odchylky hodnot naměřených od hodnot nastavených průměrná odchylka: při snižování tlaku 1,9%, při zvyšování tlaku 1,5%
10 9
Naměřený tlak [MPa]
8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Udávaný tlak [MPa] rostoucí tlak
klesající tlak
udávaný tlak
Graf 3 Porovnání hodnot udávaných ve zkušebním osvědčení s hodnotami naměřenými
10
3,0
Odchylka [%]
2,5 2,0 y = -0,2055x + 2,5505 1,5
1,0 0,5 y = -0,0946x + 1,3459 0,0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Udávaný tlak [MPa] odchylka při zvyšování tlaku
odchylka při snižování tlaku
Lineární (odchylka při zvyšování tlaku)
Lineární (odchylka při snižování tlaku)
Graf 4 Odchylky hodnot naměřených od hodnot udávaných ve zkušebním osvědčení průměrná odchylka: při zvyšování tlaku 0,9%, při snižování tlaku 1,6%
Použité přístroje • •
Trubicový manometr o rozsahu 0 ÷ 100kp/cm2 Cejchovací zařízení ZT pro manometry (výr. Mikrotechna)
Závěr Od počátku měření jsme se potýkali s problémy u měření odporu. Měřící přístroj si doslova dělal co chtěl, proto jsme hodnoty z přístroje nebrali v úvahu. Měření probíhalo celkem slušně až do chvíle, než jsme začali snižovat tlak. Zde si myslím, že jsme udělali několik chyb, které se později projevily. Kontrolovaný manometr vykazoval průměrnou odchylku od udávaných hodnot při zvyšování tlaku 0,9% a při snižování tlaku 1,6%. Jak vidíte, odchylky hlavně při snižování tlaku zapříčinila naše nedbalost při měření. Všechny naměřené hodnoty a odchylky jsem uvedl v grafech.
