tabarka

Класе тачности еталонских манометара

Под класом тачности еталона и мерила подразумевају се граничне вредности њихових основних и допунских грешака изражене у процентима опсега мерења датих еталона и мерила. Односно, класа тачности је класа еталона и мерила која задовољавају одређене метролоше захтеве да се грешке одрже у одређеним границама

Према класама тачности мерила са еластичним мерним инструментом разврстана су у следеће класе тачности:

0,1; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 1; 1,6; 2; 2,5; 4 и 5.

Избор класе инструмената мора да одговара захтеваној тачности мерења и могућности испуњења свих услова за постизање те тачности. За мерила притиска са једностраном поделом допуштена грешка одређена класом тачности изражава се у процентима горње границе мерења.

За мерила притиска са обостраном поделом допуштена грешка је одређена класом тачности изражава се у процентима збира горњих граница мерења.

Правилници о метролошким условима, пре свега потпуно дефинишу уређај о коме се говори и појмове који су везани за даље испитивање посматраног мерила. Тако се за манометре, вакуумметре и мановакуумметре дефинишу појмови еластичног мерног елемента, сталног и променљивог притиска, појмови нормалних и називних услова, највеће дозвољене грешке било при употреби или при прегледу мерила, појмови класе тачности мерила и варијације показивања мерила, код манометара за мерење притиска у пнеуматицима се дефинише подела на:

- манометре фиксно или покретно постављене у станицама за контролу притиска за време пуњења,

- ручне манометре за повремену контролу притиска у пнеуматицима (прибор возила),

- манометре уграђене на возилу за непрекидну контролу притиска у пнеуматицима у току вожње,

док се код манометара за мерење крвног притиска, поред инструмената са течношћу, помињу врсте уређаја са еластичним мерним елементом.

Дефинишу се мерни опсези манометара, и било у облику израза или табеларно, горње границе дозвољених грешака, при чему варијације показивања манометара не смеју да прелазе те вредности. Тако да за манометре за мерење крвног притиска дозвољена грешка је једнака ±3 mmHg, код манометара за мерење притиска у пнеуматицима горње границе грешке су у зависности од опсега врсте уређаја и прегледа дате табеларно, а код манометара, вакуумметара и мановакуумметара дозвољена грешка је у зависности од класе тачности и врсте прегледа дата преко линеарног израза.

Правилници о метролошким условима такође дефинишу какве све утицаје и дешавања посматрани манометри морају да издрже, да се ти утицаји после деловања и једног сата без притиска, не рефлектују у облику прекорачења дозвољене горње границе грешке. Тако манометар за мерење крвног притиска мора да издржи натпритисак за 10% већи од горње границе мерења у трајању од 15 минута, дејство притиска од 5000 осцилација који се мења од нуле до горње границе мерења са учестаношћу од 20 - 40 осцилација у минути, температурна оптерећења од -20ºС и 50ºС у трајању од 6 сати на свакој од њих и потресе са убрзањем од 30 m/s² и учестаношћу од 80-120 удараца у минути у трајању од 2 сата.

Услови испитивања манометара за мерење притиска у пнеуматицима и манометара, вакуумметара и мановакуумметара су сличних карактеристика, у зависности од радних услова у којима се одређени уређаји употребљавају. Тако манометари за мерење притиска у пнеуматицима се оптерећују натпритиском за 25% већим од горње границе мерења у трајању од 15 минута, дејством притиска од 1000 осцилација који се мења од нуле до 90/95% горње границе мерења, и дејством температурних оптеређења од -20^оС и 50ºС у трајању од 6 сати на свакој од њих. Ако се манометри користе у сервисним станицама, испитују се на оптерећење притиска од 10000 осцилација за вредности које расту од нуле до 75% горње границе мерења са учестаношћу не већом од 60 понављања у минути, а ако су на самом возилу, испитују се на оптеређење од 20000 осцилација за вредности које расту од 25% до 75% горње границе мерења са учестаношћу не већом од 60 понављања у минути, на вибрације од 50 Hz и убрзање од 50 m/s² у трајању од 2 сата као и на осцилације од 80-120 удара и убрзање од 50-70 m/s².

Манометри, мановакуумметри и вакуумметри при испитивању морају према овом правилнику да издрже оптеређење притиска у вредности горње границе мерења у трајању од 6 сати; надпритисак, у зависности од опсега: до 60 MPa - 110%, а од 60-1000 MPa - 105% горње границе мерења, притисак који се лагано мења од 20%-40% до 60%-80% у односу на горњу границу мерења са учестаношћу која не прелази 60 осцилација у минути према прописаној табели, где се број осцилација креће, у зависности од опсега, од 15000 осцилација за најмање до 1000 осцилација за највеће опсеге; температурна оптеређења при -20ºС и 50ºС у трајању од 6 сати на свакој; као и потресе са убрзањем од 30 m/s² и учестаношћу од 80-120 удараца у минути у трајању од 2 сата. Такође се правилником дефинишу и услови у којима се одређени манометри не смеју употребљавати.

Оно што на први поглед дефинише могућу исправност уређаја, је и његов спољашњи изглед тј. тачно прописани распоред елемената манометра, уз одговарајуће јасно видљиве ознаке које представљају ²име и презиме² уређаја. То подразумева н.пр. тачан облик и положај бројчаника, тачну ширину и облик казаљке уређаја, постојање уређаја за заустављање течности и тачно прописани промер цеви код манометара са течношћу, постојање уређаја за блокирање код ручних манометара за мерење притиска у пнеуматицима, тачне ширине подеока и дебљине подеоних линија, за сваки одговарајући манометар. Као завршни део испитивања, правилник прописује и место за постављање жига на коме ће бити видљив а са друге стране неће онемогуђавати очитавање са мерила.

Подела манометара

Основна подела еталона и мерила притиска је подела према области којој припада притисак који се мери, односно почетном притиску. У односу на атмосферски (барометарски) притисак који се користи као почетна тачка мерења разликују се следеће области притиска и одговарајући еталони и мерила:

- натпритисак – манометри

- атмосферски притисак – барометри

- вакуумски притисак – вакуумметри.

Поред ових еталона и мерила постоје и мановакуумметри који мере и потпритисак и натпритисак и диференцијални манометри који мере разлику два притиска од којих ни један није притисак околне средине. За високи вакуум употребљавају се еталони и мерила високог вакуума, а за мерење малих притисака са повећаном тачношћу користе се микроманометри.

По принципу рада, еталони и мерила притиска могу се поделити на четири групе:

- еталони и мерила са течношћу, заснована на хидростатичком принципу, код којих се притисак уравнотежава притиском стуба манометарске течности (живе, воде, алкохола итд.). Овде спадају: живини барометри, једноцевни и двоцевни, једноцевни манометар са сталним или променљивим нагибом, вишецевни манометар, компезациони микроманометар и компресиони манометар;

- еталони и мерила са еластичним мерним елементом код којих се мерени притисак или разлика притисака одређује по деформацији еластичног елемента. Као еластични елемент примењују се цевне опруге различите конфигурације: једно или више спиралне, у облику слова С , завојне; мембране: равне и са таласима (ребрима), тестерастим, трапезастим, синусоидним; мембранске кутије; са набораном цевном опругом;

- електрични еталони и мерила, чије је дејство засновано на зависности електричних параметара манометарског претварача од мереног притиска: манометри отпорности, пиезоелектрични (пиезокварцни), јонизациони и други;

- клипни еталони и мерила, код којих се мерени притисак или вакуум уравнотежава притиском оствареним тежином непричвршћеног клипа и теговима. Према решењима за клип могу бити: са једноставним клипом, са диференцијалним клиповима, са уравнотежавајућим клиповима и са клипним мултипликатором притиска.

На овај начин извршена подела не исцрпљује остале принципе дејства који се примењују код инструмената за мерење притиска. Као пример, наведимо термичке манометре код којих се као мера разређености јавља слабија проводљивост топлоте разређеног гаса, оптичке манометре засноване на промени индекса преламања светлости у гасу услед промене притиска и акустичне манометре код којих се искоришћава промена густине гаса, зависна од притиска и са тим у вези промене резонантне учестаности (фреквенције) затвореног колена напуњеног гасом скраћеног манометра са течношћу који представља резонатор.

Како се област притиска протеже у опсегу од преко 25 декадних нивоа опсега, логично је да не постоји ни један еталон или мерило које би покривало тако широк опсег мерења. Поред тога, у различитим подопсезима дешавају се и различити физички процеси, тако да и са те стране није могуће остварити еталон или мерило које би испуњавало све те захтеве. У табели је дата подела еталона и мерила притиска на основу физичких величина чије се вредности мере при мерењу притиска.

Осим на основу различитих ефеката који се јављају код мерења притиска, еталони и мерила притиска се деле и на основу тога да ли се притисак одређује по дефиницији или на неки други посредан начин. Уколико се вредност притиска одређује непосредно, по дефиницији, одређивањем вредности основних физичких величина (дужине, масе и времена), такви уређаји за мерење притиска називају се апсолутни (уређаји са непосредним мерењем притиска) и они заузимају места националних, секундарних еталона притиска. Сви остали уређаји за мерење притиска спадају у посредне. Код њих се за одређивање вредности притиска користи позната законитост и зависност неког физичког процеса од притиска гаса (флуида) или концентрације честица. Састоје се, углавном, од два дела – сензора (претварача) и енергетско-индикаторског дела (дела за напајање сензора и за мерење и приказивање величине електричног сигнала из сензора). У хијерархији заузимају места секундарних, радних и преносивих еталона притиска, а такође служе и као радна мерила притиска уопште.

Еталонски манометри поседују одређена метролошка својства. У спецификацијама било ког манометра, као најважније се наводе следећа својства:

1. мерни опсег – скуп вредности притиска у коме је грешка мерења притиска мања од дозвољене грешке мерења;

2. горња граница – највиша вредност притиска која се може мерити мерилом притиска, а за коју постоји добро позната зависност између вредности притиска и неке друге физичке величине или сигнала о притиску;

3. доња граница – најнижа вредност притиска која се може мерити мерилом притиска, а за коју постоји добро позната зависност између вредности притиска и неке друге физичке величине или сигнала о притиску;

4. тачност – способност мерила притиска да прикаже вредности притиска које су блиске (договореној) правој вредности мереног притиска, односно то је квалитативни показатељ одступања средње вредности (добијене из великог броја мерења) од (договорене) праве вредности;

5. поновљивост – способност мерила притиска да обезбеђује веома блиска показивања при понављаним применама притиска у истим условима мерења, односно то је квантитативни показатељ слагања средње вредности притиска добијене из различитих скупова појединачних мерења при сталном притиску;

6. репродуктивност – блискост слагања између резултата мерења притиска у промењеним условима мерења;

7. хистерезис – утицај редоследа претходних улазних сигнала, при датом улазном сигналу, на излазни сигнал мерила притиска;

8. осетљивост – однос прираштаја излазног сигнала мерила притиска и одговарајућег прираштаја улазног сигнала;

9. праг покретљивости – највећа промена улазног сигнала (побуде) мерила притиска која не изазива уочљиву промену излазног сигнала (одзива) мерила притиска, при чему је промена улазног сигнала спора и монотона;

10. разлагање (резолуција) – способност мерила притиска да јасно и видљиво приказује и разликује веома блиске вредности мерене величине (притиска);

11. линеарност – способност мерила притиска да излазни сигнал буде линеарна функција улазног сигнала;

12. стабилност – способност мерила притиска да своје метролошке карактеристике одржава константним.

Ове карактеристике представљају статистичке карактеристике које се добијају мерењем константних или споро променљивих величина. У случају да се врши мерење брзо променљивих величина, где се релације између излазног и улазног сигнала изражавају диференцијалним једначинама, добијају се динамичке карактеристике. Дефинисање ових особина се врши потпуно независно у одговарајућим условима, иако статичке карактеристике утичу на мерење и у динамичким условима, при чему се метролошке карактеристике мерила притиска добијају суперпонирањем обеју особина.