Диапазон измерения давления

При выборе манометра или датчика ошибка с диапазоном измерения давления ведёт к неточным показаниям или поломке прибора. Если взять шкалу «с запасом» – стрелка будет дёргаться в начале шкалы, а погрешность превысит допустимую. Если выбрать впритык – скачок давления выведет прибор из строя. Разберёмся, как правильно подобрать диапазон и на что обратить внимание.

Что такое диапазон измерения давления

Диапазон измерения давления – интервал значений давления, в котором прибор обеспечивает измерение с нормированной погрешностью. Этот интервал ограничен нижним и верхним пределами измерений.

Для манометра со шкалой 0–1,6 МПа:

• нижний предел измерения – 0 МПа;
• верхний предел измерения – 1,6 МПа;
• диапазон измерения – от 0 до 1,6 МПа.

Информация носит справочный характер. Для ответственных расчётов уточняйте данные в паспорте прибора и нормативной документации.

Чем диапазон измерений отличается от диапазона показаний

Эти два понятия часто путают, но они не равнозначны:

У аналоговых манометров диапазоны часто совпадают. У цифровых датчиков диапазон измерений может быть уже диапазона показаний – например, датчик отображает значения от −100 до +600 кПа, но нормированную погрешность гарантирует только от 0 до 500 кПа.

Как правильно выбрать диапазон манометра

Правило выбора диапазона зависит от характера давления:

Постоянное (статическое) давление. Рабочее значение должно находиться в пределах 1/3–2/3 шкалы. Оптимально – 50–75% верхнего предела.

Переменное (пульсирующее) давление. Рабочее значение не должно превышать 2/3 шкалы. Пульсации амплитудой до 10% от верхнего предела допустимы без демпфера.

Пример подбора

Рабочее давление в системе – 0,6 МПа. Характер – постоянный.

Для давления 0,6 МПа лучше выбрать манометр 0–1,0 МПа.

Единицы измерения давления и пересчёт

В России и странах СНГ давление указывают в паскалях (Па), мегапаскалях (МПа) и килограмм-силах на квадратный сантиметр (кгс/см²). В европейской технике распространены бары, в англоязычной – psi. Для перевода используйте калькулятор выше или таблицу соотношений.

Таблица пересчёта единиц давления

Для быстрого пересчёта на практике:

• 1 МПа ≈ 10 бар ≈ 10 кгс/см²;
• 1 бар ≈ 1 кгс/см² (погрешность менее 2%);
• 1 атм ≈ 1 бар (погрешность менее 1,3%).

Классы точности и связь с диапазоном

Класс точности – приведённая погрешность в процентах от верхнего предела измерения. Чем уже диапазон при том же классе – тем меньше абсолютная погрешность.

Абсолютная погрешность = (Класс точности × Верхний предел) / 100

Пример расчёта

Манометр класса 1,5 с диапазоном 0–10 МПа:

• абсолютная погрешность = (1,5 × 10) / 100 = ±0,15 МПа;
• при давлении 2 МПа относительная погрешность = 0,15 / 2 × 100 = 7,5%;
• при давлении 7 МПа относительная погрешность = 0,15 / 7 × 100 = 2,1%.

Вот почему измерения в начале шкалы менее точны – относительная погрешность растёт при снижении измеряемого значения.

Популярные классы точности манометров

Какой диапазон нужен для разных задач

Типичные диапазоны измерения давления в зависимости от области применения:

Какие бывают диапазоны по типу давления

Приборы различаются по измеряемому виду давления, и диапазон указывается соответственно:

Манометры избыточного давления – диапазон от 0 до верхнего предела (0–1,0 МПа). Измеряют давление относительно атмосферного.

Вакуумметры – диапазон от −100 кПа до 0 (или −1…0 бар). Измеряют разрежение ниже атмосферного.

Мановакуумметры – диапазон включает отрицательные и положительные значения (−0,1…+0,15 МПа). Используются в системах, где давление может быть выше и ниже атмосферного.

Датчики абсолютного давления – диапазон от 0 до верхнего предела, но отсчитывают от абсолютного нуля (вакуума). Диапазон 0–160 кПа означает измерение от вакуума до 60 кПа избыточного.

Дифференциальные манометры – диапазон от −ΔPmax до +ΔPmax. Измеряют разность двух давлений.

На что ещё обратить внимание при выборе

Перегрузочная способность – максимальное давление, которое прибор выдерживает без разрушения. Обычно составляет 125–150% верхнего предела. При пульсирующем давлении пиковые значения не должны превышать этот порог.

Температурный диапазон – у манометров с трубкой Бурдона рабочая температура обычно от −40 до +60 °C. При превышении погрешность растёт.

Виброустойчивость – для агрегатов с сильной вибрацией выбирайте манометры с жидкостным заполнением (глицерин, силикон) и соответствующей маркировкой (В – виброустойчивые).

Материал чувствительного элемента – для агрессивных сред нужны коррозионно-стойкие сплавы. Медные сплавы подходят для воды, воздуха и масел. Нержавеющая сталь – для кислот, щелочей и газовых сред.

Частые ошибки при выборе диапазона

Выбор «с огромным запасом». Манометр 0–25 МПа для системы на 0,4 МПа – стрелка будет в начале шкалы, относительная погрешность в 5–10 раз выше номинала класса точности.

Игнорирование пульсаций. При пульсирующем давлении стрелка совершает колебания, что ускоряет износ механизма. Без демпфера или жидкостного заполнения прибор быстро выйдет из строя.

Использование манометра вместо вакуумметра. Обычный манометр не покажет достоверное разрежение – для этого нужен мановакуумметр или вакуумметр.

Замена единиц без пересчёта. 1 кгс/см² ≠ 1 бар – разница составляет 1,9%. Для систем высокого давления (сотни бар) эта погрешность становится значительной.