Как мерять давление: измерение давления электронным и ручным тонометром

Содержание

Как измерять механическим тонометром давление?

Немного истории

Связь состояния здоровья со скоростью движения крови по сосудам и с частотой сердцебиения известна человеку уже тысячи лет – еще лекари и врачеватели Египта и Древней Греции отмечали изменения самочувствия в зависимости от частоты пульса. 

Конечно, артериальное давление (АД) тогда мерить не умели, да и что делать с результатами измерений, не знали — поэтому вопрос практического использования этой информации оставался открытым до конца XIX века. 

К этому времени тогдашние медики уже точно знали, что слабость, головные боли, головокружения, обмороки, апоплексические удары могли быть напрямую связаны с циркуляцией крови по телу и её параметрами. Поэтому, неудивительно, что измерение скорости течения крови и величины ее давления на стенки сосудов казалось им важной задачей, эффективно способствующей правильным диагнозу и лечению.

В 1896 году итальянский врач Сципион Рива-Роччи предложил медицинскому сообществу способ оценки величины АД, который довольно точно отражает этот процесс и сегодня.

Устройство, изобретенное им, выглядело практически так же, как и современные тонометры, и состояло из пустого мешка, установленного в манжету из неэластичного материала, которая облегало плечо и накачивалось резиновой помпой. Подаваемое давление оценивалось ртутным манометром и увеличивалось до полного пропадания пульса. Потом давление снижалось, и при возобновлении биения вен, фиксировалась величина систолического давления. 

В 1905 году врач Санкт-Петербургской Военной Медицинской Академии, пионер современной сосудистой хирургии Николай Сергеевич Коротков представил свой знаменитый, воистину революционный доклад о звуковом методе измерения АД с применением рукава Рива-Роччи. Суть метода заключается в том, что для прослушивания тонов (звуков, связанных с работой внутренних органов), появляющихся ниже рукава в артерии, при сжатии им плеча – используется стетоскоп. Значение, зафиксированное манометром при появлении первого тона, считается соответствующим систолическому давлению, а при исчезновении звуков, фиксируется величина диастолического давления.

 

Эта технология измерения и по сей день лежит в основе методологии измерения АД. Звуки, по которым оцениваются верхний и нижний пороги давления, назвали в честь русского хирурга – тонами Короткова, а предложенный им метод измерения систолического и диастолического давления, и сейчас является основным принципом работы любого тонометра.

Тонометр механический

Как ни странно, этот прибор во многом превосходит свои электронные аналоги. Это очень точный прибор. Погрешность его измерений составляет порядка ±3 мм ртутного столба, что существенно ниже, нежели у автоматических устройств. Механический тонометр не нуждается в дополнительных источниках энергии для работы – и в этом еще один его плюс, ведь порой батарейки могут закончиться в самый неподходящий момент. Именно по этим причинам ему отдают предпочтение практикующие врачи.

Механический тонометр конструктивно состоит из манометра, стетоскопа, нагнетателя воздуха и манжеты. Стетоскоп, встроенный в манжету, может входить в базовую комплектацию устройства, но может и приобретаться отдельно. Именно в этом, кстати, состоит основное отличие бюджетных моделей от более дорогих устройств. Также некоторые тонометры могут иметь манометр, совмещенный с нагнетателем воздуха, что делается для удобства пользования. 

Манометр – это своего рода дисплей, на который выводятся результаты измерений. С помощью стетоскопа прослушиваются сердечные тона в процессе измерения. Груша (нагнетатель воздуха) оснащена двумя клапанами – клапаном сброса и обратным клапаном. При нагнетании воздуха, последний из них не дает воздуху покинуть грушу, тогда как для выпуска воздуха следует плавно открыть клапан сброса. Манжеты у механических тонометров могут быть разного размера – для измерения у взрослых различной комплектации, детей и подростков. 

В целом, конструкция механического тонометра проста и не требует дополнительных технических знаний. Однако измерения с его помощью можно проводить только при наличии хорошего слуха и опыта работы с прибором, поэтому вне медицинских учреждений механический тонометр применяется нечасто, хоть он и считается очень точным.

Измеряем АД механическим тонометром

Такая лечебная процедура имеет вполне четкие показания. Регулярное или ежедневное измерение давления следует проводить в следующих случаях: 

— пожилой возраст 
— первичная фиксация повышенного давления 
— поражения сердечно-сосудистой системы (острые или хронические) 
— изменение схем лечения и карты препаратов при гипертонии 
— назначение лекарственных препаратов, влияющих на АД, при иных заболеваниях 

Процесс измерения сам по себе не сложен, но есть ряд правил и рекомендаций, которые помогут провести его правильно. 

Измерения проводятся только на голую руку. Нельзя фиксировать манжету на одежду – такое измерение не даст верных результатов. 

За раз следует делать два-три измерения, с интервалом в несколько минут. Среднее арифметическое значение и будет искомой величиной. Измерения следует проводить в одно и тоже время – как правило, утром и вечером. Для анализа течения болезни и получаемого лечения, результаты необходимо фиксировать на бумаге или в компьютере/смартфоне. 

Внимательно прочитайте инструкцию к тонометру. Все они имеют общую технику и методологию измерений, но в зависимости от модели прибора и его производителя, могут иметь нюансы, которые, конечно же, следует узнать заранее. 

Измерения следует проводить, будучи в спокойном, размеренном состоянии. При любой нервной активности (как и при заметных болевых ощущениях), давление повышается, и результаты не будут отражать истинной картины. 

Для получения адекватных результатов, очень важно подобрать манжету правильного размера. 

За полчаса до процедуры не следует курить, пить кофе, иметь физические нагрузки. Как минимум, за пять минут до измерения следует опорожнить мочевой пузырь и немного подождать перед началом процесса. 

Во время измерения необходимо занимать правильное положение. Сидеть следует прямо, причем обе ноги должны касаться пола и не могут быть скрещены.

Рука с манжетой опирается на ровную поверхность, при этом плечо расположено на уровне сердца. 

Манжету тонометра следует фиксировать прямо над локтевым сгибом. 

Сначала исследование давления осуществляется пальпаторным методом, когда подаваемый воздух доводит давление до уровня 70 мм ртутного столба, а затем оно плавно поднимается на 10 мм, до полного исчезновения пульса на лучевой артерии, после чего воздух плавно стравливается до появления пульса. 

Теперь можно приступать к аускультативному способу, для чего дополнительно понадобится фонендоскоп, который нужно разместить на уровне локтевой ямки. Далее необходимо подавать воздух в баллон, чтобы итоговое давление в манжете превышало значение исчезновения пульса на артерии, на 20-30 мм ртутного столба. Теперь клапан следует приоткрыть и отслеживать тона Короткова. 

Значения на манометре следует фиксировать при затихании возникших первых звучных тонов, и в момент, когда они совсем перестают прослушиваться. Показатели давления крови записывают во время систолы и диастолы. Так же давление измеряют через 30 секунд, после чего высчитывают среднее арифметическое, что и будет реальной величиной уровня АД.

Давление под контролем – здоровье под защитой

Нормальное артериальное давление – симптом здоровья и хорошего самочувствия. Чрезвычайно важно держать его под контролем не только во время болезни, но и в обычной жизни. Лишним дополнительный контроль самочувствия не будет никогда, а вот полезным или даже спасительным может оказаться в любой момент. 

Именно поэтому мы рекомендуем всем иметь тонометр дома – хотя бы на всякий случай. Современный ассортимент этих приборов позволяет каждому подобрать для себя оптимальный, как по характеристикам, так и по цене, вариант. 

Если же ваш выбор упадет на механический тонометр, хотим еще раз напомнить – его использование требует хорошего слуха и определенных навыков. Конечно, можно выбрать автоматическое устройство – измерения с его помощью просты и доступны каждому. Но, если вы всё же решитесь обучиться измерять давление с помощью механического тонометра, вы всегда можете быть уверены в возможности провести измерение и получить точные результаты.

Будьте здоровы!

Как правильно измерить давление — Няганская окружная больница

Вторник,  29  Сентября  2020

Повышенное артериальное давление – один из самых серьезных факторов риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний. Именно он уносит больше всего жизней на планете. Поэтому очень важно каждому человеку время от времени измерять артериальное давление. И делать это правильно. Как же именно?

Правильное место измерения

Как ни странно, но большинству людей давление лучше измерять … дома. Врачам хорошо известен термин «гипертония белого халата» — когда перед измерением давления в медицинском учреждении у человека уровень АД резко поднимается. Однако дома пациент с диагностированной «гипертонией» при измерении видит нормальный уровень артериального давления. Статистика показывает, что «гипертонией белого халата» страдает примерно 10 процентов людей.

Правильный прибор

Самые точные бытовые тонометры – с манжетой, надевающейся на плечо. Тонометры с манжетой на запястье и на пальце менее точны.

Правильное расположение манжеты

Манжета на плече должна находиться на два сантиметра выше локтевого сгиба. В любом случае при измерении давления манжета должна находиться на уровне сердца, поэтому при манжете на запястье руку нужно прижимать к груди. Нельзя накладывать манжету на ткань.

Правильно измерить

Измерять давление лучше утром, до того, как вы позавтракали и выпили кофе, до того, как вы сделали зарядку. Делайте измерение сидя, положив руку на стол, открытой ладонью кверху.

Измерьте давление 2–3 раза на каждой руке с интервалом в 2–3 минуты. Проверьте, на какой из рук давление регулярно выше, и используйте именно эту руку. Если давление на разных руках сильно отличается (более 20 мм. Рт. Ст.) – это повод для исследования сосудов и вызывает подозрение в их патологии. Иногда бывает так, что правильно измерить давление можно только на ноге.

Ведите дневник

Меряйте давление 2–3 раза в день и заносите записи в тетрадку или файл на компьютере или в телефоне. Это может принести неоценимую пользу впоследствии при постановке диагноза и назначении лечения.


очередная история вопроса / Хабр

Сегодня мы предлагаем вам очередную заметку из рубрики, «как это было», в рамках которой мы уже коротко знакомили вас с

историей

возникновения шагомера,

проблемой

изучения феномена осознанных сновидений,

настоящим

«автором» электронной сигареты, а также большой

историей

изучения человеческого мозга.

На этот раз мы предлагаем историю измерения кровяного давления, благо она короткая: впервые давление измерили в 1733 году, и внутри мы расскажем о том, кто это сделал.

Кровяное давление можно измерять прямым путем или «непрямым», и к последнему относятся все неинвазивные методы, самыми распространенными из которых и наиболее «цитируемыми» являются цифровые и механические тонометры. Тем не менее, учитывая определенное увлечение этой «метрикой» среди производителей носимых гаджетов, груши и манжеты — уже не монополисты.

На страницах нашего блога вы могли читать обзор трекера W/me2, видеть подборку современных гаджетов, которые умеют или могли бы уметь делать замеры. Слухи про вторую модель Apple Watch систематически наделяют новые часы датчиком давления, а лидер рынка Fitbit еще в прошлом году заверил устами генерального директора, что добавит возможность мониторить давления в текущем году. Так или иначе, это все методы «не классические»

Что будет в будущем, конечно, никто из нас толком не знает, а вот немного заглянуть в прошлое мы посмели. Итак, впервые кровяное давление было измерено Стивеном Хейлсом. Тот самый случай, когда медицина и религия успешно «уживались» в одной голове и не мешали друг другу.

Богослов и естествоиспытатель родился в 1677 году в многодетной семье. Обучался теологии и естественным наукам, после чего отправлял должность викария в одном из графств.

Впрочем, запомнился он отнюдь не как философ или теоретик христианства, но как ученый естествоиспытатель, с чьим именем связано несколько крупных открытий в ботанике, ряд изобретений, а также первые опыты по измерению давления. Этим опытам посвящена вторая часть его книги «Statical Essays», где приведены описания экспериментов и таблицы впервые получаемых данных.

Надо непременно уточнить, что первые опыты со вставкой трубки в сосуды для определения того, на какую высоту поднимается кровь, производились, конечно, не на людях, за что, кстати, Хейлса критиковали, в том числе и известные современники. Одним из них был поэт Александр Поуп, страстный любитель собак.

Сохранилось изображение одного из первых опытов Хейлса, который он проводил на лошадях:

Так или иначе этот «живодерский» подход наделил Хейлса званием первого человека, который измерил кровяное давление, а «Гемостатика», книга из второй части «Statical Essays» — памятник об этом и тому доказательство. Свои эксперименты Хейлс проводил примерно с 1709 года.

Кстати, в первой части автор рассуждает о роли воздуха в жизни животных и растений, обращает внимание на способности корней некоторых образцов весьма избирательно поглощать минеральные вещества из почвы, рассуждает о качестве воздуха и влиянии его на продолжительность жизни. Эти наблюдения побудили его изобрести вентилятор!

И тогда же его начали применять в тюрьмах, на заводах, в портах, что существенно (по тем меркам) повысило продолжительность жизни работников и отбывающих наказание преступников.

Прошло 100 лет…

Надо сказать, что открытые Хейлсом возможности не сразу нашли применение в клинической медицине, и прошло почти сто лет, прежде чем опыты по измерению кровяного давления были продолжены. Продолжил же их физик Жан Луи Мари Пуазёйль.

Его вклад в гемодинамику неотрывен от физических экспериментов, и одни из них подталкивали другие. Так, в результате исследований был сформулирован закон, носящий его имя, как и одно из ламинарных течений.

Его исследования в области истечения жидкости через тонкую цилиндрическую трубку получили широкое применение для определения вязкости и скорости течения в капиллярах. Впервые для определения давления воспользовался ртутным манометром, U-образным «девайсом», который помог ему зафиксировать давление в том числе и у человека. Произошло это во время ампутации бедра, и выражалось как 120 мм. рт. ст. Собственно, традиция «ртутного столба» берет свои корни именно от ртутного манометра Пуазёйля. Открытия ученого, связанные с медициной, пришлись на конец 30-х годов 19 века.

Его «U» усовершенствовал выдающийся физиолог Карл Людвиг, которому принадлежит масса важных открытий в медицине, в том числе и в области сердечно-сосудистых заболеваний, нервной системы и т. п.

Давление он предлагал измерять с помощью кимографа. Так он назвал свой «гаджет», который по сути являл собой усовершенствованный ртутный манометр и позволял графически оформлять и регистрировать результаты давления в разных условиях.

Так как в основе был ртутный манометр, использованный Пуазёйлем, то метод Людвига был также инвазивным, и одна из сторон трубки, погружаемой в артерию, закреплялась в ней с помощью катетера. Опыты на животных позволили обнаружить ряд закономерностей между дыхательными процессами и давлением крови. Позднее появился еще один прибор — «кровяные часы Людвига» для измерения регионарного кровотока и сердечного выброса. Это было около 1847 года.

Эти опыты, в отличие от чисто научных экспериментов того же Хейлса, уже могли применяться в медицине, однако клиническую практику методы измерения смогли пополнить позднее, тогда, когда появились первые возможности неинвазивного измерения. Они связаны с именем Карла Вирордта, который также работал в середине 19 века.

Он работал над методами измерения кровотока, в результате чего предложил прибор, который был назван сфигмограф и положил начало сфигмографии как методу в медицине. Ученый базирует свой метод измерения на гипотезе, что косвенно давление может быть измерено путем «противодавления» при котором прекращается пульсация. И первые записанные им показания перед вами:

Собственно, эта идея с пульсацией, или биением, в процессе измерения давления актуальна и поныне.

Над усовершенствованием устройства Вирордта работал Этьен-Жюль Марэ, который известен и как физиолог, и как кардиолог, и как фотограф, который положил начало целому направлению — хронофотографии.

Марэ ввел в клиническую медицину первый сфигмограф, который разрабатывался совместно с часовщиками «Бреге», а также методом плетизмографии попытался получить данные о давлении.

Его работа «Давление и скорость потока крови» вышла в 1876 году, где он описал принцип расслабления артериальной стенки, и добился на своем аппарате впервые двух цифр: систолического и диастолического давления.

После измерения давления методом помещения руки в стеклянную колбу, то есть методом Марэ, возник еще один, похожий, но улучшенный. Его предложил Самуэль Зигфрид Карл Риттер фон Баш. В 1881 году он заменяет колбу на резиновый мешочек с водой, который уже обматывается вокруг руки. Но при том, что этот метод уже напоминает как бы современные тонометры, показывал он только верхнее, систолическое давление.

Прибор Баша модернизирует, еще более уподобляя современным, знаменитый кардиолог Пьер Потэн, который в 1899 году меняет воду в резиновом мешочке на воздух, который также, оказывая давление на руку меняет «положение» ртути в сфигмоманометре, регистрируя верхнее давление.

Полую резиновую манжету для измерения давления использовал и Густав Гартнер, однако созданное им изобретение он впервые назвал иначе. Так он ввел в обиход термин «тонометр», и именно так по сей день мы и называем приборы с аналогичным назначением.

Несколькими годами ранее, в 1896 году появился новый метод при старом названии оборудования. Его появление связано с именем Рива-Роччи.

Суть его метода заключалась в следующем. В резиновую шину, опоясывающую руку, нагнетался воздух, и показания ртутного столба, при которых прекращалась пульсация, соответствовали систолическому давлению. Затем воздух постепенно выпускался, и возвращение пульсации фиксировалось как диастолическое давление.

Изобретение Рива-Роччи без посягательства на метод слегка модернизировал немецкий врач Генрих фон Реклингхаузен, заменив ртутную шкалу пружинной, а резиновую шину манжетой, близкой к нынешним.

Метод Короткова

Этот метод используется и сейчас в клинической практике во всем мире. Открыл его в 1905 году российский военный врач, заслышав шумы, которые возникают при накачивании грушей манжеты. Получилось это по воле случая, поэтому теоретическими обоснованиями данный метод обязан другому профессору, фамилия которого одно время стояла рядом в сочетании «Метод Коротково-Яновского».

Согласно этой механике, уровень давления в манжете, зафиксированный во время первого шума, показывает верхнее давление. Когда же постепенно кровоток выравнивается, и звуки пропадают, фиксируется давление диастолическое.

Дальнейшее развитие возможностей измерения давления связано уже скорее с созданием и совершенствований новых аппаратов, тонометров и других девайсов, и все основные фамилии практиков перечислены.

Спасибо за внимание.

Приложение Samsung Health Monitor для измерения давления получило одобрение Министерства продовольственной безопасности и лекарственных средств Южной Кореи

Компания Samsung Electronics объявляет о том, что приложение Samsung Health Monitor, которое позволяет измерять давление без использования традиционного тонометра, получило одобрение Министерства продовольственной безопасности и лекарственных средств Южной Кореи (MFDS) для использования в качестве медицинского устройства (SaMD). Samsung Health Monitor в сочетании с передовой сенсорной технологией Galaxy Watch Active21 предоставляет пользователям удобный и простой способ мониторинга одного из самых важных показателей состояния организма.

 

Повышенное давление значительно увеличивает риск возникновения заболеваний головного мозга, почек и сердца, включая инсульт и ишемическую болезнь, в случае несвоевременного оказания медицинской помощи. Samsung Health Monitor помогает измерять артериальное давление, контролировать самочувствие, отслеживать биоритмы и другие параметры здоровья. Для этого Galaxy Watch Active2 оснастили суперчувствительными датчиками измерения частоты сердечных сокращений, что позволяет отслеживать ативность пользователя при выполнении упражнений, в состоянии сна или стресса.  

 

 

Перед использованием Galaxy Watch Active2 необходимо откалибровать в соответствии с показателями тонометра, после чего пользователю достаточно просто нажать на значок “Измерить” давление. Гаджет проведет замер артериального давления посредством анализа пульсовой волны, которая отслеживается пульсометром. Затем программа анализирует взаимосвязь между калибровочным значением и изменением артериального давления для определения показателей последнего3.

 

Для более точной диагностики пользователям рекомендовано проводить калибровку своего устройства не реже одного раза в четыре недели.

 

Приложение Samsung Health Monitor будет доступно в третьем квартале этого года для Galaxy Watch Active2 и последующих носимых устройств нового поколения. О доступности данной функциональности устройства на российском рынке будет сообщено дополнительно.

 

1. Для подключения требуется смартфон Galaxy с OC Android N или выше и Galaxy Watch Active2 или более новые устройства Galaxy Watch.

2. Доступность функций может зависеть от рынка.

3.Измерять давление рекомендовано в состоянии покоя, как при использовании традиционной манжеты, и воздержаться от процедуры во время работы, курения или питья.

Гипертония или норма: как правильно измерять давление

Фото pixabay.com

Автоматические тонометры — цифровые аппараты, которые фиксируют давление без помощи врача со стетоскопом. Они могут давать погрешность при аритмии, но на сегодняшний день это лучший вариант для измерения давления в домашних условиях. Полуавтоматический тонометр дешевле, но он менее точный. Так что, если у вас гипертония, лучше доплатите за автомат.

Выбирайте тонометр, который прошел клинические испытания. Пометка об этом должна быть в инструкции или в сертификате соответствия. Список проверенных аппаратов есть на сайте Британского и Ирландского общества гипертонии.

Большинству взрослых людей подходит стандартная манжета, которая продается в комплекте с прибором. Если она окажется велика или мала, результаты измерения будут неточными. Манжета должна плотно оборачиваться вокруг руки, чтобы под нее можно было засунуть два пальца.

Приборы, которые измеряют давление на запястьях и пальцах, дают ненадежные результаты. Приложения для смартфонов использовать для медицинского контроля давления нельзя.

Измерять давление дома порой надежнее, чем в клинике: многие пациенты нервничают в присутствии врача, из-за чего давление повышается.  Феномен называется «гипертонией белого халата». Измерять давление надо в одно и то же время. Если давление необходимо контролировать в течение дня, уточните у врача, в какие часы это лучше делать.

Чем холоднее в помещении, тем выше погрешность измерения давления. В квартире должна быть комфортная температура: 18-25 °С. Перед и во время процедуры желательно не нервничать, вокруг должно быть тихо. Переполненный мочевой пузырь тоже увеличивает давление.

Измерять давление лучше через два часа после физических нагрузок, через час после кофе и еды, через полчаса после последней сигареты, если вы курите.

При измерении давления надо освободить руку от одежды, но закатывать рукав не стоит — это может пережать артерию и исказить результат. Надевать манжету поверх одежды нельзя.

Сядьте на стул со спинкой и облокотитесь на нее, поставьте ноги ровно, не перекрещивайте их. Положите локоть и предплечье на стол и расслабьте руку. Посидите так пять минут, чтобы успокоиться. Наденьте манжету по инструкции и затяните так, чтобы под нее помещалось два пальца. Трубка должна быть сверху, прибор — стоять на столе экраном к вам.

Если у вас автоматический тонометр, просто нажмите на кнопку. Если полуавтоматический, важно нагнетать воздух в манжету как можно более плавно. Пока манжета надувается, ни с кем не разговаривайте. Когда она сдуется, запишите результат измерений. Повторите измерения через 3–5 минут.

Мерять давление надо на той руке, давление на которой оказывается выше. Чаще всего это рабочая рука.

Точность тонометра нужно регулярно проверять — один раз в один-три года. График проверки должен быть указан в руководстве пользователя. Сделать это можно в сервисном центре.

Нормальное артериальное давление у здоровых людей находится в пределах от 90/60 до 120/80 мм ртутного столба. У людей с сердечно-сосудистыми болезнями, диабетом или заболеваниями почек нормальное артериальное должно быть не выше 130/80.

При высоком давлении нужно обратиться к врачу. Гипертонию следует контролировать. При давлении ниже 90/60, если вы чувствуете слабость, тошноту и головокружение, также следует обратиться к доктору. Если показатели превысили 180/120 и вы чувствуете боль в груди или в спине, испытываете одышку, чувствуете онемение или слабость в руках или ногах, вдруг стали хуже видеть и вам сложно говорить, вызывайте скорую. Самостоятельно ехать в больницу нельзя — это может быть опасно, сообщает Women’s Health.

Читайте также: сомнолог рассказал, что нельзя делать при внезапном пробуждении ночью.

Как правильно измерять артериальное давление?

Гипертония — это заболевание, при котором сосуды постоянно испытывают повышенное артериальное давление (АД). 

Давление считается повышенным, если оно превышает показатели 140/90 мм рт. ст.  

Гипертония может протекать бессимптомно. В большинстве случаев пациент с артериальной гипертонией не испытывает никаких неприятных ощущений, поэтому самостоятельное измерение давления — это единственный эффективный способ выявления проблемы [1].

Как измерить давление дома?

Если вы еще никогда не измеряли давление самостоятельно, то следует знать, что:

  • людям среднего и старшего возраста рекомендуется делать это регулярно;
  • в аптеках представлен широкий ассортимент измерительных приборов разной ценовой категории, которые позволяют проделывать эту процедуру в удобный для вас момент, где бы вы ни находились.

Регулярное измерение АД и предотвращение развития гипертонии — это главная задача в профилактике возникновения таких сердечно-сосудистых заболеваний, как инфаркт, инсульт, сердечная недостаточность и ишемическая болезнь сердца.

Согласно рекомендациям врачей электронный прибор для самостоятельного измерения давления должен отвечать следующим требованиям:

  • предпочтительно фиксироваться на плече, а не на запястье, поскольку такие приборы считаются более точными;
  • приводиться в действие одной кнопкой. Воздух в манжету должен нагнетаться автоматически. Нагнетание воздуха вручную может привести к завышению показателей на 10–14 мм рт. ст.;
  • если окружность плеча превышает 32 см, то вам нужна большая манжета, если меньше 26 см — то малая. Использование манжеты не по размеру искажает показатели давления [2].

Основные правила измерения артериального давления

  • За 30 минут до начала процедуры стоит воздержаться от курения, приема пищи и тонизирующих напитков, отдохнуть в течение 5 минут в удобной позе.
  • Измерять давление следует в положении сидя, опираясь предплечьем на стол, спиной на спинку стула и ногами в пол, не скрещивая их.
  • Накладывать манжету тонометра надо на обнаженное плечо одной и той же руки таким образом, чтобы специальная метка на ней была над локтевой ямкой, а край манжеты находился на 2 см выше.
  • Манжета не должна быть наложена ни слишком туго, ни слишком свободно, поэтому под ней должен проходить кончик указательного пальца.
  • Следует произвести 2 измерения АД с интервалом в 1–2 минуты. Если разница между значениями измерений более 10 мм рт. ст., то следует провести дополнительное измерение. Регистрируется среднее значение АД из двух последних измерений.
  • Если пациент не может находиться в сидячем положении, то давление ему мерят лежа. Рука с манжетой должна быть вытянута вдоль тела.
  • Если вам предстоит поход к врачу, рекомендуется начать регулярно осуществлять контроль АД за неделю до визита, зафиксировать результаты и взять эти записи с собой [3].

Если в результате самостоятельных измерений три раза подряд значения превысили допустимые, вам обязательно нужно обратиться к терапевту.  

После определения вашего АД и других факторов сердечно-сосудистого риска врач поставит диагноз и порекомендует лечение. Будет ли лечение медикаментозным, зависит от вашего уровня сердечно-сосудистого риска. Но вам однозначно предстоит скорректировать свое питание, начать заниматься спортом, если ваша физическая активность недостаточна, и регулярно самостоятельно измерять давление.

Список литературы

1. Всемирная организация здравоохранения https://www.who.int/features/qa/82/ru/, дата доступа 19.06.2020.

2. Агеев Ф. Т., Смирнова М. Д.  Измерение АД на амбулаторном приеме, в стационаре и в домашних условиях: правила, проблемы и способы их решения. Российский медицинский журнал, 2016. , дата доступа 19.06.2020.

3. Клинические рекомендации. Артериальная гипертензия у взрослых, Российское кардиологическое общество, 2020.  https://scardio.ru/content/Guidelines/Clinic_rek_AG_2020.pdf, дата доступа 19.06.2020.

Читлова В.В.

Врач-психиатр, к.м.н., доцент кафедры психиатрии и психосоматики Первого МГМУ им. Сеченова

Cоавтор, редактор и медицинский эксперт:

Волобуева Ирина Владимировна

Родилась 17.09.1992.

  • 2015 г. — Сумской государственный университет по специализации «Лечебное дело».
  • 2017 г. — Окончила интернатуру по специальности «Семейная медицина» и также защитила магистерскую работу по теме «Особенности развития антибиотикоассоциированной диареи у детей разных возрастных групп».

Давление воздуха в колёсах. Когда замерять и чем накачивать

Давление воздуха в шинах существенно влияет на параметры езды: комфорт, управляемость машины, экономичность и безопасность. Важно поддерживать рекомендуемое производителем давление и регулярно проверять его. Разберёмся, как делать это правильно.

К чему приводит неправильное давление в шинах

При движении по асфальту неправильное давление в шинах (как повышенное, так и пониженное) приводит к уменьшению пятна контакта с дорогой. Перекаченное колесо цепляется за поверхность лишь центральной частью, что ведёт к её быстрому износу. Плохо накаченная шина наоборот «садится» на боковины, опираясь на плечевые зоны протектора и проминая центральную часть внутрь. Вот как это выглядит:

И недостаток, и избыток давления воздуха в шинах создают множество проблем водителю.

Негативные последствия избыточного давления в шинах:

1. Усиленный износ центральной части протектора шины.
2. Снижение комфорта езды, жёсткость проезда ям и дорожных неровностей.
3. Повышенная нагрузка на подвеску автомобиля из-за уменьшения демпфирующего эффекта шины.
4. Риск повреждения шины и возникновения грыжи при ударной нагрузке (попадании в яму или выбоину).
5. Снижение стабильности управления из-за уменьшения пятна контакта.

Негативные последствия недостаточного давления в шинах:

1. Повышенный износ боковин протектора (плечевых зон).
2. Сильная деформация резины при проезде неровностей, что повышает риск повреждения шины.
3. Повышение температуры шины, что грозит расслоением каркаса и может привести к взрыву покрышки на высокой скорости.
4. Повышенный риск аквапланирования на мокрой дороге.
5. Риск разбортировки шины.
6. Повышенный расход топлива.

Сниженное давление сильно бьёт по карману водителя: падение давления на 20% (что не редкость: достаточно, например, спустить колеса до 1,8 атмосферы вместо предписанных производителем 2,2) сокращает срок эксплуатации шины на 25–30% и увеличивает расход топлива на 3%.

Каким должно быть давление в шинах

Универсального давления в шинах не существует: оно зависит от размерности шин, характеристик машины (прежде всего, веса) и дорожных условий. Поэтому важно соблюдать заводские рекомендации, поддерживая именно то давление в шинах, на которое рассчитывали инженеры при проектировании автомобиля.

Рекомендуемое для вашей машины давление можно найти в инструкции по эксплуатации и на наклейке в дверном проёме. Если на автомобиль, в зависимости от комплектации, устанавливались шины нескольких размерностей, то рекомендуемое для них давление может отличаться — ищите в таблице именно свой размер колёс. Производитель может предписывать увеличение давления в шинах при максимальной загрузке машины. Для запасного колеса (Spare tire) нужное давление также указано отдельной строкой — обратите внимание, оно намного выше стандартного.

Единицы измерения давления

Итак, нужные параметры давления вы нашли, осталось расшифровать их. В физике давление измеряют в паскалях, в реальной жизни — в чём угодно: в барах, атмосферах, фунт-силах, килограмм-силах… Водители и работники шиномонтажа обычно оперируют термином атмосфера, но на манометрах (приборах для измерения давления) такая единица зачастую отсутствует. Давайте разберёмся с этой путаницей.

Атмосфера — внесистемная единица измерения, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли. Поскольку она широко вошла в обиход, понадобилось как-то приравнять её к корректным физическим единицам. Для простоты одну атмосферу считают равной одному бару, одной килограмм-силе и ста килопаскалям.

Кроме технической атмосферы (ат) есть ещё и физическая атмосфера (атм), которая немного больше. Опять же, для удобства их считают равными. Но все эти допущения вносят погрешность, поэтому, если вам нужно точное давление в шинах, замеряйте его корректно — в паскалях или барах. Тем более, что производители обычно указывают давление именно в этих величинах.

Имперские фунт-силы (они же PSI, «псай»), популярные в США, переводить сложнее, тут без калькулятора уже не обойтись. В таблице мы собрали вместе все единицы давления с точными значениями, а также примерно привели их друг к другу для упрощения расчётов:

1 атм ≈ 1 бар ≈ 1 кгс/см² ≈ 100 кПа ≈ 14,5 psi

Единицы давления

 

Паскаль
(Pa, Па)

Бар
(bar, бар)

Техническая атмосфера
(at, ат)

Физическая атмосфера
(atm, атм)

Фунт-сила на квадр.дюйм
(psi)

1 Па

1 Н/м²

10-5

10,197•10-6

9,8692•10-6

145,04•10-6

1 бар

105

1•106 дин/см²

1,0197

0,98692

14,504

1 ат

98066,5

0,980665

1 кгс/см²

0,96784

14,223

1 атм

101325

1,01325

1,033

1 атм

14,696

1 psi

6894,76

68,948•10-3

70,307•10-3

68,046•10-3

1 lbf/in²

 

Как правильно измерить давление в шинах

Проверять давление в шинах желательно ежедневно, перед поездкой. Но такое возможно только при очень размеренном ритме жизни. В реальности проверка хотя бы раз в месяц — уже отличный показатель для среднестатистического водителя. Но перед поездкой на большое расстояние проверку давления и визуальный осмотр шин и дисков нужно делать в любом случае.

Измерять давление нужно в холодных шинах, то есть до начала движения. В процессе езды шины нагреваются, что увеличивает давление примерно на 10%. Поэтому никогда не спускайте якобы лишних воздух из горячих шин: после остывания давление окажется ниже нормы. Если же вам пришлось подкачивать горячую шину во время поездки, качайте её на 10% больше номинала, и вновь проверьте давление, когда колёса остынут — не ранее, чем через 3 часа после остановки.

Всегда проверяйте давление во всех колёсах. Разное давление в шинах серьёзно сказывается на управляемости, и может стать причиной увода машины в сторону. Не забывайте и о «запаске»: она всегда должна быть накачана на случай непредвиденной замены колеса в дороге.

Когда требуется корректировка давления в шинах

Для длительного движения на больших скоростях (более 160 км/ч) производители автомобилей советуют повышать давление в шинах на 0,2–0,4 бара от рекомендованного. Это несколько улучшит управляемость машины, хотя и негативно скажется на комфорте. Но подобные советы актуальны для передвижения по скоростным автобанам, а не для повседневной городской эксплуатации, особенно в России.

Перед длительной поездкой по грунтовке или дороге с раскисшим покрытием (грязь, снег) разумно, наоборот, снизить давление в шинах — это улучшит зацеп. Летом стоит ограничиться снижением давления на 5–10% от номинала, а зимой — на 10–15%.

Давление в низкопрофильных шинах

За давлением в низкопрофильных шинах (особенно нештатной размерности) нужно следить особенно внимательно. Низкопрофильные шины имеют две особенности: маленькую высоту боковины (профиля) и большой диаметр обода. Если в шине правильное давление воздуха, в контакте с дорогой находится только протектор. Низкое давление вызывает искривление боковины шины, из-за чего она начинает касаться дорожного полотна и быстро изнашиваться, вплоть до полного истирания. Да и пробить низкопрофильную шину на яме при низком давлении намного проще.

При накачке низкопрофильных шин нужно ориентироваться на давление, указанное для полной загрузки машины, и максимально допустимое давление для конкретной шины. Оно обозначено на боковине, рядом с надписью max pressure, в одной из принятых единиц измерения: килопаскалях (KPA), барах (BAR) или фунт-силах (PSI).

Чем измерять давление в шинах

Современные автомобили, оборудованные датчиками в шинах и системой мониторинга давления TPMS (Tire pressure monitoring system) сами следят за показателями давления в каждом колесе и сигнализируют об отклонениях, что очень удобно. Если с завода такой системы в машине нет, её можно установить самостоятельно.

Но и старые ручные способы измерения всё ещё в ходу. Во-первых, манометром оборудован любой современный автомобильный компрессор: накачивая колесо, вы сразу контролируете давление.

Во-вторых, есть компактные ручные манометры: не нужно распаковывать и подключать насос, чтобы проверить давление, а точность измерений у такого манометра, как правило, выше, чем у встроенного прибора компрессора. В продаже есть и современные цифровые манометры, позволяющие «на лету» переключать единицы измерения давления и сохранять показания в памяти, что очень удобно.

Наконец, при желании доверить всё обслуживание машины профессионалам можно воспользоваться услугами шиномонтажа. В автосервисах Гиперавто, оборудованных шиномонтажными зонами, опытные механики точно замерят и скорректируют давление в шинах, оценят состояние протектора шин и выполнят любые другие работы с колёсами.

Как измерить давление? | Как работает измерение давления?

Определение, принцип работы и типы. Ознакомьтесь с функциями и возможностями различных датчиков измерения давления в этом подробном руководстве.

Датчики давления

производятся в США компанией FUTEK Advanced Sensor Technology (FUTEK), ведущим производителем датчиков, с использованием одной из самых передовых технологий в сенсорной промышленности: технологии тензодатчиков с металлической фольгой. Датчик давления определяется как датчик, который преобразует входное механическое давление в электрический выходной сигнал (определение датчика давления).Существует несколько типов преобразователей давления в зависимости от размера, производительности, метода измерения, технологии измерения и требований к выходному сигналу.

 

Что такое датчик измерения давления?

Что делает датчик давления? Датчик давления — это преобразователь или прибор, который преобразует входное механическое давление в газах или жидкостях в электрический выходной сигнал. Датчик давления состоит из чувствительного к давлению элемента, который может измерять, обнаруживать или контролировать прикладываемое давление, и электронных компонентов для преобразования информации в электрический выходной сигнал.

Давление определяется как количество силы (приложенной к жидкости или газу), приложенной к единице «площади» (P=F/A), и общепринятыми единицами давления являются Паскаль (Па), Бар (бар), Н/мм2 или psi (фунты на квадратный дюйм). В преобразователях давления часто используется пьезорезистивная технология, поскольку пьезорезистивный элемент изменяет свое электрическое сопротивление пропорционально испытанному напряжению (давлению).

 

Как работает датчик измерения давления?

Чтобы понять, как работает промышленный датчик давления FUTEK, во-первых, необходимо понять основы физики и материаловедения, лежащие в основе принципа работы датчика давления и пьезорезистивного эффекта , который измеряется тензодатчиком (иногда называемым тензорезистор ).Тензорезистор из металлической фольги представляет собой преобразователь, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенного давления. Другими словами, он преобразует силу, давление, напряжение, сжатие, крутящий момент и вес (датчики веса) в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить.

Тензорезисторы представляют собой электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке в форме зигзага. Когда эту пленку тянут, она — и проводники — растягиваются и удлиняются. Когда его толкают, он сокращается и становится короче.Это изменение формы приводит к изменению сопротивления электрических проводников. Деформация, приложенная к датчику давления, может быть определена на основе этого принципа, поскольку сопротивление тензорезистора увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается при сжатии.

Рис. 1: Тензодатчик из металлической фольги. Источник: ScienceDirect

 

 

 

Посетите наш магазин датчиков давления. Доступно более 60+ типов датчиков!

 

Конструктивно тензометрический датчик-преобразователь давления выполнен в виде металлического корпуса (также называемого изгибом), к которому приклеены металлические фольги тензорезисторов .Корпус этих датчиков измерения давления обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, что придает датчику две важные характеристики: (1) обеспечивает прочность, выдерживающую высокое давление, и (2) обладает эластичностью, позволяющей минимально деформироваться и возвращаться к исходной форме при воздействии давления. давление снимается.

Датчик давления преобразует давление в электрический сигнал. Промышленные датчики давления FUTEK используют пьезорезистивный эффект, который состоит из тензодатчиков из металлической фольги, установленных на диафрагме.При изменении давления диафрагма меняет форму, вызывая изменение сопротивления в тензорезисторах, что позволяет измерять изменения давления электрическим способом. Наши датчики давления естественным образом производят электрический сигнал в милливольтах, который изменяется пропорционально давлению и напряжению возбуждения датчика (мВ/В — милливольт на вольт). Однако мы предлагаем датчики давления с внутренними аналоговыми усилителями. Датчики давления со встроенными усилителями выдают сигналы переменного напряжения, т.е.е. ±10 В или переменный ток (например, выход датчика давления 4–20 мА). Однако, если для вашего приложения требуется цифровой или USB-усилитель датчика давления, обратитесь к нашим инструментам датчиков давления и странице магазина усилителей.

Тензорезисторы расположены в так называемой схеме усилителя моста Уитстона (см. анимированную схему ниже). Это означает, что четыре тензорезистора соединены между собой в виде контура, и соответственно совмещена измерительная сетка измеряемого давления.

Мостовые тензометрические усилители обеспечивают регулируемое напряжение возбуждения и преобразуют выходной сигнал мВ/В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя. Сигнал, генерируемый тензорезисторным мостом, имеет низкую мощность и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ) или компьютеры. Таким образом, функции формирователя сигнала датчика давления включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала.

Кроме того, изменение выходного сигнала усилителя датчика давления откалибровано, чтобы быть пропорциональным давлению, прикладываемому к изгибу, которое можно рассчитать с помощью уравнения цепи датчика давления.

Рис. 2. Цепь датчика измерения давления.

 

Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с инженером сегодня!

 

Как измерить давление? Какие существуют типы датчиков давления и методы измерения?

Датчики давления можно классифицировать по типу измеряемого давления, а также по технологии измерения давления, с которой работает датчик.В связи с этим существует три метода измерения давления: дифференциальный, абсолютный и манометрический.

Преобразователь дифференциального давления: Дифференциальное давление — это измерение перепада давления между двумя значениями давления или двумя точками давления в системе , таким образом измеряя, насколько две точки отличаются друг от друга, а не их величину по отношению к атмосферному давлению. или к другому эталонному давлению, такому как абсолютный вакуум. Это отличается от датчика статического или абсолютного давления, который измеряет давление, используя только один порт, и, как правило, датчики дифференциального давления комплектуются двумя портами, к которым можно присоединить трубы и подключить их к системе в двух разных точках давления, откуда может быть перепад давления. быть измерены и рассчитаны.

Этот метод измерения давления обычно используется для измерения расхода жидкости или газа в трубах или воздуховодах.

 

Рис. 3. Как работает датчик дифференциального давления? Измерение уровня в резервуаре с помощью датчика измерения перепада давления.

 

 

Преобразователь абсолютного или вакуумного давления: Этот датчик измеряет абсолютное давление, которое определяется как давление, измеренное относительно идеально герметичного вакуума .Датчики абсолютного давления используются в приложениях, где требуется постоянный эталон . Эти приложения требуют привязки к фиксированному давлению, поскольку они не могут быть просто привязаны к окружающему давлению. Например, этот метод используется в высокопроизводительных промышленных приложениях, таких как контроль вакуумных насосов, измерение давления жидкости, промышленная упаковка, управление промышленными процессами и аэрокосмическая и авиационная инспекция. Когда дело доходит до измерения атмосферного давления, особенно для таких приложений, как барометрические измерения погоды или высотомеры, предпочтительным устройством является датчик абсолютного давления.

 

Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с нашим специалистом по приложениям сегодня!

 

Манометрическое или относительное давление Преобразователь : Манометрическое давление является просто частным случаем дифференциального давления с давлениями, измеряемыми дифференциально, но всегда относительно местного давления окружающей среды . В том же отношении абсолютное давление также можно рассматривать как дифференциальное давление, когда измеренное давление сравнивается с идеальным вакуумом.Изменения атмосферного давления из-за погодных условий или высоты напрямую влияют на выходной сигнал датчика избыточного давления. Манометрическое давление выше атмосферного давления называется положительным давлением. Если измеренное давление ниже атмосферного давления, оно называется отрицательным или вакуумметрическим давлением.

 

Рис. 4. Измерение давления с помощью датчика давления в системе водяного насоса

 

Типы технологий измерения давления или принципы работы

Существует множество технологий измерения давления или принципов измерения, способных преобразовывать давление в измеримый и стандартизированный электрический сигнал.В этой статье основное внимание будет уделено типам коллекторов силы, которые используют датчик силы (например, диафрагму) для измерения деформации (или отклонения) из-за приложенной силы на площади (давления).

Резистивный или пьезорезистивный эффект: Датчики измерения резистивного давления используют изменение электрического сопротивления тензодатчика, прикрепленного к диафрагме (также известной как гибкий элемент), которая подвергается воздействию среды под давлением.

Тензорезисторы часто состоят из металлического резистивного элемента на гибкой подложке, прикрепленной к диафрагме (т. е. тензорезистор из металлической фольги) или наносится непосредственно с использованием тонкопленочных процессов.

Обычно тензометрические датчики подключаются по мостовой схеме Уитстона, чтобы максимизировать выходной сигнал датчика и снизить чувствительность к ошибкам. Это наиболее часто используемая технология измерения давления общего назначения, основанная на том же принципе, что и тензодатчик.

 

Видео на YouTube: Миниатюрный датчик давления (PFT510) | Мембранный преобразователь давления для скрытого монтажа.

 

 

Посетите наш магазин датчиков давления. Доступно более 60+ датчиков!

 

Емкостной: В емкостных датчиках давления используется диафрагма, которая отклоняется под действием приложенного давления, чтобы создать переменный конденсатор для обнаружения деформации, вызванной приложенным давлением. При приложении давления внешнее давление сжимает диафрагму, и значение емкости уменьшается. Когда давление сбрасывается, диафрагма возвращается к своей первоначальной форме, и за ней следует емкость.В обычных технологиях используются металлические, керамические и кремниевые диафрагмы. Емкость можно откалибровать, чтобы обеспечить точное считывание давления.

Емкостные датчики, отображающие изменение емкости при отклонении одной пластины под действием приложенного давления, могут быть очень чувствительными и выдерживать большие перегрузки. Однако ограничения на материалы, а также требования к соединению и герметизации могут ограничивать области применения.

Пьезоэлектрический эффект: Пьезоэлектрические датчики давления используют свойство пьезоэлектрических материалов, таких как керамика или металлизированный кварц, генерировать электрический потенциал на поверхности, когда материал подвергается механическому напряжению и деформации.Величина заряда пропорциональна приложенному давлению, а полярность определяется направлением давления. Электрический потенциал накапливается и быстро рассеивается при изменении давления, что позволяет измерять быстро меняющееся динамическое давление.

 

Эталоны измерения давления

Давление обычно измеряется в единицах силы на единицу площади поверхности ( P = F / A). В физике символом давления является р, а единицей измерения давления в системе СИ является паскаль (символ: Па).Один паскаль — это сила в один ньютон на квадратный метр, действующая перпендикулярно поверхности. Другими часто используемыми единицами измерения давления для определения уровня давления являются фунты на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм) и бар. Использование единиц давления зависит от региона и области применения: фунт на квадратный дюйм обычно используется в Соединенных Штатах, а бар — предпочтительная единица измерения в Европе.

  Паскаль Бар Стандартная атмосфера Фунт на квадратный дюйм
  (Па) (бар) (атм) (psi или фунт-сила/дюйм 2 )
1 Па 1 10 −5 бар 9. 8692×10 −6 атм 1,45 x 10 −4
1 бар 100 000 1 0,98692 14.5038
1 атм 1013.25 1.01325 1 14.6959
1 psi или lbf/in 2 6 894,76 0,06894 0,06804 1

 

Почему важно калибровать датчик давления?

Калибровка преобразователя давления — это регулировка или набор поправок, которые выполняются на датчике или инструменте (усилителе), чтобы убедиться, что датчик работает как точно или безошибочно, насколько это возможно.

Каждый датчик подвержен ошибкам измерения . Эти структурные погрешности представляют собой просто алгебраическую разницу между значением, которое указывается выходным сигналом датчика , и фактическим значением измеряемой переменной или известным эталонным давлением. Ошибки измерения могут быть вызваны многими факторами:

Смещение нуля (или баланс нуля датчика давления): Смещение означает, что выходной сигнал датчика при нулевом давлении (истинный нуль) выше или ниже идеального выходного сигнала.Кроме того, стабильность нуля относится к степени, в которой преобразователь поддерживает баланс нуля при неизменности всех условий окружающей среды и других переменных.

Линейность (или нелинейность): Немногие датчики имеют полностью линейную характеристику, что означает, что выходная чувствительность (наклон) изменяется с разной скоростью во всем диапазоне измерения. Некоторые из них достаточно линейны в желаемом диапазоне и не отклоняются от прямой линии (теоретической), но некоторые датчики требуют более сложных вычислений для линеаризации выходного сигнала.Таким образом, нелинейность датчика давления представляет собой максимальное отклонение фактической калибровочной кривой от идеальной прямой линии, проведенной между выходными сигналами без давления и номинальным давлением, выраженное в процентах от номинального выходного сигнала.

Гистерезис: Максимальная разница между выходными показаниями датчика для одного и того же приложенного давления; одно показание получается за счет увеличения давления от нуля, а другое за счет снижения давления от номинального выхода. Обычно он измеряется при половинной номинальной мощности и выражается в процентах от номинальной мощности.Измерения следует проводить как можно быстрее, чтобы свести к минимуму ползучесть.

Повторяемость (или неповторяемость): Максимальная разница между выходными показаниями преобразователя для повторяющихся входных данных при одинаковом давлении и условиях окружающей среды. Это выражается в способности датчика поддерживать стабильный выходной сигнал при повторном приложении одинакового давления.

Температурный сдвиг Диапазон и ноль: Изменение выходного сигнала и нулевого баланса, соответственно, из-за изменения температуры преобразователя.

 

Рис. 5: Калибровочная кривая датчика давления.

Каждый датчик давления имеет «характеристическую кривую» или «калибровочную кривую», которая определяет реакцию датчика на ввод. Во время регулярной калибровки с использованием калибровочного станка датчика мы проверяем смещение нуля и линейность датчика, сравнивая выходной сигнал датчика с эталонными гирями и настраивая отклик датчика до идеального линейного выхода. Оборудование для калибровки датчиков давления также проверяет гистерезис, воспроизводимость и температурный сдвиг, когда заказчики запрашивают его для некоторых важных приложений измерения давления.

Для получения дополнительной информации о калибровке см. нашу страницу часто задаваемых вопросов о калибровке датчика.

Если у вас есть дополнительные вопросы о терминах и определениях калибровки, обратитесь к нашему Глоссарию терминов калибровки датчиков.

Хотите узнать, какие услуги по калибровке мы предлагаем для вашего датчика и/или системы?

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше!

 

Как часто следует калибровать датчик давления?

Поскольку датчик тензодатчика давления подвергается длительному использованию, старению, отклонению выходного сигнала, перегрузке и неправильному обращению, компания FUTEK настоятельно рекомендует выполнять ежегодную повторную калибровку. Частая повторная калибровка помогает подтвердить, сохранял ли датчик свою точность с течением времени, и предоставляет сертификат калибровки тензодатчика, подтверждающий, что датчик по-прежнему соответствует спецификациям.

Однако, когда датчик используется в критических приложениях и суровых условиях, датчики давления могут потребовать еще более частых калибровок. Пожалуйста, проконсультируйтесь о соответствующих интервалах калибровки с нашей службой технической поддержки, которая поможет вам оценить наиболее экономичный интервал обслуживания калибровки для вашего датчика.

Обзор измерения давления

— NI

Различные условия измерения, диапазоны и материалы, используемые в конструкции датчика, приводят к разнообразию конструкций датчиков давления. Часто вы можете преобразовать давление в некоторую промежуточную форму, например, в рабочий объем, определяя степень отклонения диафрагмы, расположенной на одной линии с жидкостью. Затем датчик преобразует это смещение в электрический выходной сигнал, такой как напряжение или ток. Зная площадь диафрагмы, можно рассчитать давление.Датчики давления упакованы со шкалой, которая обеспечивает метод преобразования в инженерные единицы.

Тремя наиболее универсальными типами преобразователей давления являются мостовые (на основе тензодатчиков), с переменной емкостью и пьезоэлектрические.

Мостовой

Из всех датчиков давления датчики моста Уитстона (на основе деформации) являются наиболее распространенными, поскольку они предлагают решения, которые соответствуют разным ограничениям по точности, размеру, прочности и стоимости. Мостовые датчики могут измерять абсолютное, избыточное или дифференциальное давление как при высоком, так и при низком давлении.Они используют тензодатчик для обнаружения деформации диафрагмы, подвергаемой приложенному давлению.



Рис. 2. Поперечное сечение типичного мостового датчика давления [1]

 

Когда изменение давления вызывает отклонение диафрагмы, соответствующее изменение сопротивления индуцируется на тензометрическом датчике, которое можно измерить с помощью подготовленной системы сбора данных. Вы можете прикрепить фольговые тензодатчики непосредственно к диафрагме или к элементу, который механически соединен с диафрагмой.Иногда также используются кремниевые тензорезисторы. Для этого метода вы травите резисторы на подложке на основе кремния и используете трансмиссионную жидкость для передачи давления от диафрагмы к подложке.

Емкостные датчики давления

Датчик давления с переменной емкостью измеряет изменение емкости между металлической диафрагмой и неподвижной металлической пластиной. Емкость между двумя металлическими пластинами изменяется, если расстояние между этими двумя пластинами изменяется из-за приложенного давления.


Рис. 3. Емкостной преобразователь давления [2]

 

Пьезоэлектрические датчики давления

Пьезоэлектрические датчики основаны на электрических свойствах кристаллов кварца, а не на резистивном мостовом преобразователе. Эти кристаллы генерируют электрический заряд, когда они напряжены. Электроды передают заряд от кристаллов на встроенный в датчик усилитель. Эти датчики не требуют внешнего источника возбуждения, но чувствительны к ударам и вибрации.


Рис. 4. Пьезоэлектрический датчик давления[2]

 

Кондиционированные датчики давления

Датчики, включающие интегральные схемы, такие как усилители, называются датчиками с усилителем. Эти типы датчиков могут быть сконструированы с использованием мостовых, емкостных или пьезоэлектрических преобразователей. В случае мостового датчика с усилением блок сам обеспечивает согласующие резисторы и усиление, необходимое для измерения давления непосредственно с помощью устройства сбора данных.Хотя возбуждение все же должно быть обеспечено, точность возбуждения менее важна.

 

9.1 Давление газа – Химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определение свойства давления
  • Определение и преобразование единиц измерения давления
  • Описать работу обычных инструментов для измерения давления газа
  • Расчет давления по данным манометра

Земная атмосфера оказывает давление, как и любой другой газ. Хотя обычно мы не замечаем атмосферного давления, мы чувствительны к изменениям давления — например, когда ваши уши «хлопают» во время взлета и посадки во время полета или когда вы ныряете под воду. Давление газа обусловлено силой, действующей на молекулы газа, сталкивающиеся с поверхностями предметов (рис. 1). Хотя сила каждого столкновения очень мала, любая поверхность значительной площади испытывает большое количество столкновений за короткое время, что может привести к высокому давлению. Фактически, нормальное давление воздуха достаточно велико, чтобы раздавить металлический контейнер, если его не уравновешивает равное давление внутри контейнера.

Рисунок 1. Атмосфера над нами оказывает сильное давление на объекты на поверхности земли, примерно равное весу шара для боулинга, дающего площадь размером с ноготь большого пальца человека.

Яркая иллюстрация атмосферного давления представлена ​​в этом коротком видеоролике, на котором показано, как железнодорожная цистерна взрывается при снижении внутреннего давления.

Кратко объясняется демонстрация этого явления в меньшем масштабе.

Атмосферное давление обусловлено весом столба молекул воздуха в атмосфере над объектом, например, автоцистерной. На уровне моря это давление примерно такое же, как у взрослого африканского слона, стоящего на коврике у двери, или у типичного шара для боулинга на ногте большого пальца. Это может показаться огромным количеством, и это так, но жизнь на Земле развивалась под таким атмосферным давлением. Если вы на самом деле посадите шар для боулинга на ноготь большого пальца, испытанное давление будет в 90 397 раз больше обычного давления, и ощущение будет неприятным.

В общем, давление определяется как сила, действующая на данную площадь: . Обратите внимание, что давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади. Таким образом, давление можно увеличить либо за счет увеличения силы, либо за счет уменьшения площади, на которую она воздействует; давление можно уменьшить, уменьшив силу или увеличив площадь.

Давайте применим эту концепцию, чтобы определить, кто с большей вероятностью провалится под тонкий лед на рис. 2 — слон или фигурист? Большой африканский слон может весить 7 тонн, опираясь на четыре ноги, каждая из которых имеет диаметр около 1.5 футов (площадь основания 250 дюймов 2 ), поэтому давление, оказываемое каждой ногой, составляет около 14 фунтов/дюйм 2 :

Фигурист весит около 120 фунтов и поддерживается двумя лезвиями коньков, каждое из которых имеет площадь около 2 дюймов 2 , поэтому давление, оказываемое каждым лезвием, составляет около 30 фунтов/дюйм 2 :

Несмотря на то, что слон более чем в сто раз тяжелее конькобежца, он оказывает меньше половины давления и, следовательно, с меньшей вероятностью упадет на тонкий лед.С другой стороны, если фигуристка снимает коньки и стоит босиком (или в обычной обуви) на льду, большая площадь, на которую приходится ее вес, значительно снижает оказываемое давление:


Рисунок 2. Хотя (а) вес слона велик, создавая очень большую силу на землю, (б) фигуристка оказывает гораздо большее давление на лед из-за малой площади поверхности ее коньков. (кредит а: модификация работы Гвидо да Роззе; кредит б: модификация работы Рёске Яги)

Единицей давления в СИ является паскалей (Па) , где 1 Па = 1 Н/м 2 , где Н — ньютон, единица силы определяется как 1 кг м/с 2 .Один паскаль — это небольшое давление; во многих случаях удобнее использовать единицы килопаскаль (1 кПа = 1000 Па) или бар (1 бар = 100000 Па). В Соединенных Штатах давление часто измеряется в фунтах силы на площади в один квадратный дюйм — фунтов на квадратный дюйм (psi) — например, в автомобильных шинах. Давление также можно измерить с помощью единицы атмосферы (атм) , которая первоначально представляла собой среднее атмосферное давление на уровне моря приблизительно на широте Парижа (45°).В таблице 1 представлена ​​некоторая информация об этих и некоторых других распространенных единицах измерения давления

.
Название и сокращение блока Определение или связь с другим блоком
паскаль (Па) 1 Па = 1 Н/м 2

рекомендованный блок ИЮПАК

килопаскаль (кПа) 1 кПа = 1000 Па
фунтов на квадратный дюйм (psi) атмосферное давление на уровне моря ~14. 7 фунтов на кв. дюйм
атмосфера (атм) 1 атм = 101 325 Па

атмосферное давление на уровне моря ~1 атм

бар (бар или б) 1 бар = 100 000 Па (точно)

обычно используется в метеорологии

миллибар (мбар или мб) 1000 мбар = 1 бар
дюймов ртутного столба (дюймов ртутного столба) 1 дюйм ртутного столба = 3386 Па

используется авиационной промышленностью, а также некоторые сводки погоды

торр

назван в честь Евангелиста Торричелли, изобретателя барометра

.
миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.) 1 мм рт.ст. ~1 торр
Таблица 1.  Единицы измерения давления

Пример 1

Преобразование единиц измерения давления
Национальная метеорологическая служба США сообщает о давлении как в дюймах ртутного столба, так и в миллибарах. Преобразовать давление 29,2 дюйма ртутного столба в:

(а) торр

(б) атм

(в) кПа

(г) мбар

Решение
Это проблема преобразования единиц измерения. Соотношения между различными единицами давления приведены в таблице 1.

(а)

(б)

(в)

(г)

Проверьте свои знания
Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Чему равно это давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба, килопаскалях и барах?

Ответ:

0,974 атм; 740 мм рт.ст.; 98,7 кПа; 0,987 бар

Мы можем измерить атмосферное давление, силу, оказываемую атмосферой на поверхность земли, с помощью барометра (рис. 3).Барометр представляет собой стеклянную трубку, которая закрыта с одного конца и заполнена нелетучей жидкостью, такой как ртуть, а затем перевернута и погружена в сосуд с этой жидкостью. Атмосфера давит на жидкость снаружи трубки, столб жидкости давит внутри трубки, а давление на поверхности жидкости внутри и снаружи трубки одинаково. Таким образом, высота жидкости в трубке пропорциональна давлению атмосферы.

Рис. 3. В барометре высота столба жидкости ч используется для измерения атмосферного давления. Использование очень плотной жидкой ртути (слева) позволяет создавать барометры разумного размера, тогда как использование воды (справа) потребует барометра высотой более 30 футов.

Если жидкость представляет собой воду, нормальное атмосферное давление будет поддерживать столб воды высотой более 10 метров, что довольно неудобно для изготовления (и считывания) барометра. Потому что ртуть (Hg) около 13.В 6 раз плотнее воды, ртутный барометр должен быть такой же высоты, как водяной барометр — более подходящего размера. Стандартное атмосферное давление 1 атм на уровне моря (101 325 Па) соответствует ртутному столбу высотой около 760 мм (29,92 дюйма). Первоначально предполагалось, что торр будет единицей, равной одному миллиметру ртутного столба, но это больше не соответствует точно. Давление, создаваемое жидкостью под действием силы тяжести, известно как гидростатическое давление , p :

.

, где h — высота жидкости, ρ — плотность жидкости, а g — ускорение свободного падения.

Пример 2

Расчет барометрического давления
Покажите расчет, подтверждающий утверждение о том, что атмосферное давление на уровне моря соответствует давлению столба ртути высотой около 760 мм. Плотность ртути = 13,6 г/см 3 .

Раствор
Гидростатическое давление определяется формулой p = л.с.г , где h = 760 мм, ρ = 13,6 г/см 3 9,799,9, 81 м/с 2 . Подставив эти значения в уравнение и выполнив необходимые преобразования единиц измерения, мы получим искомое значение. (Примечание: мы ожидаем найти давление ~101 325 Па 🙂

Проверьте свои знания
Рассчитайте высоту столба воды при температуре 25 °C, что соответствует нормальному атмосферному давлению. Плотность воды при этой температуре составляет 1,0 г/см 3 .

Манометр — это устройство, похожее на барометр, которое можно использовать для измерения давления газа, находящегося в контейнере.Манометр с закрытым концом представляет собой U-образную трубку с одним закрытым плечом, другое плечо, которое соединяется с измеряемым газом, и нелетучей жидкостью (обычно ртутью) между ними. Как и в барометре, расстояние между уровнями жидкости в двух ответвлениях трубки ( ч на диаграмме) пропорционально давлению газа в сосуде. Манометр с открытым концом (рис. 4) аналогичен манометру с закрытым концом, но одно его плечо открыто в атмосферу. В этом случае расстояние между уровнями жидкости соответствует разнице давлений между газом в сосуде и атмосферой.


Рис. 4. Манометр можно использовать для измерения давления газа. Высота (разница) между уровнями жидкости ( ч ) является мерой давления. Ртуть обычно используется из-за ее большой плотности.

Пример 3

Расчет давления с помощью манометра с закрытым концом
Давление пробы газа измеряется с помощью манометра с закрытым концом, как показано справа. Жидкость в манометре – ртуть. Определить давление газа в:

(а) торр

(б) Па

(в) бар

Раствор
Давление газа равно ртутному столбу высотой 26.4 см. (Давление на нижней горизонтальной линии одинаково по обеим сторонам трубки. Давление слева обусловлено газом, а давление справа — давлением 26,4 см ртутного столба, или ртутью.) Мы могли бы использовать уравнение . p = hρg , как в примере 2, но проще просто преобразовать единицы измерения, используя таблицу 1.

(а)

(б)

(в)

Проверьте свои знания
Давление образца газа измеряется манометром с закрытым концом.Жидкость в манометре – ртуть. Определить давление газа в:

(а) торр

(б) Па

(в) бар

Ответ:

(а) ~150 торр; (б) ~20 000 Па; (в) ~0,20 бар

Пример 4

Расчет давления с помощью манометра с открытым концом
Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано справа. Определить давление газа в:

(а) мм рт.ст.

(б) атм

(в) кПа

Раствор
Давление газа равно гидростатическому давлению из-за столба ртути высотой 13.7 см плюс давление атмосферы на уровне моря. (Давление на нижней горизонтальной линии одинаково по обеим сторонам трубы. Давление слева обусловлено газом, а давление справа обусловлено 13,7 см рт. ст. плюс атмосферное давление.)

(a) В мм рт. ст. это: 137 мм рт. ст. + 760 мм рт. ст. = 897 мм рт. ст.

(б)

(в)

Проверьте свои знания
Давление образца газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано справа.Определить давление газа в:

(а) мм рт.ст.

(б) атм

(в) кПа

Ответ:

(а) 642 мм рт.ст.; (б) 0,845 атм; (в) 85,6 кПа

Измерение артериального давления

Артериальное давление измеряется с помощью устройства, называемого сфигмоманометром (греч. sphygmos = «пульс»). Он состоит из надувной манжеты для ограничения кровотока, манометра для измерения давления и метода определения момента начала кровотока и момента, когда он становится затрудненным (рис. 5).С момента своего изобретения в 1881 году он был незаменимым медицинским устройством. Существует много типов сфигмоманометров: ручные, для которых требуется стетоскоп и которые используются медицинскими работниками; ртутные, используемые, когда требуется наибольшая точность; менее точные механические; и цифровые, которые можно использовать с небольшой подготовкой, но которые имеют ограничения. При использовании сфигмоманометра манжету надевают на плечо и надувают до полной блокировки кровотока, затем медленно отпускают.Когда сердце бьется, кровь, проталкиваемая по артериям, вызывает повышение давления. Это повышение давления, при котором начинается кровоток, составляет систолического давления — пикового давления в сердечном цикле. Когда давление в манжете равно артериальному систолическому давлению, кровь течет мимо манжеты, создавая слышимые звуки, которые можно услышать с помощью стетоскопа. За этим следует снижение давления, поскольку желудочки сердца готовятся к следующему сокращению. По мере того как давление в манжете продолжает снижаться, в конце концов звук перестает быть слышимым; это диастолическое давление — самое низкое давление (фаза покоя) в сердечном цикле.Единицы измерения артериального давления сфигмоманометра выражены в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).


Рисунок 5. (a) Медицинский техник готовится измерить артериальное давление пациента с помощью сфигмоманометра. (b) В типичном сфигмоманометре используется резиновая груша с клапаном для надувания манжеты и манометр с диафрагмой для измерения давления. (кредит: модификация работы старшего сержанта Джеффри Аллена)

Метеорология, климатология и атмосферные науки

На протяжении веков люди наблюдали за облаками, ветрами и осадками, пытаясь уловить закономерности и предсказать: когда лучше сажать и собирать урожай; безопасно ли отправляться в морское путешествие; и многое другое. Сейчас мы сталкиваемся со сложными проблемами, связанными с погодой и атмосферой, которые окажут серьезное влияние на нашу цивилизацию и экосистему. Несколько различных научных дисциплин используют химические принципы, чтобы помочь нам лучше понять погоду, атмосферу и климат. Это метеорология, климатология и наука об атмосфере. Метеорология изучает атмосферу, атмосферные явления и влияние атмосферы на погоду на Земле. Метеорологи стремятся понять и предсказать погоду в краткосрочной перспективе, что может спасти жизни и принести пользу экономике.Прогнозы погоды (рис. 6) являются результатом тысяч измерений атмосферного давления, температуры и т. п., которые компилируются, моделируются и анализируются в метеорологических центрах по всему миру.

Рисунок 6. Метеорологи используют карты погоды для описания и предсказания погоды. Области высокого (H) и низкого (L) давления оказывают большое влияние на погодные условия. Серые линии представляют места постоянного давления, известные как изобары. (кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований)

С точки зрения погоды, системы низкого давления возникают, когда атмосферное давление на поверхности земли ниже, чем в окружающей среде: влажный воздух поднимается вверх и конденсируется, образуя облака.Движение влаги и воздуха в пределах различных погодных фронтов провоцирует большинство погодных явлений.

Атмосфера — это газовый слой, окружающий планету. Атмосфера Земли, толщина которой составляет примерно 100–125 км, состоит примерно из 78,1% азота и 21,0% кислорода, и ее можно разделить на области, показанные на рисунке 7: экзосфера (наиболее удаленная от Земли,> 700 км над уровнем моря) , термосфера (80–700 км), мезосфера (50–80 км), стратосфера (второй нижний уровень нашей атмосферы, 12–50 км над уровнем моря) и тропосфера (до 12 км над уровнем моря, примерно 80% земной атмосферы по массе и слой, в котором происходит большинство погодных явлений).По мере того, как вы поднимаетесь выше в тропосфере, плотность воздуха и температура уменьшаются.


Рис. 7. Атмосфера Земли состоит из пяти слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.

Климатология — это изучение климата, усредненных погодных условий за длительные периоды времени с использованием атмосферных данных. Однако климатологи изучают закономерности и эффекты, происходящие в течение десятилетий, столетий и тысячелетий, а не более короткие временные рамки часов, дней и недель, как метеорологи.Наука об атмосфере — еще более широкая область, объединяющая метеорологию, климатологию и другие научные дисциплины, изучающие атмосферу.

Газы оказывают давление, которое равно силе на единицу площади. Давление газа может быть выражено в единицах СИ паскаль или килопаскаль, а также во многих других единицах, включая торр, атмосферу и бар. Атмосферное давление измеряется с помощью барометра; другие давления газа могут быть измерены с использованием одного из нескольких типов манометров.

Химия Упражнения в конце главы

  1. Почему острые ножи более эффективны, чем тупые (Подсказка: подумайте об определении давления)?
  2. Почему для некоторых небольших мостов установлены ограничения по весу, которые зависят от количества колес или осей транспортного средства, пересекающего их?
  3. Почему лучше кататься или ползти на животе, чем идти по тонко замерзшему пруду?
  4. Типичное атмосферное давление в Реддинге, штат Калифорния, составляет около 750 мм рт. Вычислите это давление в атм и кПа.
  5. Типичное атмосферное давление в Денвере, штат Колорадо, составляет 615 мм ртутного столба. Чему равно это давление в атмосферах и килопаскалях?
  6. Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Чему равно это давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба и килопаскалях?
  7. Канадские манометры
  8. имеют маркировку в килопаскалях. Какое показание на таком манометре соответствует 32 фунтам на квадратный дюйм?
  9. Во время высадки викингов на Марс атмосферное давление было определено в среднем около 6.50 миллибар (1 бар = 0,987 атм). Каково это давление в торр и кПа?
  10. Давление атмосферы на поверхность планеты Венера составляет около 88,8 атм. Сравните это давление в фунтах на квадратный дюйм с нормальным давлением на земле на уровне моря в фунтах на квадратный дюйм.
  11. В каталоге медицинской лаборатории давление в баллоне с газом указано как 14,82 МПа. Каково давление этого газа в атмосферах и торр?
  12. Рассмотрите этот сценарий и ответьте на следующие вопросы: В середине августа на северо-востоке США в местной газете появилась следующая информация: атмосферное давление на уровне моря 29. 97 дюймов, 1013,9 мбар.

    (а) Каким было давление в кПа?

    (b) Давление у побережья на северо-востоке США обычно составляет около 30,0 дюймов ртутного столба. Во время урагана давление может упасть примерно до 28,0 дюймов ртутного столба. Рассчитайте падение давления в торр.

  13. Почему необходимо использовать нелетучую жидкость в барометре или манометре?
  14. Давление пробы газа измеряется на уровне моря манометром с закрытым концом. Жидкость в манометре – ртуть.Определить давление газа в:

    (а) торр

    (б) Па

    (в) бар

  15. Давление пробы газа измеряется открытым манометром, частично показанным справа. Жидкость в манометре – ртуть. Приняв атмосферное давление равным 29,92 дюйма ртутного столба, определите давление газа в:

    (а) торр

    (б) Па

    (в) бар

  16. Давление образца газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом.Приняв атмосферное давление равным 760,0 мм рт. ст., определить давление газа в:

    (а) мм рт.ст.

    (б) атм

    (в) кПа

  17. Давление образца газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом. Приняв атмосферное давление равным 760 мм рт. ст., определить давление газа в:

    (а) мм рт.ст.

    (б) атм

    (в) кПа

  18. Как использование летучей жидкости повлияет на измерение газа с помощью манометров с открытым концом по сравнению с обычными манометрами?закрытые манометры?

Глоссарий

атмосфера (атм)
единица давления; 1 атм = 101 325 Па
бар
(бар или б) единица измерения давления; 1 бар = 100 000 Па
барометр
прибор для измерения атмосферного давления
гидростатическое давление
давление, оказываемое жидкостью под действием силы тяжести
манометр
Устройство, используемое для измерения давления газа, находящегося в сосуде
паскаль (Па)
Единица давления в системе СИ; 1 Па = 1 Н/м 2
фунтов на квадратный дюйм (psi)
единица давления, распространенная в США
давление
сила, действующая на единицу площади
торр
единица давления;

Решения

Ответы на упражнения по химии в конце главы

1. Режущая кромка заточенного ножа имеет меньшую площадь поверхности, чем тупой нож. Поскольку давление — это сила на единицу площади, острый нож будет оказывать более высокое давление с той же силой и более эффективно прорезать материал.

3. В положении лежа ваш вес распределяется по большей площади поверхности, оказывая меньшее давление на лед по сравнению со стоянием. Если вы оказываете меньшее давление, у вас меньше шансов пробить тонкий лед.

5. 0,809 атм; 82,0 кПа

7.2,2 × 10 2 кПа

9. Земля: 14,7 фунта в –2 ; Венера: 13,1 × 10 3 фунтов в −2

11. (а) 101,5 кПа; (б) Падение 51 торр

13. (а) 264 торр; (б) 35 200 Па; (в) 0,352 бар

15. (а) 623 мм рт.ст.; (б) 0,820 атм; (в) 83,1 кПа

17. При использовании манометра с закрытым концом никаких изменений не наблюдалось бы, поскольку испаряемая жидкость создавала бы равные противоположные давления в обоих плечах трубки манометра. Однако с манометром с открытым концом было бы получено более высокое давление газа, чем ожидалось, поскольку P газ = P атм + P объем жидкости .

Измерение давления: что такое давление и инструменты для измерения

  1. Дома
  2. Знание
  3. Измерительные решения
  4. Безопасность и надежность

Любой, кто открывал банку газировки после того, как встряхнул ее, не понаслышке знает о концептуальном воздействии давления. Но многие ли из нас когда-либо задумывались о важности измерения давления в современной промышленности? Мы подозреваем, что не у многих, поэтому мы так и делаем: управление давлением — это наша работа.

В апреле 2010 года авария на нефтяной платформе Deepwater Horizon убедительно продемонстрировала важность точного мониторинга и измерения давления. Перед взрывом и во время испытания отрицательного давления на скважине Макондо два манометра показали два совершенно разных результата: один показывал «нет давления», а другой показывал повышение давления.Из-за разногласий по результатам тест был переделан; к 20:00 экипаж и представители BP на борту согласились, что скважина стабильна. Джозеф Кит вспоминает, что когда они быстро запечатывали колодец, он чувствовал себя неловко. Его роль — следить за датчиками, обнаруживающими выбросы, — имеет решающее значение. Течи замечено не было. Но с 20:50. нефть и газ просачивались в скважину, и давление росло. В 9:47 первый взрыв сотряс буровую установку, положив начало тому, что впоследствии стало известно как величайшая нефтяная катастрофа в США.

От добычи нефти и газа до переработки, от балансировки температуры реактора с точным приложением давления на химических заводах до максимизации возможности когенерации с помощью котлов высокого давления на водоочистных сооружениях — измерение давления является жизненно важным компонентом в успешных промышленных операциях.

Давление: что это такое и как мы его измеряем

Давление — это просто сила, действующая на единицу площади.Но сила на любой твердой поверхности не приложена к одной точке на этой поверхности, а распределена равномерно по всей поверхности. Это означает, что давление зависит не только от степени сжатия среды, но и от размера площади поверхности.

Существует три основных вида давления:

  1. Давление жидкости — это мера силы, действующей на единицу площади со стороны жидкости (газа или жидкости). Когда этой жидкостью является окружающий воздух, это называется атмосферным давлением.
  2. Абсолютное давление — это абсолютное значение силы на единицу площади, действующей на поверхность жидкости, что означает, что это разница между давлением в точке в жидкости и абсолютным нулем давления (полный вакуум
  3. Манометрическое давление — это мера разницы между абсолютным давлением и атмосферным давлением, которая зависит от высоты над уровнем моря, погоды и температуры окружающей среды. Датчики давления показывают по-разному на разных уровнях высоты.В то время как обычный манометр показывает ноль (45 фунтов на квадратный дюйм) на определенной высоте, он будет показывать 14,5 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря. Это может усложнить процесс анализа при работе с массивными системами, которые охватывают несколько высот или несколько тысяч футов трубопровода.

Когда мы говорим об измерении давления, важно также говорить о том, к какому эталону относится давление. В США мы указываем давление в единицах абсолютного давления в фунтах на квадратный дюйм (psia) или в фунтах на квадратный дюйм манометрического давления (psig). Отрицательное манометрическое давление — это вакуум, измерение величины, на которую местное атмосферное давление превышает абсолютное давление; идеальный вакуум равен нулю абсолютного давления. Дифференциальное давление, обычное измерение в промышленности, представляет собой разницу между двумя неизвестными давлениями.

Эволюция измерения

Современные инструменты для измерения давления появились в середине 19 века с появлением трубки Бурдона, которая до сих пор широко используется для определения статического давления.Механизм существенно не изменился: инструмент обычно содержит изогнутую трубку, открытую для подачи давления на одном конце и соединенную с индикаторной иглой на другом.

Технологии развивались для удовлетворения потребностей конкретных приложений; современные манометры могут иметь цельносварную конструкцию из нержавеющей стали для коррозионно-активных сред; передатчики для гибридных приложений сбора измерительных данных; мембранные уплотнения для увеличения срока службы манометров в суровых условиях; подводная конструкция, позволяющая работать на большой глубине (10 000 футов); и высокоточные контрольно-измерительные приборы для лабораторного использования. Эти интегрированные технологии позволяют пользователям получать более качественные показания, собирать более подробные данные и работать более безопасно и эффективно в конкретных целевых средах.

Хотя базовая технология мало изменилась с момента ее создания, лидеры отрасли продолжают совершенствовать, переосмысливать и заново изобретать современный манометр и его ответвления. WIKA Instrument Corporation, новатор в области измерительных технологий более 60 лет, делает измерительные приборы более прочными, надежными и интеллектуальными для удовлетворения постоянно меняющихся промышленных потребностей.

Введение в измерение перепада давления

Измеряя перепад давления, пользователи могут легко и точно контролировать состояние фильтра, уровни жидкости в закрытых резервуарах, скорость потока жидкости внутри трубы и даже выходной крутящий момент гидравлических двигателей.

Существует три метода измерения давления. Наиболее распространенным типом измерения давления является манометрическое давление по отношению к атмосферному давлению.Это любое давление, прикладываемое к системе сверх атмосферного давления, также известное как атмосферное давление. Ярким примером измерения манометрического давления является давление в шинах автомобиля.

Абсолютное давление применительно к полному вакууму измеряет давление независимо от изменений атмосферного давления. Измерение абсолютного давления используется в приложениях, где важно контролировать пик вакуума, и необходимо в лабораториях, метеорологии, авиации и других областях.

Основы манометров перепада давления и перепада давления

Δp = p1 – p2

Перепад давления – третий метод измерения давления – это просто разница между двумя приложенными давлениями, часто называемая дельта p (Δp). В примере ∆p = p1 – p2.

Но зачем вообще использовать манометр дифференциального давления (DP)? Почему бы просто не установить стандартный манометр в точках измерения p1 и p2, а затем поручить техническому специалисту определить разницу? Помимо дополнительного времени и усилий, необходимых для ручных расчетов, датчик DP лучше по нескольким причинам:

  • Чувствительность . Манометры дифференциального давления предназначены для обнаружения мельчайших различий, невидимых человеческому глазу. В качестве примера давайте поместим два стандартных датчика по обе стороны от фильтра. Оба указателя могут показывать 100 фунтов на квадратный дюйм, но датчик перепада давления будет достаточно чувствительным, чтобы уловить разницу всего в 10″ H 2 O (дюймы водяного столба) или 0,36 фунтов на квадратный дюйм. Манометр дифференциального давления показывает только Δp; это в основном устраняет весь ненужный «шум».
  • Диапазон . Диапазон дифференциального манометра может достигать 0.2″ H 2 O для систем обработки воздуха и до 15 000 фунтов на кв. дюйм с датчиком перепада давления с трубкой Бурдона. Даже при очень низких диапазонах перепада давления манометр DP должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать очень высокие рабочие давления.
  • Рабочее давление. Помимо диапазона дифференциального давления, максимальное рабочее давление очень важно. Не зная рабочего давления, мы не можем определить правильный датчик перепада давления для применения. Рабочее давление почти в каждом приложении DP значительно выше, чем фактический диапазон DP.
  • Опции . Дифференциальные приложения часто требуют другого положения портов давления, дополнительных портов давления и других технологических соединений, чем типичная наружная резьба ¼” или ½” NPT, используемая в стандартных манометрах. Для измерения уровня жидкости комбинированное верхнее/нижнее соединение (всего четыре порта давления) в сочетании с внутренней резьбой ¼” NPT может быть нормой. Для применения в фильтрах типичными являются соединения в линию (также известные как торцевые соединения), а для измерения низкого давления в системах обработки воздуха чаще всего используется соединение с заусенцами для шлангов.

    Существует также много вариантов для единиц измерения , отличных только от фунтов на квадратный дюйм, бар и дюймов водяного столба. При измерении содержимого в приложениях для измерения уровня жидкости пользователи могут выбирать между весами, показывающими фунты, килограммы или галлоны. В расходных приложениях манометры перепада давления часто показывают в SCFM (стандартные кубические футы в минуту), GPM (галлоны в минуту), м³/с (кубические метры в секунду) и т. д. А в авиации, используя трубки Пито, дифференциальный манометр измеряет воздушную скорость в узлах или милях.

Четыре приложения для измерения дифференциального давления

Измерение дифференциального давления выходит за рамки обычного измерения давления. Действительно, этот тип измерения давления является средством, с помощью которого многие отрасли промышленности контролируют состояние фильтра, уровень жидкости, скорость потока жидкости и выходной крутящий момент.

Датчик перепада давления, модель 700.04

1. Контроль фильтра

Это наиболее распространенное приложение для измерения дифференциального давления, используемое в промышленных масляных фильтрах, контроле воздушного фильтра в газовых турбинах и контроле фильтра (например, мембранное измерение) в воде /очистные сооружения. Датчики DP для этих отраслей промышленности включают модели 700.04, 732.25 и 732.51. Для обнаружения очень низкого давления в коммерческих и промышленных системах HVAC продукты серии air2guide от WIKA, такие как A2G-10, являются отличным выбором, как и 716.11.

По мере засорения фильтра дифференциальное давление увеличивается. Для дополнительного удобства и производительности выберите датчик перепада давления с выходным сигналом, например A2G-15, для удаленного контроля состояния фильтра.

Измерение уровня жидкости в герметичном баке

2.Измерение уровня жидкости

В открытом сосуде, где ничто не находится под давлением, для расчета уровня жидкости достаточно простого манометра. Но в герметичном резервуаре с жидкой и газовой фазами единственный способ контролировать уровень этой жидкости — вычитать сторону низкого давления (газ или пар) из стороны высокого давления (жидкость).

WIKA предлагает около дюжины технологий для измерения уровня в баке. Варианты включают Cryo Gauge для резервуаров с жидким газом, который можно дополнить датчиками уровня жидкости и рабочего давления для использования выходного сигнала в системе телеметрии.Устройство телеметрии используется для удаленного контроля уровня бака вашего клиента и для развертывания пополнения по мере необходимости.

3. Измерение расхода

Расходомер FlowPak

Первичный элемент расхода, такой как диафрагма, расходомер, трубка Вентури, сопло Вентури или наш высокоточный FlowPak (FLC-HHR-FP), создает сужение от большего диаметра на входе (точка 1) к меньшему диаметру на выходе (точка 2). Это сужение в трубе вызывает падение давления, пропорциональное квадрату скорости потока.Используя уравнение Бернулли, можно связать перепад давления жидкости со скоростью ее потока. Таким образом, комбинация дифференциального манометра и элемента первичного потока создает надежный расходомер.

4. Мониторинг буровой головки

В гидравлических системах для измерения выходного крутящего момента объемных двигателей можно использовать датчик перепада давления с трубкой Бурдона. Манометр измеряет падение давления двигателя, приводящего в действие редуктор, путем одновременного измерения давления на напорной и возвратной сторонах оборудования во время работы.Измеряя падение давления, манометр DP рассчитывает величину крутящего момента, создаваемого гидравлическим двигателем.

Как выбрать манометр дифференциального давления

Как и при выборе стандартного манометра, при выборе манометра перепада давления учитывается несколько критериев. Вот несколько вопросов, которые следует задать при выборе манометра дифференциального давления:

  1. Какой диапазон дифференциального давления требуется для приложения? Это разница давлений, которую должны показывать весы.
  2. Каково максимальное рабочее давление процесса? Это максимальное давление, при котором система способна работать в течение длительного времени.
  3. С какими средами контактируют смачиваемые детали? Смачиваемые части обычного манометра в основном представляют собой трубку Бурдона и технологическое соединение. Дифференциальный манометр иногда имеет две камеры; в одной камере большее количество деталей — механизм, стрелка, циферблат, окошко и прокладка — могут соприкасаться со средой.Для агрессивных сред может потребоваться нержавеющая сталь или специальный материал.
  4. Что за приложение? Выбор датчика перепада давления часто зависит от того, используется ли он для контроля фильтра, измерения уровня жидкости, измерения расхода или контроля буровой головки.
  5. Есть ли особые требования? WIKA производит манометры перепада давления для конкретных отраслей промышленности, например, манометры, соответствующие NACE, для работы с высокосернистым газом (сероводородом) или манометры, очищенные для работы с кислородом.
  6. Какой тип крепления потребуется для манометра? Монтаж может быть очень специфичным для отрасли. Кроме того, некоторые манометры DP могут быть очень громоздкими и тяжелыми, их вес может достигать 30 фунтов (13,6 кг). Покупатель может выбрать из различных типов кронштейнов – не только передний или задний фланец, но и кронштейны для монтажа на трубе, кронштейны Бартона, кронштейны «H» или «C» для измерения уровня жидкости и т. д.
  7. Как насчет других вариантов ? Дифференциальные манометры WIKA могут поставляться с переключателями для автоматизации процессов, выходными сигналами для удаленного мониторинга и коллекторами с запорными клапанами и байпасом для выравнивания давления.

Преимущества WIKA для измерения перепада давления

Компания WIKA является мировым лидером в области решений для измерения давления, и измерение перепада давления не является исключением. Что отличает нас от наших конкурентов, так это широта ассортимента нашей продукции. Многие из наших конкурентов специализируются только на одной или двух технологиях. У нас есть восемь различных типов технологий DP:
• Тип поршня
• Тип поршня с диафрагмой
• Мэмбранское движение на треском
• Бордон Трубка
• Одиночная диафрагма
• Двойная диафрагма
• капсула
• пружина сжатия с диафрагмой

. Мы предлагаем Технологии DP , за исключением для сильфонов из-за их чувствительности к скачкам давления, особенно при измерении уровня жидкости.Лучшим выбором будет любая из технологий диафрагмы.

Имея 41 модель дифференциального манометра, у клиентов есть большой выбор, который некоторым может показаться сложным. Поэтому, прежде чем совершить покупку, всегда полезно сначала связаться с нами. Специалисты по давлению компании WIKA USA могут помочь вам найти лучшие продукты для вашего конкретного применения и требований.

 

Продукты, упомянутые в этой статье:

Какие существуют типы измерения давления?

Типы измерения давления с примерами применения давления.

Существует 4 основных типа измерения давления

  • Манометр  – Относительно атмосферного давления.
  • Герметичная  – Относится к герметичной камере, закрытой при атмосферном давлении (приблизительно 1 бар).
  • Абсолютный – эталоном является вакуум (0 бар или отсутствие давления).
  • Дифференциальный – Датчик имеет два порта для измерения двух разных давлений.

Все измерения давления производятся относительно эталонного давления и выражаются в этих основных терминах.

Манометр (G)

Датчики избыточного давления

измеряют входное давление (вашей среды) по отношению к атмосферному давлению окружающей среды (сбрасывается в атмосферу). Манометр используется для измерения давления относительно условий окружающей среды, например, давления в автомобильных шинах. Поскольку датчики открыты для атмосферы, они чувствительны к влаге. Необходимо следить за тем, чтобы устройства устанавливались в сухих помещениях (иначе внутренняя схема может выйти из строя).

Герметичный (S)

Измеряет входное давление (вашей среды) по отношению к герметичной камере с атмосферным давлением (приблизительно 1 бар). Это защищает внутреннюю схему датчика от влаги. Этот диапазон обычно ограничивается минимум 7 бар и выше. Хорошими примерами применения являются наружные установки или места, где оборудование можно мыть. Наши промышленные датчики давления идеальны.

Абсолют (А)

Датчики абсолютного давления

измеряют входное давление (вашей среды) относительно вакуумной камеры при 0 бар (откачанной и герметично закрытой). Указывается там, где требуются измерения абсолютного давления, например барометрического давления, или когда из оборудования необходимо удалить весь воздух.

Дифференциал (D)

Здесь эталонное давление не является ни внешним, ни внутренним по отношению к датчику. Датчик снабжен двумя портами — входами высокого и низкого уровня — и измеряет разницу между ними. Обычно используется для измерений фильтров. Ознакомьтесь с нашим ассортиментом датчиков дифференциального давления.

Если вам понравилась статья, поделитесь ею с другими.

Примеры применения под давлением

Тип Определение Примеры применения
Манометр Эталон атмосферного давления. Автомобильная шина
Измерение уровня воды
Давление в камере
Гидравлические системы
Герметичная Относится к герметичной камере, закрытой при атмосферном давлении (примерно 1 бар). Для использования в агрессивных средах
Промышленное применение
Среда с промывкой
Продукты питания и напитки
Абсолютный Эталоном является вакуум (0 бар или отсутствие давления). Барометрические
Метеостанции и метеорологические приложения
Дифференциал Измерение разницы между показаниями двух портов давления. Мониторинг фильтров и насосов
Кондиционер
HVAC Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
Мониторинг чистых помещений

Если вам понравилась статья, поделитесь ею с другими.

Почему мы?

  • Поставщики высококачественных тензометрических датчиков и преобразователей для всех отраслей промышленности в Великобритании и по всему миру
  • Более 100 лет экспертных знаний в области преобразователей
  • Все наши высококачественные продукты поставляются с 3-летней гарантией

Сопутствующие товары и услуги

Как измерить давление с помощью телефона и мешочка

Было бы здорово, если бы вы могли проводить физические эксперименты на своем телефоне, не нуждаясь в лаборатории, полной специальных инструментов? На самом деле вы можете это сделать с помощью бесплатного приложения PhyPhox.Он записывает данные с помощью датчиков в вашем смартфоне. Возможно, вы этого не знаете, но ваш телефон содержит кучу замечательных датчиков, таких как акселерометр и магнитометр.

Честно говоря, это отличный инструмент. Он был создан некоторыми людьми из RWTH Aachen University в Германии. У них также есть целый список экспериментов, которые вы можете провести дома, например, превратить свой телефон в сонар для измерения скорости звука. Или положить его в салатницу, чтобы изучить круговое движение. Или покачивая им на веревке, получить гравитационную постоянную.

Решил попробовать вот этот, по барометру телефона изучать давление. Вот настройка:

  • Настройте телефон на отображение атмосферного давления.
  • Поместите его в герметичный пластиковый пакет с небольшим количеством воздуха.
  • Сверху положите квадрат картона, а сверху яблоко.
  • Запишите показания давления.

Вот как это может выглядеть. Вместо яблока я положил 55-граммовые гири поверх кубиков Lego. Идея в том, что вес увеличивает давление воздуха внутри сумки, и вы можете измерить разницу с помощью телефона.Хороший!

Фотография: Rhett Allain

Самодельный манометр

Теперь вопрос: предположим, вы использовали картонный квадрат меньшего размера (или меньше блоков Lego), так что вес давит на меньшую площадь.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.