Жидкостные манометры (дифференциальные манометры)
Принцип действия: уравновешивание измеряемого давления (разности давлений) столбом жидкости.
По конструкции подразделяют на следующие группы:
- U-образные;
- колокольные;
- поплавковые.
U-образные манометры
а – дифференциальный манометр;
б – манометр абсолютного давления (вакуумметр);
1 - манометрическая U-образная трубка;
2 - манометрическая жидкость;
3 - шкала;
4 - местное сужение.
Необходимое количество манометрической жидкости 2 (ртуть, вода, спирт, минеральное масло) наливают в U-образную манометрическую трубку 1. Разность давлений pизм1–pизм2 в левом и правом колене манометрической трубки 1 уравновешивается столбом манометрической жидкости 2.
Высота столба h манометрической жидкости 2 связана с разностью давлений Δp следующим образом:
Δp = ρgh,
где ρ – плотность манометрической жидкости; g – ускорение свободного падения.
Для уменьшения влияния поверхностного натяжения манометрической жидкости на показания датчика внутренний диаметр манометрической трубки должен быть не менее 6 мм.
В том случае, если одно колено трубки выполняют открытым (pизм2=pатм, вариант а), манометр является прибором относительного давления и может измерять как избыточное, так и давление разрежения.
Если одно колено манометрической трубки выполняют закрытым (вариант б), то pизм2 равно давлению насыщенных паров манометрической жидкости. Такой датчик является манометром абсолютного давления.
Ртутные манометры с закрытым коленом выполняют с местным сужением 4 для уменьшения гидравлических ударов при резких колебаниях давления.
Для измерения разности давлений Δp следует измерить по шкале 3 высоту двух столбов манометрической жидкости. Точность отсчета составляет ±2 мм (или ±1 мм для зеркальной шкалы).
Диапазон измеряемых давлений ограничен высотой манометрической трубки.
Для различных манометрических жидкостей погрешность измерения составляет значения, указанные в таблице.
| Манометрическая жидкость | Плотность ρ, кг/м3 | Разность давлений Δp, соответствующая 1 мм столба жидкости, Па |
| Ртуть | 132,9 | |
| Вода | 9,81 | |
| Минеральное масло | 840-890*) | ~8,5 |
| Спирт | 810-850*) | ~8,1 |
*) - необходимо точное определение плотности манометрической жидкости.
Поплавковые манометры
1 - 
манометрическая трубка;
2 - манометрический сосуд;
3 - манометрическая жидкость;
4 - сосуд с запасом манометрической жидкости;
5 - поплавок;
6 - преобразователь перемещения или устройство индикации;
7 - уплотнение.
Поплавковый манометр является разновидностью U-образного манометра. В сосуде 2 на поверхности манометрической жидкости 3 размещен поплавок 5. Поплавок 5 связан с преобразователем перемещения или устройством индикации 6. Для нормального функционирования манометр дополнен сосудом 4 с запасом манометрической жидкости.
Положение поплавка 5 относительно сосуда 2 пропорционально разности давлений pизм1–pизм2. Для преобразования линейного перемещения поплавка 5 в электрический сигнал используют устройство 6, выполненное на основе резистивного или индукционного преобразователя (рассмотрим далее).
В основном в качестве манометрической жидкости используют ртуть. Диапазон измеряемых давлений составляет ±63 кПа при погрешности измерения ±1,5 %.
Свойства жидкостных манометров:
- наиболее точные приборы (масляные и спиртовые U-образные манометры используют как поверочные для других средств измерения давления);
- дешевизна, простота эксплуатации;
- взрывобезопасность;
- плохо видимая шкала и невозможность дистанционной передачи показаний (для U-образных манометров);
- чувствительность к вибрациям и положению в пространстве.