Приборы для измерения давления классифицируются по следующим признакам:
1) по принципу действия – на жидкостные, пружинные, поршневые, электрические, комбинированные.
2) по характеру измеряемой величины – на барометры, манометры, вакуумметры, дифференциальные манометры, микроманометры.
Барометры предназначены для измерения атмосферного давления. Манометры – для измерения манометрического (избыточного) давления. Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления. Приборы, которыми можно измерить ризб и рвак называются мановакуумметрами. Дифференциальные манометры позволяют измерять разность давлений в двух разных точках. Микроманометры – приборы, используемые для измерения малого избыточного давления или вакуума.
Весьма широко для измерения давлений используются жидкостные и пружинные (механические) манометры или вакуумметры.
В жидкостных приборах измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости, высота столба служит мерой давления.
В пружинных (механических) приборах сила измеряемого давления деформирует упругий элемент прибора (пружину, сильфон, мембрану), величина деформации пропорциональна давлению и служит его мерой.
К жидкостным приборам относятся пьезометры, манометры, вакуумметры и дифференциальные манометры.
Пьезометр является разновидностью жидкостного манометра и представляет собой стеклянную трубку диаметром 6–10 мм, нижний конец которой посредством резиновой трубки присоединяется к области измеряемого давления, а верхний конец открыт в атмосферу
Рис.2.8 (рис.2.8).
Под влиянием давления р, действующего в точке присоединения прибора, жидкость поднимается в ней на высоту hp, которая называется пьезометрической высотой.
Величина измеряемого давления вычисляется по основному уравнению гидростатики. Абсолютное давление р в точке присоединения равно:
р = ра + γhp, (2.41)
а избыточное ризб = р – ра = γhp, (2.42)
где пьезометрическая высота hp определяется непосредственным измерением в натуре.
Таким образом, пьезометр показывает давление в натуральную величину, то есть в метрах или миллиметрах столба данной жидкости. Пьезометры применяются для измерения сравнительно невысоких избыточных давлений – до 2-3 метров столба жидкости. При измерении более высоких давлений прибор становится чрезмерно громоздким и неудобным для использования. Пьезометры имеют значительную инерцию и обычно применяются в лабораторных исследованиях
Для измерения высоких давлений, более чем 2-3 м вод. ст. применяют жидкостные манометры, которые используют как правило уравновешивание давления р с помощью более тяжёлой жидкости, по сравнению с жидкостью, находящейся в резервуаре. Благодаря этому существенно сокращается высота поднятия жидкости в трубке прибора. Во избежание переливания более тяжёлой жидкости в резервуар, трубке манометра придаётся изогнутая U- образная форма. Из жидкостных манометров наиболее распространены ртутные манометры (рис. 2.9).
Для измерения один конец трубки соединяется с резервуаром, второй открыт в атмосферу. Под влиянием боле высокого давления р со стороны резервуара жидкость в трубке манометра переместится в сторону меньшего давления ра и займёт положение, указанное на рисунке. Горизонтальная плоскость О-О, проведённая по нижнему уровню ртути, является поверхностью равного давления в обоих коленах трубки, представляющих два сообщающихся сосуда. Гидростатическое давление р1 в левом колене трубки в плоскости А- А, вызванное давлением р0 и давлением столба жидкос- Рис.2.9 ти высотой h+а со стороны резервуара, уравнове-
шивается гидростатическим давлением р2 со стороны правого колена, вызванного давлением столба ртути высотой hрт и атмосферного давления ра.
Условие равновесия жидкостей в левом и правом коленах прибора, определяемое равенством давлений в плоскости А-А:
р1 = р2
выразится зависимостью:
р0 + γ(h + a) = ра + γртhрт (2.43)
или р0 + γh = ра + γртhрт – γа. (2.44)
Нетрудно увидеть, что левая часть последнего уравнения выражает давление р, измеряемое манометром, то есть р= р0 + γh. Тогда абсолютное давление в точке присоединения манометра:
р = ра + γртhрт – γа,,(2.45)
а избыточное в той же точке
ризб = р – ра = γртhрт – γа. (2.46)
Ртутные манометры с достаточно высокой точностью позволяют измерять давление до 2-3 атмосфер.
Довольно широкое распространение получила модификация ртутного U- образного манометра – чашечный манометр. В нём вместо одного из U- образных колен используется чашка, диаметр которой намного больше диаметра трубки. Верхняя полость чашки соединена с областью измерения давления. Запас ртути в чашке настолько велик, что при разных hрт в трубке, положение плоскости О-О остаётся практически неизменным. Шкала прибора имеет постоянный нуль отчёта, что удобно при измерении hрт.
Дифференциальный жидкостный манометр (рис.2.10) весьма близок к U- образному ртутному манометру. Различие состоит в том, что давление в интересующей точке сравнивается не с атмосферным, а с давлением в другой точке.
Условие равновесия жидкостей относительно плоскостей равного давления, при расположении сравниваемых точек на одном уровне, выразится зависимостью:
р1 +γ(h + ∆h) = р2 + γh + γрт ∆h, (2.47)
отсюда находим разность давлений:
Рис.2.10 ∆р = р2 – р1= (γрт – γ)∆h. (2.48)
Жидкостные вакуумметры по устройству бывают чашечные и U -образные.
Чашечный вакуумметр представляет собой образный пьезометр, а U -образный – образный манометр. В том и другом приборе внешнее атмосферное давление ра уравновешивается атмосферным давлением и давлением столба жидкости высотой hвак, то есть
ра = р0 + γhвак.. (2.49)
Отсюда определяется значение абсолютного давления в резервуаре
р0= ра - γhвак, (2.50)
и величина вакуума
рвак = ра - р0 = γhвак. (2.51)
В качестве жидкостей для наполнения трубок может применяться ртуть, вода и т.п. Ртутные вакуумметры применяются для измерения высоких вакуумов, а водяные – для измерения малых вакуумов, когда высота столба жидкости в трубке не превышает 0.8-1м.
U -образный жидкостный вакуумметр по устройству одинаков с U -образным манометром, поэтому и тот и другой прибор может быть использован и как манометр и как вакуумметр. В этом случае прибор называется мановакуумметр.
Из механических манометров наиболее распространены трубчатые пружинные манометры (рис.2.11). Подобный манометр состоит из корпуса 1, главной частью 
такого прибора является серповидная трубка эллиптического поперечного сечения 2 (трубка Бурдона). Один конец её
Рис.2.11. выведен наружу и снабжён штуце-
ром для присоединения к области измерения давления 3. Второй заглушен и соединён со стрелкой 5 шкалы прибора 6.
Ввиду того, что внешняя сторона трубки имеет большую площадь, чем внутренняя, измеряемое давление действует на неё с большей силой, несколько выпрямляя трубку. Трубка, через приводной механизм 4 поворачивает стрелку, указывающую на шкале манометра величину измеряемого давления. Градуировка шкалы манометра производится на тарировочных стендах под известным давлением.
Прибор компактен, прост по устройству и применению. Главным недостатком является возникновение с течением времени остаточных деформаций. Поэтому все механические приборы подлежат обязательной периодической проверке. Предел измерения от 0.5 до 10 000 атмосфер.
Механические вакуумметры, как и манометры аналогичны по конструкции, только деформация трубки происходит в обратную сторону, следовательно и отклонение стрелки осуществляется в противоположную сторону.
Помимо рассмотренных приборов в современной технике применяются различного рода электрические датчики (давление воздействует на упругий элемент и преобразуется в электр. импульс). Запись сигналов осуществляется соответствующим прибором. Преимущества таких датчиков – малые размеры и масса, малая инерционность, автоматический контроль и управление, возможность дистанционного управления.
