5.3.1.1. Манометр Маклеода

Где d — диаметр капилляра, h —разность между уровнями uu и yy.

1)Диаметр трубки 4 значительно больше диаметра капилляров 1 и 2; это необходимо для обеспечения малого сопротивления течению газа между пространством измеряемого давления и резервуаром 5 (в начальный момент измерения) При этом уровни ртути в трубке 4 и капилляре 2 оказываются различными ввиду существенного различия их диаметров.

Таким образом, формулу (5.6) можно переписать в виде

Величина

называется постоянной манометра. Из формулы (5.10) после ее преобразования получаем

При сh << 1 можно принять

При измерении так называемым линейным методом разность уровней h поддерживается постоянной, например h=h0 (фиг. 5.8,а). Тогда давление, выражающееся формулой

пропорционально Н.

При измерении так называемым квадратическим методом столб ртути в открытом капилляре доводят обычно до уровня вершины uu компрессионного капилляра 2 (фиг. 5.8,б); при этом выполняется условие Н = h, а уравнение (5.12) принимает вид

В формуле (5.14) величину с2 можно считать постоянной лишь для πd2H/4V1<<1, так как степень сжатия зависит от величины измеряемого давления. Очевидно, что это не мешает создать шкалу, учитывающую непостоянство с2 (квадратическую).

На фиг. 5.9 представлен пример шкалы компрессионного манометра, приспособленного к измерению квадратическим методом.

Компрессионный манометр позволяет измерять тем более низкие давления, чем меньше его постоянная с, т. е. чем больше степень сжатия газа и, следовательно, чем больше объем V1 ресивера 3, меньше диаметр капилляра h и меньше высота h0. Уменьшению с мешают разные обстоятельства, например: при увеличении V1 возрастают масса и объем ртути, что затрудняет обезгаживание сосуда; при уменьшении d ртуть прилипает к вершине и стенкам чрезмерно тонкого капилляра; при малом h0 трудно определить истинную разность уровней и т. д. Из-за этих ограничений обычно степень компрессии не превышает 105, что вообще не дает возможности измерять давления ниже, чем 10-5 Тор.