Устройство для определения объема тел

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 6 01 V l /О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Я "- - :::;-:, .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . М р Фф (2 1 ) 3468931 /18-10 (22 ) 12. 07. 82

{46) 15.11.83. Бюл. N 42 (72) Н. А. Исикегов (7 1) Филиал 8ладимирского политехнического института в r. Коврове (53 ) 531.731.2(088.8) (56) 1. Патент США M 3489002, кл. 73-149, 13.01.70.

2. Шеповалов В, Д. Принципы построения пневматических обьемомеров. Измерения, контроль, автоматизация . 1982, 34 2 (42), с. 43 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО 0ЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ТЕЛ, сопержащее четыре клапана, источник внешнего давления, связанный-через первый клапан с эталонной емкостью, соединенной через второй клапан с емкостью для помещения тел, „.Я0„„1054686 А и дополнительную емкость, о т л и ч е - . ю m е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерения, оно снабжено двумя дифманометрами, схемой деления и схемой вычитания, второй допсанитель.ной.емкостью, причем первая дополнительная емкость соединена через третий клапан с эталонной емкостью, вторая дополнительная емкость соединена через четвертый клапан с емкостью для помещения тел, первый дифманометр подключен к первой дополнительной емкости и эталонной емкости, второй дифманометр подключен ко второй дополнительной емкости для помещения тел, один вход скемы пеления соепинен с первым пиф-; a манометром, другой вкод — с вторь|м дифманометром, а выкоп - с входом скемы питания.

1 1054

Изобретение относится к измеритель- ной технике и может быть применено, например, для измерения обьемов круглых лесоматериалов»

Известно устройство для определения 5 объема, содержащее две камеры, связанные через клапан, причем одна из них . соединена с насосом 1»

Недостатком этого устройства является сложность получения- высокого раз- 10 ряжения для обеспечения высокой точности измерения.

Наибопее близким к предлагаемому является устройство для определения объема тел, содержащее четыре клапана, источник внешнего давления, связанный через первый клалан с эталонной емкостью, соединенной через второй клапан с емкостью для помвиения тел, и дополнительную емкость 2 3.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерении, обусловленная погрешностью при измерении давлений и сложностью их запоминания при работе в автоматическом режиме.

Цель изобретения - увеличение точ;ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство. для определе..ния обьема тел, содеркащее четыре кла- З0

- пана, источник внешнего давления, связанный через первый клапан с эталонной емкостью для помещения тел, и дополни-,, тельную емкость, снабжено двумя дифманометрами, схемой деления и схемой 35 вычитания, второй дополнительной емкостью, причем первая дополнительная емкость соединена через третий клапан с эталонной емкостью, вторая дополнительная емкость соединена .через четвертый 40 клапан с емкостью для помещения тел, первый дифмвнометр подключен к первой дойопнительной емкости, и эталонной ем-,; кости, второй дмфанометр подключен ко второй дополнительной: емкости и емкос- 4, ти для помещения тел, один вход схемы деления соединен с первым дифманометром, другой вход

- с вторым дифманометром, а выходс входом схемы вычитания. 50

На чертеже представлена схема устройства е

Устройство содержит емкость. 1 для помещения тел, эталонную емкость 2, первую и вторую допопнительиые емкости. я

3 и 4, первый, второй, третий и четвер- тый клапаны 5 - 8, первый и второй дифманометры 9 и 10, источник 11

686 2

1 внешнего давления, схему l2 дел пня и схему 13 вычитания, переменные резисторы R., и R и постоянные сопоотивлеR3 РФ R5 pü

Для эталонной емкости и емкости для помещения тел справедлива следующая система уравнений:

PV =М RT

Р V=МЙТ

2 где .Р, - давление газа в эталонной и первой допопнительной емкости;

P2 - давление газа в емкости дпя помещения тел и второй дополнительной емкости;

V — объем эталонной емкости;

Ч - объем свободного пространства в емкости для помещения тел;

Р - газовая постоянная;

Т - температура газа в емкостях;

Мй М - массы газа в эталонной емкосЭ ти и емкости для помещения тел.

После перепуска газа из эталонной емкости в исследуемую и пасле выравнивания давления в них для обеих емкостей будет справедливо следующее уравнение:

Р(ч v) =(hl +мат (г

Решив совместно уравнения (1) и (2) получаем: где ЬР - разность давлений в эталонной и первой дополнительной емкости;

- ЬР „ - разность давлений и емкости для помещения тел и второй допопнительной емкости.

Зная обьем свободного пространства в емкости для помещения тел емкости с помещенным в нее телом и ее объем V.„, можно определить объем тела из следующей формулы:

Ч ЬР

=ч. - 93 . (si

Ь,ди

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Тело, обьем которого необходимо измерить, загружают в емкость l для помещения тел, Затем; открыв клапан 5, нагнетают газ в эталонную емкость 2.

686 4 пряжение, величина которого численно равна следующему выражению

:U =U

6 9 Ь

ВЫх- 2 р,р р „р

+ ю з э

3 1054

Закрыв клапан 5 и открыв клапаны 8 и

7, выравнивают давление в эталонной

2 и первой дополнительной емкости 3, а также в емкости 1 цля помещения тел и.второй цополнительной емкссти 4.

Затем клапаны 8 и 7 закрывают., открывают клапан 6 и выравнивают давление в еталонной емкости 2 иемкости 1 аляnepeме щения тел. Разность давлений в емкостях

2 и 3 и 1 и 4 преобразуется в дифмано- fo метрах потенциометрического типа 9 и 10 в определенные сопротивления переменных резисторов R> и Р ° Так как один из них (R. ) соединен с одним входом схемы деаеиия 12, а другой - с вторым 15 входом, то на выходе схемы деления снимается напряжение 01, величина которого равна

2

U„=- Us„R (4)

При этом U< подбирается в численном выражейии равным по величине обьему

; эталонной емкости 2, величины Й„и М2 пропорциональны разности давлений в ем 5 костях 1 и 4, 2 и 3. Полученное напряжение 0 подается на один из входов схемы вычитания 13 через постоянное сопротивление К . В обратную связь схемы вычитания 13. включено постоянноеЗО сопротивление Rg, а на второй вход через постоянные сопротивления R и й, подается напряжение 0, величина которого численно равна объему емкости 1

2 для помещения тел . B результате на Ç5 выходе схемы. вычитания 13 имеем наСопротивления Я.3 9$ H gl ° Яф равны по величине, поэтому

=0 -0 =0 -0

Еь!х 2 1-02-0ВХ Q

1"

Так как напряжение 0 численно равно объему емкости 1 для помещения тел напряжение O ÷èñëeííî равно обьему. эталонной емкости 2, сопротивление R пропорционально разности давлений в эталонной 2 и первой дополнительной 3 емкостях, а сопротивление R нропорцио1 кальяо разности давлений емкости для. помещения тел и второй и дополнительной емкости 4, на выходе схемы вычитания 13 снимается напряжение численно равное объему тела.

Использование предлагаемого устройства для определения обьема тел по сравнению с прототипом (базовым объектом) позволит значительно повысить точность измерения. Точность измерения повышается также за счет сокращения числа измерительных операций. Так как каждому измерению присуща своя погрешность, а с увеличением числа измерений погрешности накладываются, то сокращение измерительных операций (в предлагаемом способе сокращена одна измерительная операция) увеличить точность измерения примерно на 0,3-0,4%.

1054686

Составитель А. Иванов

Редактор Н. Вопощук Техред О.Неце Корректор М. Шароши

Закаэ 9691/47 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаушскаяФаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4