Устройство для определения динамических характеристик измерительных преобразователей давления

 

Изобретение относится к области измерительной техники и позволяет повысить точность измерений и расширить частотный диапазон в низкочастотную область. В вертикально установленном цилиндрическом полом корпусе 1 размещен поршень 4 с излучателем 6 волн дайления, связанньм кабелем 7 с источником переменного тока 9. В крышке установлены градуируемый 10 и образцовый 11 преобразователи давления, связанные с га (Л CZ ьо ю 4; о: IND со fut.t

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61 ) 509806 (21) 3820116/24-10 (22) 30.11.84 (46) 15.04.86. Бюл. У 14 (72) В.П.Шумилин, А.М.Сутин и В.Е.Назаров (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 509806, кл. G 01 Ь 27/00, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИ НАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ

„„SU„„1224 29 А (57) Изобретение относится к области измерительной техники и позволяет повысить точность измерений и расширить частотный диапазон в низкочастотную область. В вертикально установленном цилиндрическом полом корпусе 1 размещен поршень 4 с излучателем б волн давления, связанным кабелем 7 с источником переменного тока 9. В крышке установлены градуируемый 10 и образцовый 11 преобразователи давления, связанные с

l224629 р

Р-р р э регистрирующей аппаратурой 12. С помощью источника давления 17 подают через золотники 13, 14, 15 и 16 рабочую среду в полость 5 корпуса 1, перемещая поршень 4 в нужное положение, Контроль за положением поршня

4 осуществляют по уровнемерам 20, измеряющим количество перекачанной из резервуара 18 в резервуар 19 (или наоборот) жидкости. Излучатель б возбуждают переменным напряжением

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии для определения динамических характеристик преобразователей переменного давления, т.е. амплитудно-частотных характеристик и.является усовершенствованием изобретения по авт. св. !!э 509806.

Цель изобретения — повьппение точности и расширение частотного диапазона в низкочастотную область.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — график зависимости нижней границы частотного диапазона от толщины газового слоя.

Предлагаемое устройство содержит цилиндрический полый конус 1, торцы которого закрыты крышками 2 и 3.

Поршень 4 с уплотнением делит по-лость камеры на две: рабочую 5 и вспомогательную. В поршне 4 установлен пэзлучатель 6 волн давления, электрически связанный кабелем 7, проходящим через изолятор 8, с источником переменного тока 9. В крышке 2 установлены градуируемый 10 и образцовый 11 преобразователи давления, связанные с регистрирующей аппаратурой 12. Обе части полости корпуса 1 с помощью трубопроводов и золотников 13, 14, 15 и 16 связаны с источником давления 17 и резервуарами 18 и 19, снабженными уровнемерами 20. В рабочей полости у верхней крьппки 2 корпуса t имеется слой газа 21. Введение газового слоя позволяет преобразовать полуволновый резонатор в четвертьволновый и тем с частотой, обеспечивающей появле ние н рабочей полости 5 стоя .их волн давления, амплитуду которых определяют образцовым преобразователем давления 11. Наличие газового слоя

21 у верхней крышки 2 корпуса 1 позволяет снизить частоту первого резонатора в 2 раза. Приведено соотношение, которому удовлетворяет уровень заполнения корпуса. Изобретение дополнительное к авт.св. 1509806.2ил. самым уменьшить частоту первого резонанса в 2 раза.

Собственные частоты резонатора определяются импедансом слоя, кото5 рый приближенного выражается формулой

dh

z„= i p cctg(--), (1) где р, С, — плотность и скорость г

1О звука в газовом слое;

h — толщина газового слоя.

Толщина газового слоя при минимальном избыточном давлении в резонаторе выбирается таким образом, чтобы слой

l5 представлял собой мягкую границу.

Для этого импеданс слоя должен быть иного меньше импеданса жидкости

Е =P ° С (2) где Р С вЂ” плотность и скорость

)r.

2О звука в жидкости.

Поэтому, как следует из (1) и (2), толщина слоя выбирается из условия

ctg(— h ) э р с, (3)

2 Р с, h (4)

Г П Р с 2

Условие (4) можно считать выполненным, если оно соответствует неравенству

h )!О 2L, (5)

Толщина слоя и его плотность связаны с постоянным давлением в плотностях корпуса 1 выражениями

35 э1 щ я. Ф. °

P (6)

Р„

1224629 где

10 камере. плотность газа при атГО мосферном давлении;

P,,P — атмосферное давление и давление в камере.

Подставляя (5) и (6) получаем выражение для толщины слоя. в резонаторе

Ь 10-2-"-Ь.

Р„ (7)

К

Таким образом, высота столба жидкости в рабочей полости определяется выражением (1 — 10 - -)Ь.

Р, Р. (8)

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

С помощью источника давления 17 производят перемещение поршня 4 в нужное положение. Для этого через зо- 2б лотники 13, 14, 15 и 16 рабочую среду в необходимом количестве подают в рабочую полость 5. Разность давлений в полостях камеры 1 обеспечивает перемещение поршня 3. Контроль за положением поршня 3 осуществляют по уровнемерам 20, измеряющим количество жидкости, перекачанной из резервуара 18 в резервуар 19 (или наоборот), пропорционально длине рабочей полости .5 камеры !. Перемещение поршня 3 в другую сторону производят аналогичным образом. После установки поршня 3 в нужное положение в обеих полостях камеры создают

35 требуемое постоянное давление. При этом слой газа сжимается до толщины, зависящей от уровня постоянного давления в камере 1. Затем включают источник переменного тока 9 и на излучатель 6 подают переменное напряжение с частотой, обеспечивающей появление стоячих волн давления в рабочей полости 5 камеры 1 устройства.

Амплитуду давления определяют по образцовому преобразователю давления 11

Наличие газового слоя у верхней крышки камеры 1 позволяет снизить частоту первого резонанса волнового процесса в рабочей полости 5 камеры

1 и тем самым расширить частотный диапазон устройства.

Преимуществом предлагаемого устройства является возможность плавной перестройки резонатора путем изменения постоянного давления в формулаизобретения устройство для определения динамических характеристик измерительных преобразователей давления по авт.св.

У 509806, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона в низкочастотную область, в нем герметичный цилиндрический корпус установлен вертикально, так что градуируемый и образцовый преобразователи находятся в верхней части корпуса, при этом корпус заполнен рабочей средой до уровня 1, удовлетворяющего соотношению

1 = (1 — 10 — )Ь, P

Рк где P. — атмосферное давление;

P — постоянное давление в как мере;

L — длина камеры.

1224629

1900 жоао

Г Яe 7

Жал

Составитель А.Соколовский

Техред И.Попович Корректор С.Черни

Редактор М.Товтин

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

Заказ 1941/39 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5