Способ метрологической аттестации задатчиков давления с нецилиндрическим поршнем и соплом
Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность, расширить диапазон аттестуемых давлений и снизить трудоемкость аттестации. В сопло 2 последовательно устанавливают поршни 1, соответствующие всем значениям аттестуемых давлений. Выходные давления задатчика измеряют напоромерами 6 и 12 и используют для вычисления коэф. регулятора расхода. Эффективную площадь поршня 1 в различных точках диапазона давлений определяют из соотношения , связывающего эффективную площадь поршня, выходное давление и объемный расход воздуха через задатчик в первой точке. 1 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И), А1 (51) 4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
Н ASTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ЧМэ,, -- Рд
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3942062/24-10
i(22) 13.08.85 (46) 23.06.87. Бюл. М2 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы (72) Т.С.Дзагурова и Л.А.Шильдкрет (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 1008633, кл, С 01 L 27/00, 1983.
Велик Н.И. Приборы для измерений малых разностей давлений газов. M.:
1957, с. 146. (54) СПОСОБ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ ЗАДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ С НЕЦИЛИНДРИЧЕСКИИ ПОРШНЕМ И СОПЛОМ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность, расширить диапазон аттестуемых давлений и снизить трудоемкость аттестации. В сопла 2 последовательно устанавливают поршни 1, соответствующие всем значениям аттестуемых давлений. Выходные давления задатчика измеряют напоромерами 6 и 12 и используют для вычисления коэф. регулятора расхода. Эффективную площадь поршня 1 в раэличчых точках диапазона давлений определяют иэ соотношения, связывающего эффективную площадь поршня, выходное давление и объемный расход воздуха через эадатчик в первой точке. 1 ил.
1318819
13 (4) Р19 F 21 — — К
20 22
Pñ.m ch 2 сл (2) (PB)c
К
Ch р Ф ° ° сл (5) Изобретение относится к технике измерения давления, а именно к способам метрологической аттестации грузопоршневых эадатчиков давления с нецилиндрическим поршнем, и может быть использовано в метрологической практике, Целью изобретения является повышение точности, расширение диапазона давлений и снижение трудоемкости метрологической аттестации задатчиков давления с нецилиндрическим поршнем.
На чертеже изображено устройство, с помощью которого реализуется данный способ (на примере задатчика избыточного.давления).
Устройство содержит нецилиндрический поршень 1, расположенный внутри сопла 2. Полость 3, образованная поршнем 1 и соплом 2, соединена с ротаметром 4, емкостью 5 и напоромером 6. Ротаметр 4 соединен с емкостью 7, которая соединена с выходом дросселя 8 регулятора 9 расхода. Емкость 5 соединена с образцовым прибором 10 и камерой 11 обратной связи регулятора 9 расхода. Вход дросселя 8 соединен с напоромером 12 и камерой
13, внутри которой расположено седло
14, соединенное с камерой 15. В камере 15 расположено седло 16, соединенное с источником давления питания.
Жесткие центры 17 и 18 мембран 19-22 соединены с клапанами 23 и 24 соответственно. Камеры 25 и 16 сообщаются с атмосферой. Эффективные площади мембран 19-22 связаны соотношением где К вЂ” коэффициент регулятора расхода (К 1), Способ реализуется следующим образом.
В сопло 2 опускают груз 1, .соответствующий давлению Р „ . При включении источника давления питания поршень t всплывает с кромки сопла 2 и остается во взвешенном состоянии. Выходное давление P задатчика опресл деляется по формуле где 0,99985 — коэффициент, учитывающий потерю веса гирь весов в воздухе;
m „ — масса поршня 1; местное ускорение свободного падения;
F „ — эффективная площадь
5 нецилиндрического поршня при давлении P „
Регулятор 9 расхода при этом находится в состоянии равновесия, определяемом соотношениями
15 где Р, — давление в седле 14;
Р„„ — давление, создаваемое источником давления питания;
F 16 соответственно. По конструктивным соображениям принято: 19 21 20 22 2 14 1Ь 3 При Р ((Е, из (4) следует, что отношение давления Р P — К = const... 30 и не зависит от давления P воспроизводимого задатчиком, и давления P ит питания. Однако в реальных задатчиках, особенно в области малых давле1 ний (P (1 ПС,) коэффициент К меняется вследствие увеличения влияния трения в узлах седло-клапан на работу регулятора расхода. При этом условие 40 (4), обеспечивающее постоянство эффективной площади поршня задатчика давления, нарушается. Предлагаемый метод метрологической аттестации позволяет учесть зависимость коэффициента К от давления P.. При аттестации массу m поршня сл определяют взвешиванием на весах (не показано). С помощью образцового прибора 10 определяют путем многократных сличе50 ний значение Гсл эффективной площади поршня 1. Одновременно ротаметром 4 измеряют объемный расход Я, воздуха через задатчик, а напоромерами 6 и 12 — давления Р и (Р,) . Вычислясл p Ch 55 ют отношение: 3 13188 Далее в сопло 2 последовательно устанавливают поршни, соответствующие всем значениям давления, для которых проводится аттестация. Напоромерами 6 и 12 измеряют давления (P ). и P. d и вычисляют отношения: к (P;) ° ° ° 1 (6) где (Р ), — среднее значение давле- 10 ния перед постоянным дросселем 8; f5 и — число измерений, для всех "i" точек диапазона давлений, вос-производимых задатчиком. Далее по формуле 20 F F 1-- — 1 Ц (- — --1) 183 Р, К-1 са D 1Р с" К -1 сл сл — эффективные площади поршня в первой и i-й (i = 2,3,4...) точке рабочего диапазона соответственно; — диаметр сопла задатчика; 30 — плотность воздуха при нормальных условиях; вЂ, выходное давление в первой точке; объемный расход возду- 35 ха через задатчик в первой точке; где CIi Pë; 1 P к CA p 1 сл 40 где P,,P — давления перед поса а.. тоянным дросселем в i-й и в первой точке соответственно; 45 P. — выходное давление в i-й точке, рассчитывают значения эффективной площади поршня 1, номинальные массы грузов и определяют погрешность задатчика давления. Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение производительности аттестации, так как трудоемкая операция сличения производится только при одном значении давления; высокую точность аттестации формула изобретения Способ метрологической аттестации задатчиков давления с нецилиндрическим поршнем и соплом, содержащих регулятор расхода с постоянным дросселем, заключающийся в задании в одной из точек рабочего диапазона выходного давления, его измерении образцовым прибором, определении эффективной площади поршня в этой точке, определении эффективной площади поршня в других точках диапазона, расчете масс поршня для получения заданных давлений и определении погрешности задатчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, расширения диапазона аттестуемых давлений и снижение трудоемкости, определение эффективной площади поршня в других точках диапазона производят по соотношению 1 — — — — --e (-" - — — -1). 183 К-1 сл Dz 1 р сл сл сл эффективные площади поршня в первой и i-й (i=2,3,4...) точке рабочего диапазона соотгде F„F, ветственно; диаметр сопла задатчика; плотность воздуха при нормальных условиях; выходное давление в первой точке; объемный расход воздуха через задатчик в первой точке; Расл К сл Р сл Рсл Р, ; Р 3 К. Pd; " ас. давления перед постоянным дросселем в i é и в первой точке соответственно; выходное давление в i-й точке. 19 4 за счет использования уравнения связи между параметрами задатчика; практическую возможность проведения аттестации при давлениях менее 100 Па; возможность повышения точности рабочих средств измерения при давлении, не превышающем 4 кПа.
