Устройство для калибровки датчиков импульсного давления

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устрвам для определения динамических характеристик датчиков. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устр-ва путем увеличения скорости спада давления. Испытательная камера 5 делится на две полости разрывной мембраной 6, изготовленной S (Л

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5D 4 G 01 L 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

М А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4039428/24-10 (22) 24.03.86 (46) 23.09.87. Бкл. - 35 (71) Устиновский механический институт (72) О.И. Шаврин, О.М. Копейкин, А.В. Башкиров и Б.Е. Мельничанский (53) 531.787(089.8) (56) Федяков Е.M. и др. Измерение переменных давлений. — М.: 1982, с.216.

Авторское свидетельство СССР

1(- 972288, кл. G 01 L 27/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устрвам для определения динамических характеристик датчиков. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устр-ва путем увеличения скорости спада давления. Испытательная камера 5 делится на две полости разрывной мембраной 6, изготовленной

1339425 иэ материала с относительным удлине- ходящей в обратном направлении плоснием не более 3-5Z. При соударении кой волной разрежения. Наличие двух поршня 1 с находящейся в верхней по- перепадов давления дает возможность лости камеры 5 жидкостью 7 в ней на- исследовать гистерезис датчиков при чинают распространяться волны сжатия, работе в динамических режимах. Привераэрушающие мембрану 6 ° Образцовый и дены условия, из которых выбираются калибруемые датчики 8, размещенные параметры мембраны 6, камеры 5, поршв гнездах камеры 5, разгружаются про- ня 1 и испытуемого датчика. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения динамических характеристик датчиков, и может быть применено в экспериментальных работах при измерении высоких импульсных давлений, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем увеличения скорости спада давления.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из поршня 1, перемещающегося в стволе 2, имеющего в нижней части окна 3 для выхода воздуха из-под поршня 1, привода 4 разго. на поршня, испытательной камеры 5 с мембраной 6, делящей камеру на две полости, причем в верхней полости размещена жидкость 7, образцового и калибруемых датчиков 8, установленных в гнезде испытательной камеры 5.

Устройство работает следующим образом.

Поршень 1, разогнанный в стволе 2 до необходимой скорости приводом 4 (в частности, силой собственного веса поршня)» соударяется с поверхностью жидкости 7. От границы раздела поршня 1 и жидкости начинают распространяться волны сжатия, при этом давление в жидкости определяется формулой

R, ° R<

Р

R,+ R, где P — давление;

R <,R < — волновые сопротивления жидкости и материала поршня;

V — скорость поршня непосредст.венно перед соударением.

Волна давления распространяется вдоль испытательной камеры 5, достигает датчиков 8 и перемещается дальше до мембраны 6, материал и геометб рические размеры которой подобраны так, что

Q h = (25) 10 РД и относительное удлинение материала мембраны не превосходит 3-57. При выполнении указанных условий происходит разрушение мембраны 6, а в жидкости вдоль камеры 5 в обратном направлении начинает распространяться плоская волна разрежения с крутым фронтом. Проходя вдоль датчиков 8, волна разрежения разгружает их и затем достигает поверхности жидкости.

После этого поршень 1 и жидкость 7 вместе начинают перемещаться вниз до соударения с дном камеры 5. При взаимодействии дна камеры 5, жидкости 6 и поршня 1 происходит сжатие жидкости и гашение энергии удара, но

25 если размеры камеры выбраны с учетом соотношения

L1 - 1 где Ь,, Ь вЂ” соответственно расстояние от датчиков до по30 верхности жидкости и длина нижней полости камеры, то вновь возникшая волна давления не воздействует на датчики, так как их чувствительные поверхности еще до соударения перекрываются боковой стенкой поршня 1. Время действия давления на датчики, т.е. длительность импульса, определяется по формуле.

40 т = 2 -мс, с где L — расстояние от гнезда для датчиков до мембраны.

3 !33

Если геометрические параметры и материал мембраны не удовлетворяют указанным требованиям, то ухудшается качество полученного испытательного сигнала, увеличивается длительность заднего фронта импульса давления.

Длина столба жидкости от датчика до мембраны (L ) должна быть больше сТ величины --, где с — скорость распространения возмущений в жидкости; Т— предполагаемое время установления показаний датчика, поскольку в против— ном случае длительность испытательного сигнала окажется недостаточной для определения динамических характеристик датчика. Если длина превышает величину отношения

9425 ним и задним фронтом, который позволяет проводить исследование динамических характеристик в широком диапа5 зоне давлений и частот. Наличие двух перепадов — от низкого давления к высокому и от высокого давления к низкому, дает возможность производить более полное исследование характерис)p тик датчиков, например исследовать гистерезис датчиков при работе в динамических режимах. Применение устройства в экспериментах по измерению высоких импульсных давлений поз15 воляет повысить качество исследований и сократить объем экспериментальных работ.

Формула изобретения (0,5-0,6) п

Рп где Ь „— длина поршня; о„, щ- плотности материалов поршня и жидкости соответственно, то перепад от высокого давления к низкому оказывается недостаточным для анализа отклика датчика на испытательное воздействие.

В зависимости от конструктивных особенностей устройства можно получить испытательное воздействие двух видов. При выполнении условия

Ь, Lw

> с, с где с„— скорость распространения возмущений в материале поршня, на датчик воздействует импульс давления прямоугольной формы.

Ln La

Соотношение -- = -- является с„с предпочтительным, так как в этом случае волны разгрузки в материале поршня и в жидкости одновременно достигают датчиков, а это позволяет добиться минимальных размеров устройства.

При выполнении устройства с условием

"и "м с

c„ñ происходит некоторый спад вершины импульса и закон спада можно аппроксимировать экспоненциальной зависимостью.

Устройство для испытания датчиков импульсного давления обеспечивает по сравнению с существующими получение испытательного сигнала с крутым перед

Устройство для калибровки датчиков импульсного давления, содержащее поршень, расположенный в цилиндре, камеру с гнездами для образцового и

25 калибруемых датчиков давления, заполненную жидкостью и установленную соосно с цилиндром, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устрой3р ства путем увеличения скорости спада давления, в нем камера снабжена разрывной мембраной, делящей камеру на две полости,. причем жидкость размещена в верхней полости, а мембрана изго35 говлена из материала с относительным удлинением не более 3-5Х, при этом параметры мембраны выбираются из условия б h = (2-5) l0 PD, 4О где G — предел временного сопротивления

h — толщина мембраны;

P — максимальная величина давления в камере;

Э вЂ” диаметр камеры; а параметры камеры, поршня и испытуемого датчика связаны зависимостями сТ Рп

1 L2;

Ас

5О где L< — расстояние от поверхности жидкости до датчика;

L — длина нижней полости камеры

2 от плоскости мембраны до дна;

L — высота столба жидкости от датчика до мембраны; с — скорость распространения возмущений в жидкости;

6 — плотности материала поршня и жидкости соответственно.

Т вЂ” предполагаемое время установления показаний датчика;

L длина поршня;

Составитель А. Соколовский

Редактор И. Шулла Техред В. Кадар Корректор М. Пожо

Заказ 4212/32 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4