Способ градуировки вакуумметров
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК 511 4 С О1 ? 27/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ, К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ -.... " @ж; р, (21) 3887801/24-10 (22) 22,04.85 (46) 07.05.88. Бюл. В 17 (72) В.В.Кузьмин (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 416385, кл. G 01 L 27/00, 1974.
Авторское свидетельство СССР
М 462097, кл. G 01 L 2?/00, 1975. (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ВАКУУММЕТРОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретениямногоразовая калибровка без образцового прибора. Рабочий вакуумметр 1, который необходимо проградуировать, „„SU„„1394079 А1 присоединен к камере 2. Между камерой и исходной камерой 3 известного объема установлена перегородка 4 известной проводимости. Камера 2 через диафрагму 7 сообщается с вакуумным насосом. Вакуумная система включает резервуар 8 известного объема с градуировочным газом и клапан 9 : УстройсТВоМ обеспечивается BoSMQRHocTh многократной автономной градуировки вакуумметров в широкой области давлений, охватывающей не менее 4«6 поряд" ков величин и включающей в пределах каждого из них не менее 4»5 градуировочных точек. 1 табл., I ил.
1394079 2
L связанное с известным начальным давлением Ро в питающем резервуаре по формуле
Vo
Р =Р о V+V (2) Отсюда
1 U1 VO
Р=Р -- — -pt
1 0 71 V+V 1 о (1)
Изобретение относится к области змерительной техники и может быть спольэовано для определения метроогических характеристик рабочих ва1суумметров при их длительном автономном функционировании (например, на борту летательного аппарата).
Цель изобретения — многораэовая автономная градуировка без образцово- 10 го прибора.
На чертеже показана вакуумная сисема, требующаяся для реализации редлагаемого способа градуировки вакуумметров. 15
Рабочий вакуумметр 1, который необходимо проградуировать, присоединен к градуировочной камере 2. Между камерой 2 и исходной камерой 3 известного объема V, установлена проницае- 20 мая перегородка (или диафрагма) 4 известной проводимости U,. Последова" тельно и параллельно с ней помещены клапаны 5 и 6 соответственно. С другой стороны камера 2 через диафрагму 7 25 известной проводимости U сообщается с вакуумным насосом или непосредственно с разреженной средой, окружающей летательный аппарат. Вакуумная система включает также питающий резервуар 30
8 известного объема 7 с градуировоч ным газом и клапан 9, Если вакуумЭ метр как и остальные элементы системы, установлен на беспилотном лета тельном аппарате, то все клапаны должны иметь дистанционный (электромагнитный или моторный) привод. Часть системы, включающая коммуникации между перегородкой 4 и клапанами 5, 6 и
9, имеет известный объем,V, Способ осуществляют следующим образом.
1. После предварительной откачки всей системы, кроме питающего резервуара 8, подают в течение заданного промежутка времени dt> газ из резернуара 8 в объем V открыв клапан 9 (при этом клапаны 5 и 6 закрыты), и оттуда - через перегородку 4 в исходную камеру 3. Давление в ней непрерывно возрастает и, спустя проме50 жуток времени Bt „, достигает значения Р, 1 1
I PoU1 tr
Р = -- — — где po(» P,) — давление газа, устанавливающееся в результате расширения в объединенном объеме V„+Vo н
Если градуировка вакуумметра выполняется непосредственно на летательном аппарате, то давление Ро должно быть измерено заранее — перед началом полета.
2. Фиксируют показание градуируемого вакуумметра 1, соответствующее давлению Р, устанавливающемуся (после закрытия клапана 9 и открытия кла. пана 5 и после выдержки времени на переходные процессы) в градуировочной камере 2. Равновесное значение этого давления вычисляют:
3. Производят расширение rasa иэ камеры 3 в объем V, закрыв клапан 5 и открыв клапан 6. Давление P ",((P ), устанавлнвающееся в результате этого в объединенном объеме V +V, можно вычислить
11» 11 1 4 % «Vo
Р =Р— 1 — =Р— — — - Ф
V,+V V„V,+V 7 +V
Фиксируют показание градуируемого ва-, куумметра 1, соответствующее давлению P „ (< Р, ), устанавливающемуся после закрытия клапана 6 и открытия клапана 5 и после выдержки времени на переходные процессы в градуировочной камере 2. Равновесное значение этого давления вычисляют: и» Vo (5)
UÓ, V +V V +V
4. Повторяют экспансионные циклы по п. 3. Таким образом, можно воспро-. извести и рассчитать давления P "1 в пределах всей области градуировки.
При этом могут быть достигнуты давления Р „ 1 «Р в соответствии с уравнеI о !
Сопоставляют показания градуируеМого вакуумметра со значениями Р,. (1
13940
79 и в общем виде
Отсюда. (о )
Vo+V 1-ч о
50 н П, %
Р= — --P ()л
ПД V +V V,+V
i 1 2 3 5 10 20
5;10 2 5 10 1,3. 10 3.10 1,-10 1 -10
Р> Па
При длительном автономном функцио" нировании вакуумметра (например, на борту летательного аппарата) возникает необходимость вновь проградуи5 ровать его. в условиях эксплуатации, т.е. с учетом невосполнимой убыли газа в процессе первой градуировки и при ограниченном ресурсе. газа в питающем резервуаре. 10
5. Вновь откачивают всю систему, кроме питающего резервуара 8, и подают в течение заданного промежутка времени btq газ иэ резервуара 8 в объем Ч, открыв клапан 9 (при этом . 15 клапаны 5 и 6 закрыты) и оттуда - через перегородку 4 в исходную камеру
3. Давление в ней непрерывно растет и, спустя промежуток времени btz достигает значения Р 20
Н
Ро11
P = — — -— (7) и ч где Р,(» Р 4) — давление газа, устанавливающееся в результате расширения 26 в объединенном объеме V +V и связанное с известными давлениями Р, и Р., по формуле
1 о V() 2
Р =P — =P (@ )
О +у-оу 30
6. Фиксируют показание градуируемого вакуумметра 1, соответствующее давлению Р, устанавливающемуся (после закрытия клапана 9 и открытия клапана 5 и после выдержки времени на переходные процессы) в градуировочной
40 камере 2. Равновесное значение этого давления вычисляют:
< П 17о
Р2 Q Р2 O „Po (g;1ф) .(9 ) 1 о ° 145
7. Повторяя экспансионные циклы
norm, 3 и 4, получают давления: л» U
Р Ро - - — --(— — ) b t (TO)
V +V о+1
8. Повторяя по мере необходимости операции по пп. 5-7, можно воспроизводить и рассчитывать давления Р в пределах всей области градуировки в соответствии с уравнением: г где индекс i=1 2 относится к ступени градуировки {внутри цикла), а индекс ,1=1,2,... — к порядковому номеру градуировочного цикла.
Сопоставляя рассчитанные значения P. с показаниями вакуумметра, 1 можно произвести многоразовую градуировку (или поверку) его.
Чтобы обеспечить эквивалентность давлений Р1, что особенно важно для автоматизации процесса градуировки и поверки, необходим набор точно определенных промежутков времени btj .
Из уравнений (6) и (10) следует, что равенство Р =Р . достигается при yc t ) ловии
Здесь, очевидно, j-1 — число предше" ствующих градуировочных циклов. Раесчетные значения dt. определяют про1 должительность импульсов подачи rasa из питающего резервуара в исходную камеру системы.
Пример. Пусть 7,=Ч=2;lO м .
-4 3
Тогда при Ч„=2 -10 м 3 > =0,5 и
V V +V о
g-— -- - =0 9. Приняв для параметров рео ф ° дукционной системы типичные значения
U,=10 м 1с и U =1 "10 м /с и задав
Б 2 также Р,=10 Па, можно получить P .
=5,-10 -0,5 - . 0,9 at
Пример целесообразного ряда ступеней давления Р,, воспроизводимых в
) пределах каждого градуировочного цикла, -приведен в таблице.
1394079
Формула изобретения
Составитель А. Соколовский
Редактор Н.Тупица Техред N.Дидык
Корректор А. Тяско
Заказ 2212/38 Тираж 847 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
Промежутки времени pt, требуемые для поддержания равенства Р,=Р, =...=Р, следующие:
1 2 5 10 л1, с ill 123 170 286
При таком наборе значений лС дав1 ление P во всех градуировочных циклах одинаково и равно 5 10 Па.
Тем самым в отличие от известного 10, способа обеспечивается возможность ногократной (не менее 10-20 раэ) автономной градуировки (и поверки) вакуумметров в широкой области давлений,. охватывающей не менее 4-6 поряд- 15 ков величины и включающей в пределах каждого иэ них не менее 4-5 градуировочных точек. Проверка по предлагаемому способу метрологических характеристик вакуумметра, установленно- 20, ro на летательном аппарате, может
1 быть реализована на всех стадиях по,лета и, в частности, перед возвраще.нием аппарата на Землю.
Способ градуировки. вакуумметров путем редукции известного исходного давления и сопоставления его расчетных значений с показаниями градуируемого вакуумметра, причем в каждом градуировочном цикле исходное давление получают посредством подачи rasa в камеру из резервуара, заполненного газом перед градуировкой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности многоразовой градуировки без образцового прибора, измеряют первоначальное давление газа в резервуаре, а воспроизведение известного исходного давления в каждом градуировочном цикле производят путем подачи газа через диафрагму известной проводимости импульсами, продолжительность которых задают в зависимости от суммарной продолжительности предшествующих циклов.
