Способ метрологической аттестации задатчика давления с нецилиндрическим поршнем

 

Изобретение относится к технике измерения давления. Целью изобретения является повышение точности. В сопло 2 устанавливают поршень 1, масса которого тсдсоответствует давлению Рсл . При включении источника давления 17 поршень 1 всплывает. Эффективную площадь Fсд в точке сличения определяют путем многократных измерений выходного давления РСА. Измеряют объемный расход газа ротаметром 18 для этой же точки, измеряют давления перёд и после постоянного дросселя 8 манометрами 12 и 7 для всех аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления, после чего рассчитывают эффективные площади и м ассы поршней, а также погрешности.задатчика давления. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)5 G Oi L 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4383590/10 (22) 25.02.88 (46) 30.05.92. Бюл. 0 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы (72) Т.С.Дзагурова и Л.А.Шильдкрет (53) 531.787(088.8) (56) Задатчики избыточного давления автоматизированные "Воздух - 250 ".

Средства измерений, допущенных к выпуску в обращение в СССР. Описания утвержденных образцов, вып. 44. M.:

1977, с. 144-146.

Авторское свидетельство СССР

И 1318819, кл. G OI L 27/00, 1987. (54) СПОСОБ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ ЗАДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ С НЕЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ПОРШНЕМ

Изобретение относится к технике измерения давления, а именно к способам метрологической аттестации грузопоршневых эадатчиков избыточного и вакуумметрического давления с нецилиндрическим поршнем, и может быть использовано в метрологической практике.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже на примере задатчика избыточного давления изображено устройство, с помощью которого реализуется способ.

Устройство содержит нецилиндрический поршень 1, установленный в сопло 2. Полость 3, образованная поршнем

1, соплом 2 и вставкой .4, соединена

2 . (57) Изобретение относится к технике измерения давления. Целью изобретения является повышение точности. В сопло 2 устанавливают поршень 1, масса которого m,äñîîòeåòcòâóåò давлению Рщ . При включении источника давления 17. поршень 1 всплывает. Эффективную площадь F- „в точке сличения определяют путем многократных измерений выходного давления Р „. Измеряют объемный расход газа ротаметром

18 для этой же точки, измеряют давления перед и после постоянного дросселя 8 манометрами 12 и .7 для всех аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления, после чего рас— считывают эффективные площади и массы поршней, а также погрешности.задатчика давления ° 1 ил. с емкостями 5 и 6. Емкость 5 соединена с манометром 7 и дросселем 8 регулятора расхода 9.

Емкость 6 соединена с образцовым манометром 10, применяемым при сличении, и камерой 11 обратной связи регулятора расхода 9. Вход дросселя

8 соединен с манометром 12 и камерой

13, внутри которой расположено седло

14, соединенное с камерой 15. В камере 15 расположено седло 16, соединенное с источником 17 давления питания через ротаметр 18. Жесткие центры 19 и 20 мембран 21-24 соединены с клапанами 25 и 26 соответственно. Камеры

27 и 28 сообщаются с атмосферой. Эффективные площади мембран 21-24 свя- заны соотношением

1737294

Рж Ггъ

Fzz F24

Кр где К - коэффициент регулятора расхода (К > 1).

Способ реализуется следующим образом.

В сопло 2 устанавливают поршень

1, масса которого m „ соответствует давлению Рсл. При включении источника давления 17 поршень 1 всплывает с кромки сопла 2 и остается во взвешенном состоянии. Эффективную площадь

F „ в точке сличения определяют путем многократных измерений выходного давления P z< задатчика.

Регулятор 9 расхода при этом находится в состоянии равновесия, опреде" ляемом соотношениями

Fg) Рв)(Fgg+(P) Рвх) . F)

s.K 2Ь 14 йФ (оит 1Ф) 16" где Ря„и Р, - давление питания, создаваемое источником 17 и давление в седле 14 соответственно;

Г и Р, - площади среза седел, 14 и 16 соответственно.

По конструктивным соображениям принято

Fg1=F =F) й2, 24 и И 46 У

При Р> <(Р следует, что отношение давлений

РЛ.

К const

P и не зависит от давления P„ воспроизводимого задатчиком, и давления РЛл питания. Однако в реальных задатчиках, особенно в области малых давле" ний (Р <1 кПа) коэффициент К меняется вследствие увеличения трения в узлах седло - клапан и жесткости мембран на работу регулятора расхода, а также из-за относительного увели« чения потерь давления (напора) в пинии между дросселем регулятора расхода и полостью 3. При этом условие, обеспечивающее постоянство эффективной площади поршня задатчика давления, нарушается.

Предлагаемый cnocob метрологической аттестации позволяет учесть зависимость коэффициента К как от давления Р, так и от потерь давления (напора) путем измерений давления по сле постоянного дросселя. выходное давление за 1атчика, соответствующее массе ш „ поршня, при

i-м измерении образцовым прибором;

- число измерений;

- коэффициент, определяемый по формуле

t Ae (Pc )

Q

"СЛ

2 " " - cos)..., сл gmca Dc где о1, - плотность газа при нормаль-, ных условиях;

Я „" среднее арифметическое результатов измерений объемного расхода газа;

При аттестации массу m „ и m> поршня 1 определяют взвешиванием на образцовых весах.

Образцовым прибором 10 измеряют выходное давление задатчика (Р „), при установке в сопло 2 поршня 1 массой m« и i=1,2,...,n. Одновременно

10 ротаметром 18 измеряют объемный рас- . ход (Цсл ), газа через задатчик, а манометрами 7 и 12 - давление

ыл сл 3 вх сл) . соответст венно.

Вычисляют значения,Р „; F; q л, Ц „; (Рвы ) „и К „из соотношений

F = 0 99985

m с» ° фо

СЛ )» ° ° ° ф

20 где 0,99985 " коэффициент, учитывающий потерю веса гирь весов в воздухе

m †масса поршня при изменл рениях выходного давле25 ния задатчика образцо вым прибором;

- ускорение свободного падения в месте эксплуатации задатчика;

30 Pù " среднее арифметическое результатов измерений выходного давления задатчика образцовым прибором, приведенных к нормальным условиям (температура воздуха, окружающего задатчик, равна 20 С, а атмосферное давление Р =760 мм рт.ст. и

К,(P,„), 1», 1л Л

° ° ° »

737294 4 значениям давления, воспроизводимого задатчиком, определяют по формуле .

))) "

Г3 FCh 1 ЧМ

5 1 я

K(q,„); () сл=

О ° °

)где (g<>) — объемный расход газа при

i-м измерении ротаметром

О, — диаметр сопла задатчика;

- угол между направлением струи газа, вытекающего из сопла, и вертикалью;

И

Щ (Рвых)сл); шее ел и где (р,„) „- среднее арифметическое

ЕыХ b результатов измерений давления после постоянного дросселя при массе поршня m

- ((Р.„),„), (е„,„),„1, ф (<ъ„„),Л, где К „- коэффициент регулятора расхода при массе поршня m h.

Далее в сопло 2 последовательно устанавливают поршни 1, соответствующие всем аттестуемым .точкам рабочего диапазона задатчика давления.. При этом для каждой массы п)1, поршня 1 измеряют манометрами 7 и 12 давления

Dpbb(_#_)j3 и ((Рвх )1)! при i=1;2.. ° .,n.

Вычисляют значения (Р,„х); и К" соответственно для всех аттестуемых точек по соотношениям

tl (р ), «д.д„)» выл » вых ) где (Рц„„) — среднее арифметическое результатов измерений давлений после постоянного дросселя при массе поршня ш и ((pвх Я; ((p„,х)Д

> (ц„„))1 ., где К. - коэффициент регулятора расхода при массе поршня ш .

После этого рассчитывают значения эффективных площадей Р поршней 1 для аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления из соотношения (m„) =1 (10015(Pp)1 F

1 1 где (Р„) — номинальное давление.

Затем оценивают границу погрешности задатчика давления по ГОСТ

8.207-76.

Формула изобретени

Способ метрологической аттестации задатчика давления с нецилиндрически. поршнем, установленным в сопло, и регулятором расхода с постоянным дросселем путем измерений давления на выходе задатчика давления образцовым прибором в одной из точек рабочего

20 диапазона задатчика давления, расчета эффективной площади поршня задатчика для измеренного давления, изме" рений объемного расхода газа для этой точки, измерений давления перед постоянным дросселем для всех аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления и последующего расчета эффективных площадей и масс поршней и погрешностей задатчика давления

ЗО для этих точек, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, для всех аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления дополнительно измеряют давление после постоянного дросселя, а расчет эффективных площадей поршней для аттестуемых точек произродят по формуле сл 1-1 cn (-1

3 сл

40. где F =0,99985 — "-, Ch Pею

m „- масса поршня при измерении выходного давления задатчика образцовым прибором;

g — ускорение свободного падения в месте эксплуатации задатчика;

) ) ., (сп )

Рсв = — — — — ——

У (р „), - выходное давление задатчика, соответствующее массе m „ поршня, при 1-м измерении образцовым прибором; и — число измерений;

Номинальные массы (п)н) поршней, соответствующие заданным номинальным

2Рн (3 сл

q =2 -- — — — сов 3, С ашс„Пс

7 1737294 где Рн - плотность газа при нормальных условиях;

5 (Q ch e . сл

> s юг с

Составитель АеСоколовский

Техред А,Кравчук

Корректор А. Обручар

Редактор 3еХодакова

Заказ 188ч Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно»издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 (Q, „)» — объемный расход газа при 1"м

" измерении ротаметром;

D - диаметр сопла задатчика;

1 - угол между направлением струи газа, вытекающего из сопла, и вертикалью;

mj " масса .поршня, соответствующая j-й аттестуемой точке диапазона давлений задатчи-

Кае

K Раве)са1; (P ) ев Ъ З

sb()(. ф в

8 и

X3 »»,);j; () 1 1 1 вы)(3 и Ф (-(Рвь!)(ела . " 1(Раь ), — давление по. сле постоянного дросселя при i-м измерении и массе поршня ш и ш) соответст» венно, 10 ь

:,Е((в„„),Д; ((р,„),„ ),.

К л ) (-(Рвых л31

1М!

15 . ((Ре„);), . ((Р„)Д, К, » «»

j (((„,„);1; ((Рве ) а ), и ((Рва))1, — давление перед постояннйм дросселем при

i-м измерении и массе поршня m (л и m" соответственно.