Измерительная установка для определения прогиба мембраны датчика давления и способ ее настройки



Измерительная установка для определения прогиба мембраны датчика давления и способ ее настройки
Измерительная установка для определения прогиба мембраны датчика давления и способ ее настройки

 


Владельцы патента RU 2558687:

Мурашкина Татьяна Ивановна (RU)

Настоящее изобретение относится к прикладной метрологии и может быть использовано для экспериментальной отработки конструкций волоконно-оптических датчиков давления для ракетно-космической и авиационной техники. На центр мембраны нанесена метка. Датчик закреплен в отверстии массивного основания, перпендикулярно поверхности которого установлена стойка с неподвижно закрепленной державкой, состоящей из нижней части и верхней части, соединенных между собой неподвижно. В верхней части державки крепится неподвижно индикатор часового типа таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью исследуемого датчика и центром мембраны. В основании находится отверстие для крепления устройства подачи давления, причем отверстия для крепления датчика и устройства подачи давления соединены между собой сквозным отверстием. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения прогиба мембраны и снижение погрешности датчика давления. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к прикладной метрологии и может быть использовано для экспериментальной отработки конструкций волоконно-оптических датчиков давления для ракетно-космической и авиационной техники.

Известна установка для юстировки и экспериментальных исследований волоконно-оптических датчиков, содержащая устройство юстировки, представляющее собой зубчатые сектора, закрепленные на котировочных винтах, рабочий стол, на который устанавливается волоконно-оптический датчик с помощью винтов, контрольно-измерительное устройство в виде цифрового микроскопа, оптическая ось объектива которого совмещена с оптической осью оптического модулирующего элемента, и оптический тестер [патент на полезную модель RU 125686].

Данная установка не может быть применена для экспериментального определения прогиба мембраны волоконно-оптических датчиков давления, так как предназначена для юстировки оптической системы датчиков.

Известна силоизмерительная гидравлическая образцовая установка, содержащая основание, на котором последовательно расположены основное нагружающее устройство, образцовый силоизмерительный датчик на большие нагрузки, грузоприемная платформа для поверяемого силоизмерительного датчика, на нижней траверсе расположено дополнительное нагружающее устройство, внутри которого находится образцовый силоизмерительный датчик на малые нагрузки. Основное и дополнительное нагружающие устройства выполнены в виде гидроцилиндра, в котором поршень отделен от основания цилиндра эластичной мембраной [патент RU 2265813. Установка силоизмерительная гидравлическая образцовая].

Данная установка не может быть применена для экспериментального определения прогиба мембраны волоконно-оптических датчиков давления, так как предназначена для поверки полностью собранных датчиков силы.

Известно устройство для поверки датчика силы, содержащее машину с образцовым силоизмерителем, жестко закрепленным на неподвижной траверсе машины, нагрузочное устройств с подвижным штоком, поверяемый датчик силы, между поверяемым датчиком силы и образцовым силоизмерителем установлен гидроцилиндр, штоковая полость которого заполнена рабочей жидкостью до упора поршня в днище гидроцилиндра и герметично закрыта [патент RU 123144. Устройство для поверки датчика силы].

Данное устройство не может быть применено для экспериментального определения прогиба мембраны волоконно-оптических датчиков давления, так как предназначено для поверки полностью собранных датчиков силы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности и снижение себестоимости волоконно-оптических датчиков (давления, силы, деформации и пр.) на этапе экспериментальной отработки новых конструктивных исполнений датчиков.

Указанный технический результат достигается тем, что в измерительной установке для определения прогиба мембраны, состоящей из устройства воспроизведения давления, исследуемого датчика с мембраной, новым является то, что на центр мембраны нанесена метка, датчик закреплен в отверстии массивного основания, перпендикулярно поверхности которого установлена стойка с неподвижно закрепленной державкой, состоящей из нижней части и верхней части, имеющей возможность смещения относительно нижней части державки, соединенных между собой неподвижно, в верхней части державки крепится неподвижно индикатор часового типа таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью исследуемого датчика и центром мембраны, для подачи среды, давление которой измеряется, в основании предусмотрено отверстие для крепления устройства подачи давления, соединенного с устройством воспроизведения давления, причем отверстия для крепления датчика и устройства подачи давления соединены между собой сквозным отверстием.

На фигуре 1 приведена конструктивная схема предлагаемой экспериментальной установки.

Измерительная установка для снятия экспериментальных зависимостей состоит из устройства воспроизведения давления 1, стойки 2, установленной на массивном основании 3, индикатора часового типа (ИЧТ) 4, исследуемого датчика 5 с мембраной 6, прогиб которой необходимо определить (фигура 1).

Стойка 2 установлена перпендикулярно поверхности массивной плиты 3. На стойке 2 закреплена державка 7, состоящая из нижней части 8 и верхней части 9, имеющей возможность смещения относительно нижней части державки. Верхняя 9 и нижняя 8 части державки 7 соединены между собой неподвижно, например, с помощью болтового соединения 10.

В верхней части 9 державки 7 крепится неподвижно индикатор часового типа 4 таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью исследуемого датчика 5.

Датчик 5 крепится неподвижно, например, с помощью резьбового соединения в отверстии 11 в основании 3.

Для подачи среды, давление которой измеряется, в основании 3 предусмотрено отверстие 12 для крепления устройства подачи давления 13, например кабеля пневматического для подачи измеряемой среды, соединенного с устройством воспроизведения давления 1.

Отверстия 11 и 12 соединены между собой сквозным отверстием 14.

Для воспроизведения давления используется устройство воспроизведения давления 1, например поверочный калибратор давления Метран-ПКД-10 ТУ 4212-002-36897690-98, включающий: электронный блок индикации (ЭБИ) 15, внешний модуль давления 16, источник создания давления 17 (помпа ручная пневматическая), кабель электрический для подключения к сети 18 и кабель пневматический для подачи измеряемой среды 13, давление которой измеряется.

С помощью устройство воспроизведения давления 1 воспроизводится давление Р в заданном диапазоне измерения (например, 0,1…25 кгс/см2 с шагом 2,5 кгс/см2), которое по пневматическому кабелю передается на мембрану 6. Прогиб W центра мембраны 6 измеряется с помощью индикатора часового типа 4. По результатам измерений строится экспериментальная зависимость Wэксп=f(P), которая сравнивается с расчетной зависимостью Wрасч=f(P), которая определяется, например, по формуле (1)

где Wmax - максимальный прогиб мембраны под действием давления, мкм;

Rм, h - радиус и толщина мембраны, мм;

Е - модуль упругости материала мембраны, Н/мм2;

µ - коэффициент Пуассона материала мембраны [Проектирование датчиков для измерения механических величин. Под редакцией Е.П. Осадчего. - М.: Машиностроение, 1979].

При степени совпадения результатов расчета и эксперимента до 90% расчетные параметры механической преобразующей системы принимаются окончательно и закладываются в конструкцию ВОДРД. В противном случае необходимо уточнить параметры механической преобразующей системы и повторить эксперимент.

Для того чтобы измерительная установка 1 обеспечивала высокую точность измерения прогиба мембраны 6, необходимо осуществить ее настройку в соответствии с предлагаемым способом настройки, который заключается в том, что датчик давления 5 жестко закрепляют в массивном основании 3, индикатор часового типа 4 неподвижно закрепляют в верхней части державки 9, в котором новым является то, что на центр мембраны 6 наносят метку 19, перемещают верхнюю часть державки 9 относительно нижней части державки 8 до момента соприкосновения штока ИЧТ 4 с центром мембраны 6, при этом показание ИЧТ 4 должно быть равно нулю.

Технический результат предлагаемого изобретения следующий.

Предложенная установка снижает материальные и временные затраты на процедуры юстировки и настройки датчиков давления на порядок в сравнении с известными методиками доводки конструктивно-технологических параметров в процессе изготовления волоконно-оптических датчиков давления за счет исключения из процесса предварительной настройки оптической системы, включающей волоконно-оптический кабель.

Предложенный способ настройки установки повышает точность измерения прогиба мембраны и, соответственно, снижет погрешности датчика давления.

1. Измерительная установка для определения прогиба мембраны, состоящая из устройства воспроизведения давления, исследуемого датчика с мембраной, отличающаяся тем, что на центр мембраны нанесена метка, датчик закреплен в отверстии массивного основания, перпендикулярно поверхности которого установлена стойка с неподвижно закрепленной державкой, состоящей из нижней части и верхней части, имеющей возможность смещения относительно нижней части державки, соединенных между собой неподвижно, в верхней части державки крепится неподвижно индикатор часового типа таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью исследуемого датчика и центром мембраны, для подачи среды, давление которой измеряется, в основании предусмотрено отверстие для крепления устройства подачи давления, соединенного с устройством воспроизведения давления, причем отверстия для крепления датчика и устройства подачи давления соединены между собой сквозным отверстием.

2. Способ настройки измерительной установки для определения прогиба мембраны, заключающийся в том, что датчик давления жестко закрепляют в массивном основании, индикатор часового типа неподвижно закрепляют в верхней части державки, установленной на штативе, жестко закрепленном в основании, отличающийся тем, что на центр мембраны наносят метку, перемещают верхнюю часть державки относительно нижней части державки до момента соприкосновения штока индикатора часового типа с центром мембраны, при этом показание индикатора часового типа должно быть равно нулю.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для проверки работоспособности тонометров содержит тонкостенный цилиндр (1), имеющий диаметр, близкий к диаметру руки человека.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при тарировке измерительных приборов, в т.ч. малого дифференциального давления, в частности измерительные манометры и измерительные преобразователи давления.

Изобретение относится к калибровочному оборудованию, в частности к устройствам создания гидравлического давления, предназначенным для оперативной поверки средств измерения давления и их калибровки.

Группа изобретений относится к метрологическому оборудованию обеспечения приборов и может применяться для автоматизации процедуры калибровки и поверки приборов, а также для точного поддержания давления в небольшой емкости.

Изобретение относится к калибровочному оборудованию, предназначенному для оперативной поверки средств измерения давления и их калибровки. .

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к способам градуировки и испытаний датчиков давления путем воздействия на них столба жидкости. .

Изобретение относится к технологии изготовления тензорезисторных датчиков давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем. .

Изобретение относится к области техники измерения импульсных давлений и может найти широкое применение для калибровки различного типа датчиков импульсного давления, а также для проверки и установления их работоспособности.

Изобретение относится к калибровке датчиков в системе, содержащей множество датчиков, которые расположены с возможностью действия на них одной и той же нагрузки. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в приборостроении при разработке и изготовлении современных датчиков давления.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к калибровке датчиков импульсного давления методом создания импульсного давления в гидравлической камере. Устройство для калибровки датчиков импульсного давления содержит основание, на котором горизонтально закреплен подвижный подпор, на его торце установлена камера высокого давления с подсоединенными калибруемым и контрольным датчиками. Маятниковое ударное устройство выполнено со сменным ударником, оборудованным сменным бойком, выполненным из материала с различной твердостью. Горизонтальные оси камеры высокого давления, ударника и бойка при ударе совпадают. Техническим результатом изобретения является повышение точности калибровки датчиков импульсного давления, расширение диапазона создаваемых импульсов давления, упрощение конструкции. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Заявленное изобретение относится к области приборостроения, в частности к способам градуировки датчиков давления. Заявленный способ градуировки датчиков давления воздушной ударной волны включает воздействие на датчик градуировочной воздушной ударной волны (ВУВ), образованной подрывом заряда взрывчатого вещества, измерение амплитуд выходного сигнала датчика, определение избыточного давления во фронте градуировочной ВУВ и расчет коэффициента преобразования датчика, при этом непосредственно за градуируемым датчиком давления, на расстоянии, соизмеримом с продольным размером его чувствительного элемента, устанавливают ориентированную нормально на центр взрыва плоскую жесткую преграду, а избыточное давление во фронте падающей градуировочной ВУВ определяют через отношение амплитуд U2 и U1 зарегистрированного датчиком сигнала отраженной от преграды и падающей волн из соотношения: где p0 - атмосферное давление. Технический результат заключается в повышении точности градуировки датчиков давления ВУВ. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для поверки и калибровки датчиков давлений. Стенд для поверки и калибровки датчиков давления содержит коллектор для подключения образцового и поверяемых датчиков давления, устройство для создания давления, соединенное пневматической магистралью с коллектором, и измеритель-калибратор давления, включающий вычислительно-управляющее устройство, блок индикации и блок печати. Коллектор дополнительно содержит запорную арматуру, установленную перед каждым датчиком давления. Измеритель-калибратор давления дополнительно содержит блок высокоточного преобразования унифицированных токовых выходных сигналов в универсальный интерфейс передачи данных и блок преобразования цифрового сигнала в универсальный интерфейс передачи данных, соединенные с вычислительно-управляющим устройством. Поверяемые датчики давления подключены к блоку высокоточного преобразования унифицированных токовых выходных сигналов в универсальный интерфейс передачи данных, а образцовый датчик подключен к блоку преобразования цифрового сигнала в универсальный интерфейс передачи данных. Техническим результатом изобретения является расширение технических возможностей, конструктивная простота, удобство эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для калибровки средств измерительной техники. Техническим результатом изобретения является расширение метрологических возможностей за счет повышения на порядок уровня калиброванного (образцового) по амплитуде скачка давления до атмосферного давления (105 Па), повышения точности калибровки датчиков динамического давления и сокращения времени на проведение градуировочных испытаний. Калиброванный по амплитуде скачок давления получают при продольном ударе сверху по торцу сосуда с водой, установленного вертикально с возможностью свободного перемещения в продольном направлении, в результате которого у дна сосуда, где помещен датчик давления, возникает кавитационный разрыв водной среды, вызванный ускоренным смещением стенок сосуда относительно инерционно неподвижной воды. Сила продольного удара должна соответствовать смещению стенок сосуда с ускорением а>9,8 м/с2. Уровнем заполнения сосуда водой задают значение Рг гидростатической составляющей давления столба жидкости в сосуде, устанавливая, таким образом, диапазон амплитуд Рк=-(Ра+Рг) испытательного давления. Обеспечивает получение стабильных калибровочных скачков давления с амплитудой Рк≥105 Па. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерения давления. Сущность изобретения заключается в том, что манометр абсолютного давления содержит электронные силоизмерительные и силокомпенсирующие устройства, поршневую пару, образованную структурно-сопряженными магнетиками, разъединяющую объемы вакуумной (сравнительной) камеры от объема измерительной камеры, пневмолинии которых могут селективно подключаться к пневмомагистралям технических средств создания вакуума, давления или нормализованного воздуха атмосферы путем программного переключения э/м клапанов распределительного коммутатора, при этом супермагнетик («магнитная жидкость) в ССМ покрыт тонким слоем галинстана - жидкого металлического сплава галлия, индия и олова, магнитопровод ССМ выполнен из магнитострикционного материала (МСМ) или, если он таковым не являлся, дополнен включением МСМ в его структуру, используется как ультразвуковой магнитостриктор путем размещения на нем катушки возбуждения, соединенной с ВЧ генератором гармонических колебаний, оболочка вакуумной камеры, при большом объеме, покрыта с внешней стороны резистивной проводящей пленкой, кратковременно подключаемой в режиме создания в ней вакуума к источнику электропитания; при малых объемах оболочки она подвергается кратковременному прогреву внешними источниками интенсивного оптического излучения. Технический результат - расширение диапазона измерения в области высокого вакуума и повышение точности измерений. 9 ил., 6 табл.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионного измерения давления на основе тензомостового интегрального преобразователя давления в широком диапазоне рабочих температур. Предложен способ измерения давления и калибровки, в котором калибровку аддитивной и мультипликативной температурной погрешностей проводят при непрерывном измерении напряжений с диагоналей тензомоста отдельно для минимального и максимального значения давления при изменении температуры от минимальной до максимальной рабочей температуры и обратно, а нелинейность преобразователя от давления оценивают при изменении давления в НУ и крайних точках рабочих температур. Давление вычисляют по коэффициентам, рассчитанным при калибровке, путем последовательной компенсации аддитивной и мультипликативной температурной погрешностей, а также нелинейности преобразователя от давления. Технический результат - повышение точности измерений за счет компенсации аддитивной, мультипликативной погрешностей и нелинейности тензомостового интегрального преобразователя давления во всем диапазоне изменения рабочих температур и давления при сокращении времени и трудоемкости калибровки. 4 ил.

Настоящее изобретение относится к системам контроля и управления промышленными процессами. Преобразователь содержит пьезоэлектрический преобразователь, содержащий первую клемму и вторую клемму; схему нормального режима работы для эксплуатации пьезоэлектрического преобразователя при нормальном режиме работы; схему самопроверки для подачи зарядного тока на пьезоэлектрический преобразователь при диагностическом режиме самопроверки и образования контрольного сигнала как функции от напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе, обусловленного зарядным током. Причем схема самопроверки содержит: резистор для подачи зарядного тока на первую клемму пьезоэлектрического преобразователя через резистор; и схему переключения для отключения схемы нормального режима для соединения резистора с первой клеммой пьезоэлектрического преобразователя и для соединения второй клеммы с землей при диагностическом режиме самопроверки. При этом схема самопроверки замеряет напряжение на пьезоэлектрическом преобразователе в течение определенного периода времени после подачи зарядного тока на пьезоэлектрический преобразователь и, если напряжение на пьезоэлектрическом преобразователе представляет собой RC зарядную кривую стандартного емкостного соединения на основе замеренного напряжения, имеющего значение между первым пороговым значением и вторым пороговым значением, схема самопроверки подает проверочный сигнал, который указывает на нормальное состояние. Технический результат заключается в возможности осуществления самопроверки. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх