Способ измерения давления газа
О П Й =А- Н=И1Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«»464793
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 19,09.72 (2!) 1830500 18-1 0 (51) М. 1iл. 6 01l21/04 с присоединением заявки №вЂ”
Всуларственный комитет
Совета Ыинистров СССР на лелам изобретений и открытий (32) Приоритет—
Опубликовано 25.03.75. Бюллетень ¹ 11
Дата опубликования описания 29.08.75 (53) У ГЯ 531.786.91 (088.8) (72) Автор изобретения
Б. Н. Рузин
Специальное конструкторское бюро приборостроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА
Изобретение относится к области вакуумной техн и ки.
Известен способ измерения давлений компрессионным манометром Мак-Леода, который состоит в компресс !и газа, давление которого измеряется в специальном объеме последующим измерением полученного нового давления.
При этом измеряемое давление определяется по формуле
Срд (hc hè 41) фэ !ти 4з>)> (1) где С вЂ” постоянная манометра; р — плотность рабочей жидкости;
g — ускорен11е силы тяжести;
h „ h, — высота уровня рабочей жидкости в измерительном и сравнительном капиллярах соответственно;
Ьо — полная высота измерительного капилляра;
Л! — поправка на де7рессию в капиллярах;
Л2 — Гопрявка на отличие формы запаянНОГО КОНЦЯ КЯПИЛЛЯРЯ ОТ форМЫ МЕнизка ртути.
Если поправку Л можно считать практически постоянчой, то поправка Л! имеет две составляющие: случайную и системат;!ческу1о.
Систематическая поправка Л! (1 — 2 .1!л!) может быть учтена.
Случайная составляющая депрессии имеет среднеквадрат 1чное отклонение порядка 0>2—
0,4 лл!. Оча не может быть рассчитана и является одной из основных погрешностей ма1и.метра Мак-Леода. Попытка уменьшения этой погрешности путем последовательны.; ступенчатых псдъсмов ртути п соответствующ:!х:.1зменений ее уровня не решает проблемы из-за значительного увеличения времени измерения, что, в свою очередь, вызывает новые 1югрешности манометра.
Цель пзссретсния — уменьшить погрешность измерения манометра Мяк-Леода, вызванную случайной составляющей депрессией рабочей жидкости в капиллярах.
Это достигается тем, что змерение уровНЕй PBGOЧЕй iKH IKO Tll B K37HЛЛЯРЯХ IIPOII389дят в процес.=е ее двпжснпя, после достижения определенной (. 10 мм) разности между уроВнями рясочсй жидкости В ряссчем ll cpBBнительном капиллярах. Многократно произво дят отсчеты в процессе подъема рабочей жидкости В л105ОЙ момент Време:!и ВплОть дс момента достижения мениском жидкости в ряоочем и сравнительном ка;1плл яре кр птичс скоз0 го уровня.
464793
Прп этом за критический уровень в рабочем капилляре принимается высота на 10—
12 лл меньше высоты его запаянного конца, а в сравнительном капилляре — высота, равная высоте запаянного конца капилляра.
B процессе одного подъема рабочей жидкости может быть сделано N измерений, и в качестве результата измерения может быть взято среднее пз них в соответствии с соотно шеи нем:
C,ð g(h„— h„; — B„) (h„— h„; — Z,) ,(2)
4х cos ((80 — 0) лФ (3) l
J где Π— угол между поверхностью жидкости и стенкой капилляра; и — коэффициент поверхностного натяжения;
d — диаметр капилляра.
Изменение величины О связано с непостоянством величин и и 0 по длине капилляра и во времени, онп не могут быть заранее указаны.
Вместе с тем прп движении столба рабочей жидкости ее депрессию можно представить как некую силу,,воздейству1ощую на столб жидкости. Распределение случайной составляющей скорости движения столба рабочей жидкости с достаточной степенью точности подчиняется закону Пуассона.
Поэтому дисперсия — Z депрессии рабочей ?кидкости а капилляре может быть .1ре,l,ставлена в виде где С1 — постоянная манометра при
1-том измерении;
h„; и h„— высота уровня рабочей жидкости в измерительном и сравнительном капиллярах, соответственно, при 1-том измерении;
В1; — систематическая погрешность, возникающая в результате депрессии жидкости для i-того измерения;
IV — число измерений.
Покажем, что при использован1ги настоящего способа измерения погрешность из-за случайной составляющей депрессии мо?кет быть практически сведена к нулю.
BeëiI÷èíà депрессии б в капилляре может быть вычислена по формуле:
;, . (2.7.„- —,— т„т„) 2+(2T„T„— Т„-+ Т,) (4) 5
Vpk y
Предмет изобретения
Способ измерения давления газа компресспонным манометром Мак-Леода, 11рп котором п1?Оизводят подъем 1? аоочей ?кидкостп и ОГсчет уровней в рабочем п сравнительном капиллярах, оценивают величину давления, 0ТI II«aIouÄuIicz тем, что, с целью уменыпения погрешности измерения, вызванной случайной составляющей депрессии рабочей жидкости в капиллярах, после достижен11я определенной, наперед заданной разницы в высоте менисков в рабочем и сравнительном к11 нилл ярах мнОГОкратнО п ?Оизводят Отсчеты в процессе подъема рабочей жидкост:l вплот1.
If? достп?кен;1я м с писком жидкости в р а бо 1см или сравнительном кап11ллярах некото,?o
ГО 1!а!1с1?ед указанноГО к"?:1т11чсcкol О у ?Овня„
V, — скорость подъема рабочей жид10 кости в капилляре;
6 --,,— диспер сия скорости подъема рабочей жидкости в капилляре;
4 — суммарная высота рабочей жидкости в рабочем и сравнительном
15 капиллярах;
- — коэффициент вязкости;
r« — радиус капилляров;
lI — высота столба рабочей жидкости, приходящего в движение при при20 ложенип силы к мениску жидкости в капилляре;
k — коэффициент, характеризующий среднюю чистоту изменения величины депрессии на единицу дл11ны капилляра;
А — постоянная (А=40).
Для типовой конструкции манометра МакЛеода (if=50 си, rl,=0 1 ся, й? -— 500) при
V„=-3 см/сек имеет Z =3,3 . 10 лл/сек.
Следовательно, погрешностью от дисперсии депрессии можно пренебречь.
Представленные теоретические рассужzeнпя подтверждены экспериментально, Предложенный способ, помимо уменьшения погрешности измерения, вызванной случайной депрессией, позволяет автоматизировать процесс измерения, что значительно облегчает тсрмостатирован?ие манометра, if обеспечить нс1юсредственную связь с ЭВМ.
