Устройство для градуировки преобразователей переменного давления Советский патент 1983 года по МПК G01L27/00 

Изобретение относится к оптической интерферометрии и может быть испояьзовано в метрологии, в эталонных и по верочных установках опя точных .измере ний амплитуды переменного давления в жидкой среце. Известно устройство для измерения амплитуды переменного давления при градуировке гидрофонов,обеспечивающее возможность точного измерения переменного давле шя с помощью оптического двухлучевого интерферометра, рабочее плечо которого расположено в открытой рамке, а опорное плечо помещено в камере,, сообщающейся с внещ ней водной средой узкими каналами Недостатками данного устройства являются ограниченные возможности его использования,в в частности ограниченны.й частотнЫ1й аиапазон, определяемый соотношениями геометрии уст ройства и длиной акустической волны, а также невозможность применения его для измерений амплитуды давления в замкнутых камерах давления. Известно также устройство для градуировки измерительйых преобразователей переменного давления,которое состоит из двухлучевого интерферометр включающего лазер, светоделитель, зеркала, фотоприемник, модулятор фазы интерфереционной картины, помещенный в опорное плечо интерферометра. В рабочее плечо интерферометра помещ на заполненная жидкост.ью рабочая кам ра с окнами, генератором давления и посадочным местом для грацуируек Ьго преобразователя давления С 2Д . Известное устройство обладает недо статочной точностью, так как при его работе возникает некоторая вибрация окон в рабочей камере, благодаря во&действию на нкх переменног.о давле.ния. При вибрации окон изменяется оптическая длина рабочей камеры, так ка при этом изменяется длина участка ра чего плеча интерферометра, заполненно ного жидкостью,показатель преломления которой значительно больше показателе преломления остальных участков этоТО плеча, находящихся в воздухе. В результате оптическая разность хода практически образуется от изменения длины заполненной жидкостью кам.еры и от изменения показателя преломления жидкости, что в резонансном режиме может привести к ошибке., в ре.зультате измерения до 10-15%. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для градуировки преобразователей переменного Д1авления, содержаще 1 двухлучевой интерферометр, в рабочем плече которого размещена залолненная жидкостью рабочая кам&ра с прозрачными окнами, генератором давления и посадочным гнездом для градуируемого преобразователя, к каждому окну рабочей камеры присоединена дополнительная заполненная жидкостью камера, образованная эластичной оболочкой с прозрачным окном, установленным на изолированном от генератора ооновании. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство С.ОСТОИТ из двухлучевого интерферометра, включающего лазер 1, светоделитель 2, зеркала 3, фотоприемник 4, модулятор 5, помещенный в опорное плечо интерферометра. В рабочее плечо интерферометра помешена кам&ра 6 давления с окнами 7 и две дополнительные заполненные жидкостью камеры 8 с окнами 9, установленными на неподвижном основании и эластичными оболочками 10. Камера .6 имеет ген&ратор 11 давления,посадочное гнездо для градуируемого преобразователя 12 давления. Генератор 11 подключен к выходу усилителя 13 мощности, вход которого подключен к вы.ходу генератора 14 электрических сигналов. Выход генератора 14 сигналов подключён также к счетчику 15 периодов процесса и к бдрку 16 управления. Б.г.1ход фотоприемнийа 4 подключен к счетчику 17 интерференционых полос и к блоку 16 управления. Выходы блока 16 управления подключены к контактам цепей пуока и остановки счетчиков 15 и 17, а также к генератору 18 модулирующего сигнала. Выход генератора 18 подключен к модулятору 5. Устройство работает следующим о&разом. В рабочей камере 6 с помощью г&нератора 11 давления создают-переменное давление, изменяющееся по гармоническому закону с заданной частотой. При этом в камере 6 пропорционально изменению давления происходит вибрация окон 7, а также изменяется пока затеяь преломления жидкости в кам&ре 6. Это создает разность .хода лучей -интерферометра, изменяющуюся также по гармоническому закон;-. Однако бпагопаря наличию арпогшительных заполнёиных жиакостью камер S с окнами 9 установленными на изолированном от . генератора 11 основании, и эластичнь ми оболочками 10, вибрация окон 7 не влийет на значение разности хсща лучей интерферометра и длина пути луча в жицкости ье изменяется. ОбъвсияеФся это тем, что вибрация окон 7 не создает в камерах 8 переменное давление так как их эластичные оболочки l6 демпфируют малые изменения объема камер 8 под возаействием вибрашш окон 7. Таким образом, интерференционная картина в плоскости фотоприемника 4 будет перемешаться только благодаря изменению показателя преломления жид кости в камере 6 давления. Амплитуду разности хода лучей интерферометра, а следовательно, и амплитуду да&ления измеряют с помощью счетчика 174 ч-. полос 17 за периодов, процесса. Число периодов процесса кИг соответствующих времени измерения, измеряют счетчиком 15. В течение времени управляемый генератором 18 модулятор 5 изменяет фазу интерференционной картюны на ЗбО, что позволяет усреднить результат измерения за те же Иг периодов процесса, т.е. измерить целое и дробное число полбе, на которое смещается интерференционная картина за 1/4 периода процесса. Затем амплитуда измеренного давления определяет ся по формуле, но в измеренном числе полос вклад вибрации окон 7 исключен. Предлагаемое устройство обеспечивает точное измерение амплитуды пер,&манного давления в жидкости с помощью оптического двузслучевого интерферомет ра и может быть использова1яо в качестве задатчика переменного давления в эталонных и поверочнь1х установках.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее двухлучевой интерферометр, в рабочем rai&че котор.ого размешена заполненная жидкостью рабочая камера с прозрачными окнами, генератором давления и посацочньЕм гнездом для градуируемого преобразователя, отличающеес я тем, что, с целью повьпиения точности, в нем к каждому окну рабочей камеры присоединена дополнительная заполненная жидкостью камера, образованная эластичной оболочкой, с про арачным окном, установленным на изолированном от генератора основании. W Oi