Устройство для определения динамических характеристик измерительных преобразователей давления Советский патент 1986 года по МПК G01L27/00 

рег Истрирующей аппаратурой 12. С помощью источника давления 17 подают через золотники 13, 14, 15 и 16 рабочую среду в полость 5 корпуса 1, перемещая поршень 4 в нужное положение. Контроль за положением поршня 4 осуществляют по уровнецерам 20, измеряющим количество перекачанной из резервуара 18 в резервуар 19 (или наоборот) жидкости. Излучатель 6 возбуждают переменным напряжением

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии для определения динамических характеристик преобразователей переменного давления, т.е. амплитудно-частотных характеристик и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 509806.

Цель изобретения - повышение точности и расширение частотного диапазона в низкочастотную область.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - график зависимости нижней границы частотного диапазона от толщины газового слоя.

Предлагаемое устройство содержит цилиндрический полый конус 1, торцы которого закрьп ы крьшками 2 и 3. Поршень 4 с уплотнением делит по- лость камеры на две: рабочую 5 и вспомогательную. В поршне 4 установлен излучатель 6 волн давления, электрически связанный кабелем 7, проходящим через изолятор 8, с ис- 7i O4HHKOM переменного тока 9. В крышке 2 установлены градуируемый 10 и образцовый 11 преобразователи давления, связанные с регистрирующей аппаратурой 12. Обе части полости корпуса 1 с помощью трубопроводов и золотников 13, 14, 15 и 16 связаны с источником давления 17 и резервуарами 18 и 19, снабженными -уровнемерами 20. В рабочей полости у верхней крьппки 2 корпуса 1 имеется слой газа 21. Введение газового слоя позволяет преобразовать полуволновый резонатор в четвертьволновый и тем

с частотой, обеспечивающей появление н рабочей полости 5 стоячих волн давлйния, амплитуду которых определяют образцовым преобразователем давления 11. Наличие газового слоя 21 у верхней крышки 2 корпуса 1 позволяет снизить частоту первого резонатора в 2 раза. Приведено соотношение, которому удовлетворяет уровень заполнения корпуса. Изобретение дополнительное к авт.св. №509806.2ил.

самым уменьшить частоту первого резонанса, в 2 раза.

Собственные частоты резонатора определяются импедансом слоя, кото- рый приближенного выражается формулой

Z i.,ctg(), (1)

где р , С - плотность и скорость звука в газовом слое;

h - толпщна газового слоя. Толщина газового слоя при минимальном избыточном давлении в резонаторе выбирается таким образом, чтобы слой представлял собой мягкую границу. Дпя этого импеданс слоя должен быть много меньше импеданса жидкости

. С,,(2)

где Р t С - плотность и скорость звука в жидкости.

Поэтому, как следует из (1) и (2), толщина слоя выбирается из условия

ctgCf hJ

(3)

или

7 Р г 2

.L f Г

Jnc -л

h. : L t-i-r .(4)

Условие (4) можно считать вьшолнен- ным, если оно соответствует неравен- сТВу

Ь„ .(5)

Толщина слоя и его плотность связаны с постоянным давлением в плотностях корпуса 1 выражениями

ь -

К

я «р

р 2.сг.ь. г р.

(6)

где р - плотность газа при атмосферном давлении; , Р - атмосферное давление и

давление в камере. Подставляя (5) и (6) получаем выражение для толщины слоя, в резонаторе

(7)

.

Таким образом, высота столба жидкости в рабочей полости определяется выражением

(1 - .-JL.

(8)

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

С помощью источника давления 17 производят перемещение поршня 4 в нужное положение. Для этого через золотники 13, 14, 15 и 16 рабочую среду в необходимом количестве подают в рабочую полость 5. Разность давлений в полостях Камеры 1 обеспечивает перемещение поршня 3, Контроль за положением поршня 3 осуществляют по уровнемерам 20, измеряющим количество жидкости, перекачанной из резервуара 18 в резервуар 19 (или наоборот), пропорционально длине рабочей полости .5 камеры 1, Перемещение поршня 3 в другую сторону производят аналогичным образом. После установки поршня 3 в нужное положение в обеих полостях камед)ы создают требуемое постоянное давление. При этом слой газа сжимается до толщины, зависящей от уровня постоянного давления в камере 1, Затем включают источник переменного тока 9 и на излу

чатель 6 подают переменное напряжение с частотой, обеспечивающей появление стоячих волн давления в рабочей полости 5 камеры 1 устройства.

5 Амплитуду давления определяют по образцовому преобразователю давления 11.

Наличие газового слоя у верхней крышки камеры 1 позволяет снизить частоту первого резонанса волнового

10 процесса в рабочей полости 5 камеры 1 и тем самым расширить частотный диапазон устройства.

Преимуществом предлагаемого устройства является возможность плав15 ной перестройки резонатора путем изменения постоянного давления в камере.

Формула изобрете н.и я

Устройство для определения динамических характеристик измерительных преобразователей давления по авт,св, № 509806, отличающееся

25 тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона в низкочастотную область, в нем герметичный цилиндрический корпус установлен вертикально, так что

30 градуируемый и образцовый преобразователи находятся в верхней части корпуса, при этом корпус заполнен рабочей средой до уровня 1, удовлетворяющего соотношению

20

1 (1 - )L,

к где Р„ - атмосферное давление;

Р| - постоянное давление в камере;L - длина камеры.

иг.2

Изобретение относится к области измерительной техники и позволяет повысить точность измерений и расширить частотный диапазон в низкочастотную область. В вертикально установленном цилиндрическом полом корпусе 1 размещен поршень 4 с излучателем 6 волн дайления, связан- ньм кабелем 7 с источником переменного тока 9. В крышке установлены градуируемый 10 и образцовый 11 преобразователи давления, связанные с га (Л CZ ьо ю 4; о: IND со fut.t

Редактор М.Товтин

Составитель А.Соколовский

Техред И.Попович Корректор С.Черни

1941/39 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород ул.Проектная, 4