Способ градуировки измерительных преобразователей давления Советский патент 1986 года по МПК G01L27/00 

преобразователей давления (И11Д) растет одновременно и непрервыно и происходит запись сигналов, поступаюп1их от ИПД 1,2 в ЭВМ 3. При достижении заданного максимального давления по командам ЭВМ 13 закрывается электроI

Изобретение относится ю измерительной технике, в частности к градуировке измерительных преобразователей давления (ИПД).

Цель изобретения - снижение трудо емкости градуировки и повьппение ее достоверности.

Поставленная цель достигается тем что согласно известному способу градуировки измерительных преобразова- телей давления путем одновременного н-агружения от минимума до максимума и разгружения от максимума до минимума в диапазоне измерения одним источником давления образцового и ра- бочего измерительных преобразователе давления, одновременного измерения этого давления и нахождения функциональной зависимости между показаниями образцового и рабочего измеритель ных преобразователей давления, на- гружение и разрушение производят непрерывно по произвольному закону, а измерения давления образцовым и рабочим измерительными преобразователя ми давления производят одновременно через интервалы, определяемые временем срабатывания регистрирующей аппаратуры, причем скорость изменения давления при нагружении и разгружени устанавливают меньше скорости срабатывания регистрирующей аппаратуры на 2-3 порядка.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа градуировки ИПД; на фиг. 2 - диаграмма, иллюстрирующая способ градуировки ИПД.

Устройство содержит рабочий ИПД 1 образцовый ИПД 2, ресивер 3, соединенный с источником 4 избыточного .давления, параллельно соединенные электромагнитные клапаны 5 для подачи воздуха, параллельно соединенные электромагнитные клапаны 6 для страв ливания воздуха и электромагнитный

магнитный клапан 5 для подачи воздуха и открывается клапан 6 для стравливания воздуха с одним из сужающих устройств 9 и измеряются выходные сигналы ИПД 1,2 в режиме разгрузки. 2 ил.

клапан 7, через который ресивер 3 подключен к рабочему и образцовому ИПД 1 и 2. Электромагнитные клапаны 5 и 6 подключены также к сужающим устройствам 8 и 9, причем соотношение значения их диаметров подобрано в соответствии с весовыми соотношениями разрядов двоичного кода, а наименьшая и наибольшая суммарные значения диаметров сужающих устройс 8 и 9 установлены в соответствии со среднестатистическим диапазоном регулирования равномерного по времени нарастания и убьгоания давления в ресивере 3. Приводы. 10 - 12 электромагнитных клапанов 5-7 подключены к каналам управления ЭВМ 13. Рабочий и образцовый: ИПД 1 и 2 соединены через преобразователи 14 и 15 электрических сигналов в код с ЭВМ 13. Посредством электромагнитных клапанов 16 и 17 в приводами 18 и 19 рабочий ИПД 1 отключается от ресивера 3 и образцового ИПД 2 и подключается, к газовоздушному контуру исследуемого газотурбинного двигателя (ГТД).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха закрыт; электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха и электромагнитный клапан 7 открыты, давление в ресивере 3, на рабочем и образцовом ИПД 1 и 2 равно атмосферному. ЭВМ 13 включена, программа обработки данных введена.

Сначала производится одновременная запись выходных сигналов рабочег и эталонного ИПД 1 и 2 при нулевом избыточном давлении при помощи преобразователей 14 и 15 электрических сигналов в код. Вькодные сигналы передаются на ЭВМ 13, при этом с образцового ИПД 2 в ЭВМ 13 получают

физические значения параметра, т.е. его градуировочная характеристика была получена и введена в ЭВМ 13 заранее.

Затем по командам от ЭВМ-13 за- крьгоается электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха, открывается электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха с одним из наборов сужающих устройств 8 и подключается источник 4 избыточного давления. Давление в ресивере 3, на рабочем и образцовом ИПД 1 и 2 растет одновре менно, и непрерывно происходит запись сигналов, поступающих от ИПД 1 и 2 в ЭВМ 13. При достижении заданного максимального давления по командам от ЭВМ 13 закрьгоается электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха и открывается электромагнитный, клапан 6 для стравливания воздуха с одним из наборов сужающих устройств 9 и начинается измерение выходных сигналов ИПД 1 и 2 в режиме разгрузки. После необходимого числа циклов наГрузки-разгрузки ЭВМ 13 производится математическая обработка результатов

измерения и находятся коэффициенты градуировочной характеристики рабочего ИПД 1.

Пример. На стенде установлены рабочий и образцовый ИПД 1 и 2. Коэффициенты градуировочной характеристики образцового ИПД 2 занесены в память ЭВМ 13. Необходимо определить коэффициенты градуировочной кривой рабочего ИПД 1. Для этого оба ИПД 1 и 2 через преобразователи 14 и 15 электрических сигналов в код подключены к ЭВМ 13.

Процесс градуировки заключается в том, что сначала в исходном положении производится одновременная запись выходящих сигналов рабочего и образцового ИПД 1 и 2 через преобразователи 14 и 15 электрического сигнала в код ЭВМ 13 при нулевом избыточном давлении (горизонтальный участок о диаграммы на графике, фиг. 2). Для получения нулевого значения избыточного давления электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха закрывают, а электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха и электромагнитный клапан 7 открывают сигналами от ЭВМ 13 посредством приводов 10 - 13 электромагнитных клапанов 5 - 7. Затем начинается процесс.нагружения

247700

рабочего и образцового ИПД 1 и 2 избыточным давлением. Для этого сигналами от ЭВМ 13 закрывается электромагнитный клапан 6 для стравли5 вания воздуха и открывается электро- магнитный клапан 5 для подачи воздуха от источника 4 избыточного давления посредством приводов 10 и 11 электромагнитных клапанов 5 и 6.

10 . Давление в ресивере 3 на обоих ИПД 1 и 2 растет (наклонный участок диаграммы фиг. 2). Одновременно происходит запись .сигналов, поступающих от o6t5HX ИПД 1 и 2 в ЭВМ 13, в нако15 пителе на магнитной ленте (для контроля) и последовательное суммирование по частям групп данньгх в диапазоне измерения (сворачивание) для последующей математической обработки

20 их методом наименьших квадратов. Данные накапливаются по всему диапазону измерения при нагружении. Затем все показания нагрузки собираются в одном массиве

25 XI (i) ,,

где N - число наблюдения;

М - число снятых в ходе одного

наблюдения показаний. При достижении заданного максимального значения давления сигналом от ЭВМ 13 закрывается электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха и давление в системе заданное время поддерживается максимальным (горизонтальный участок В на диаграмме, фиг. 2). Далее формируется массив Yi(i), состоящий из значений выходного сигнала, соответствующего измененной нагрузке XI(i).

Затем сигналом от ЭВМ 13 открьюа- ется электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха и начинается процесс разгрузки (обратный код - участок 2 диаграммы, фиг. 2). Также как и при нагружении формируются массивы X2(i), Y2(i), состоящие из наблюдений, собранных и просуммированных по частям данных при разгру- жении. При достижении заданного минимального или нулевого значения давления заданное время это давление вьщерживается (горизонтальный участок g на диаграмме, фиг. 2), затем цикл повторяется.

Темп равномерного нарастания и убьшания давления регулируется командами от ЭВМ 13 путем увеличения или уменьшения суммарного значения проходных сечений сужающих устройств 8 и 9, переключаемых при помощи электромагнитных клапанов 5 и 6. Обратна связь по давлению в ресивере 3 реализуется в схеме автоматического регулирования от образцового ИДЦ 2. Соотношение времени измерения давления к времени однократного измерения не менее, чем на порядок меньше значения основной допустимой погрешности образцового ИПД 2 (или рабочего, если его постоянная времени выше, чем у образцового).

После необходимого числа циклов на- гружения-разгружения в ЭВМ 13 начинается обработка результатов измерения. По данным, собранным в массивах XI(i Y1 (i) и X2(i); Y-2(i) выбирается решение регрессионной задачи по всему набору данных отдельно для нагрузки и отдельно .для разгрузки. Решение задачи выбирается по системе функций (полиномиальных, степенных, логарифмических и других видов функций) . Далее выбирается наилучшая

функция, для которой среднее квадра- тическое отклонение данных наименьшее от функции, по которой она строилась , Вычисления выполняются в следующей последовательности.

Вначале задается вид градуировоч- ной кривой

f(a.

х),

1р а , . . . , п,

где п - число параметров функции; а - параметры функции; X - аргументы функции. Затем выбираются коэффициенты (ад,а,..., а,,) так, чтобы сумма

Г у -f (а,, а , , х,. )1 , где X., у - наблюдаемые параметры,

процесса;

N - число наблюдений, была минимальной. ,.

Указанная процедура реализуется путем исследований функции на экстрмуме, ,-(а„ а,..., а,,;х) 0;

д

да г1 г.- ,5 X.) 0.

Решением этой системы уравнения находятся коэффициенты аппроксимаци (а

О а,..., . Уточнения полученных коэффициентов аппроксимации производят при до полнительных экспериментах по отклонениям новых результатов от значения аппроксимлиий.

-

я

)

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Из полученных значений (a. , а , . ) х уточнение производится по формуле

, -у, , где Yj - новое наблюдение;

у полученная по первым порог- нам оценка.

Далее по Z определяют функцию тем же способом, и у (по тем же системам уравнений) (a, а,,..., а,,; х) , которая является поправкой к функции.у.

В результате получают уточненную градуировочную характеристику рабочего измерительного преобразователя давления. .

, . (а,, а, , . . ., а,; x)+g(a, а,, . . . , а, х). .

Одновременно может производиться определение коэффициентов градуи- ровочных характеристик нескольких рабочих измерительных преобразователей 1а, IS,..., In давления при одном эталонном измерительном преобразователе 2 давления (на фиг. 1 рабочие ИПД Iq, Is,..., 1 не показаны) . Формула изобретения

Способ градуировки измерительных преобразователей давления путем одновременного нагружения от минимума до максимума и разгружения от максимума до минимума в диапазоне измерения одним источником давления образцового и рабочего измерительных преобразователей давления, одновременного измерения этого давления и нахождения функциональной зависимости между показателями образцового и рабочего измерительных преобразователей давления, отлич-аю- щ и и с я тем, что, с целью снижения трудоемкости градуировки и повышения ее достоверности, нагружение и разгружение производят HenpepfjiBHO по произвольному закону, а измерения давления образцовым и рабочим измерительными преобразователями давления производят одновременно через интервалы, определяемые временем срабатывания регистрирующей аппаратуры, причем скорость изменения давления при нагружении и разгружении устанавливают меньше скорости срабатывания регистрирующей аппаратуры на 2-3 порядка.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить трудоемкость градуировки и повысить ее достоверность. Для этого нагруже- .ние от минимума до максимума и раз- гружение проводят непрерывно по произвольному закону, а измерение давления образцовым г и рабочим из- мерительньми преобразователями давления производят одновременно через интервалы, определяемые временем срабатывания регистрирующей аппаратуры. Давление в ресивере 3, на рабочем 1 и образцовом 2 измерителях тет rrs (Л tHat.l 4аь Si Sffettiffttra UftD