Способ определения объема тела Советский патент 1988 года по МПК G01F17/00 

W

С

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при выбраковке типовых деталей .(тел) по измеренному их объему. Цель изобретения - повышение точности при измерении близких по номиналу объемов тел. После измерения объема первого тела методом перепуска газа из эталонной емкости в измерительную изменяют объемы емкостей до совпадения объемов эталонной емкости и незаполненной части измерительной емкости. Измерение объемов других тел производят поочередно методом перепуска без изменения объемов емкостей.

4ib

to

ГС

N)

114220)2

Изобретение относится к измеритель- 1ой технике, может быть использовано fipH выбраковке типовых деталей по |1змеренному их объему и является усо- ершенствованием изобретения по |авт. св. № 1137315.

; Целью изобретения является повьше- ;ние точности при измерении близких :по номиналу объемов тел.Ц5

: Способ измерения заключается в

s.P те &V

том, что сначала берут одно из тел, (помещают его в измерительную емкость, которую затем сообщают с калиброван- ;ной (эталонной) емкостью, заполненной is i газом фиксированного давления. Пере- I пуск газа осуществляют путем направ- ; ленного выравнивания потока перепус- i каемого газа до установившегося дав- i ления, затем расчетным путем опреде- 20 : ляют объем тела. После измерения объ- : ема тела изменяют объемы емкостей до оптимального их отнощения, а именно до совпадения объемов эталонной емкости и незаполненной части измери- 25 тельной емкости. Измерение объемов других тел производят поочередно ме тодом перепуска без изменения объемов емкостей.

Xi.

В новых переменных К - ;

п

q &V

v

R приращение давления Р

выразится как

&Р

Kq -(Рг - PI )

(К + 1 - R) (К + 1 - R - q)

(А)

Наибольщая точность измерения объемов тел Vf, варьируемых в пределах VT ± &V, наблюдается при максимальном приращении равновесного давления ЛР..

Анализ уравнения (4) показьшает, что с увеличением К процесс изменения величины л Р (при одних и тех же Р, ,

„ ,,Р. и VT, uV) переменный - вначале увеСпособ позволяет повысить точность 30

личивается, достигая максимума при измерения, что подтверждается следуопределенных R и q, затем уменьшается, т.е. имеется в наличии оптимальное со- отнощение между объемами эталонной и измерительной емкостей. Оптимальное 35 К определяют, взяв производную 8(uiP)/Sk и приравняв ее к нулю,

ющим. При перепуске газа из эталонной емкости в измерительную (в процессе измерения тела объемом V) в системе измерительная - эталонная емкости установится равновесное давление Р , определяемое с учетом уравнения Менделеева-Клапейрона из формулы

Р

. Р, УЭ + - PxVr

Vu V

где Р.

- первоначальное давление в

эталонной емкости; P,j - первоначальное давление в

измерительной емкости; Vg,V,V -Соответственно объемы эталонной, измерительной емкости и объем тела. Условно увеличивают объем тела на величину U.V. При измерении нового объема равновесное давление Р в системе измерительная - эталонная емкости равно

Р,УЭ + РгУп РдУт - РгДУ V, , V -ЛУ - t

Приращение равновесного давления s.P Р - Р , полученное в результате изменения объема тела на величину &V, имеет вид

ЬУ У (Рг - РР (V,+Vn-V)(V,,-j.V)

(3)

V,

Xi.

В новых переменных К - ;

п

q &V

v

R приращение давления Р

выразится как

&Р

Kq -(Рг - PI )

(К + 1 - R) (К + 1 - R - q)

(А)

Наибольщая точность измерения объемов тел Vf, варьируемых в пределах VT ± &V, наблюдается при максимальном приращении равновесного давления ЛР..

Анализ уравнения (4) показьшает, что с увеличением К процесс изменения величины л Р (при одних и тех же Р, ,

личивается, достигая максимума при

определенных R и q, затем уменьшается, т.е. имеется в наличии оптимальное со- отнощение между объемами эталонной и измерительной емкостей. Оптимальное 35 К определяют, взяв производную 8(uiP)/Sk и приравняв ее к нулю,

n1/2

К (1 + R + Rq - 2R - q) . (5)

45

50

55

Таким образом, если при измерении .тел со средним объемом V и вариацией объема ± U.V соотнощение. между объемами эталонной и измерительной емкостей равно вычисленному из уравнения (5), при измерении объема тел способ измерения будет обладать наибольшей точностью, так как в этом случае будет наблюдаться наибольщая чувствит ель- ность основного параметра - равновесного давления к изменению объема V в пределах + &V.

Так как первичное измерение производится с определенной погрешностью, то истинная величина измеренного тела по первому измерению определяется как V ± uV, где uV - погрещность измерения. Поэтому значение q. при оп3142201

ределении оптимального объема необходимо брать как отношение абсолютной погрешности устройства (при неоптимальных К) к объему тела, определенному по первичному измерению. Так как погрешность эта даже при неоптимальных К сравнительно невелика, то значениями q в уравнении (5) можно пренебречь и оптимальное К определять IQ из следующей формулы:

411

К (1 + R - 2R) 1 - R, (6)

что эквивалентно условию V У„ - V, .

Точность измерения согласно пред- 20 лагаемому способу повышается вследствие того, что после измерения объема первой детали изменяют до оптимальноIQ

15

20 го отношения (раСсчитьшаемого из формулы) объем эталонной или измерительной емкостей. Далее производят изме- рение объема всех остальньпс деталей без изменения этого оптимального отношения. В результате точность измерения всех остальных деталей увеличивается.

Формула изобретения

Способ определения объема тела по авт. св. № 1137315, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при измерении близких по номиналу объемов тел, после определения объема тела изменяют объемы эталонной и измерительной емкостей до совпадения объема эталонной емкости с незаполненным объемом измерительной емкости, после чего производят определение о бъема другого тела.