Грузопоршневой манометр абсолютного давления Советский патент 1989 года по МПК G01L7/16 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к грузо- поршневым приборам для воспроизведения и измерения абсолютного давления.

Цель изобретения - повышение точности измерения давления путем уменьшения систематической погрешности.

На чертеже приведена принципиальная схема грузопоршневого манометра.

Грузопоршневой манометр состоит из Грузопоршневой колонки,в состав которой входит двойной дифференциальный неуплотненный поршень 1, размещенный в цилиндре 2ч С поршнем 1 жестко связана платформа 3 нагруже- ния с грузами 4. Поршень 1 и платформа 3 нагружения уравновешены рычажным механизмом 5. В полости цилиндра уступами поршня 1 образованы измерительная камера А, которая является камерой обратной связи, и камера Б опорного давления. В состав системы регулирования давления входят два последовательно включенных регулирующих дросселя,, первый

из которых образован каналами вакуума 6 и давления питания 7 и проточками 8 и 9 в стенке цилиндра 2, канавкой 10 на поршне I, выходным отверстием 11 в стенке цилиндра 2, камера А обратной связи и ресивер 12, Ниже проточки 9, связанной с каналом 7 давления питания РП, размещена третья проточка 13 с каналом 14s Расстояние между проточками 9 и 13

больше или равно разности расстояний между смежными кромками проточек давления питания 9 и вакуума 8 и ширины канавки 10 на поршне. Ниже третьей проточки 13 расположены две дополнительные проточки 15 и 16, а на поршне 1 выполнена дополнительная канавка так, что уступ В, образованный двумя канавками, расположен симметрично второй 9 и третьей 13 проточкам, причем расстояние между третьей 13 и первой дополнительной 5 проточками равно расстоянию между первой 8 и второй 9 проточками, расстояние между дополнительными проточ

ками 15 и 16 больше или равно половине разности расстояний между смежными кромками проточек 8 и 9 и ширины канавки на поршне 1. Полость Г, образованная дополнительной канавкой на поршне 1, соединена дополнительным выходным отверстием 17 с камерой А обратной связи, при этом выходное отверстие 11 соединено трубопроводом 18 и каналами 14 и 19 с третьей 13 и первой дополнительной 15 проточками, образующими второй регулирующий дроссель. Вторая дополнительная проточка 16 сообщается каналом 20 и трубопроводом 21 с каналом 6 вакуума Для смазки шлифов поршневой пары служит масло, поступающее в смазочные канавки из масленок 22 и 23, причем масленка 22 соединена с атмосферой, а в масленке 23 создается подпор с давлением РГ.

Манометр работает следующим образом.

Перед началом работы в камере Б создается давление РОП 0,13 Па. Такое же значение давления устанавливается в камере А и ресивере 12 с помошью вакуум-насосов, При установке на платформу 3 груза 4, пропорционального воспроизводимому значению давления, поршень 1 опускается и соединяет одновременно качал 7 через верхнюю канавку 10 на поршне I с отверстием 11 и канал 19 через проточку 5 с полостью Г. Далее через отверстие 17 полость Г соединяется с камерой А обратной связи и ресивером 2. По мере возрастания давления в камере А обратной связи и ресивере 2 и приближений его значения к равновесному поршень 1 начинает подниматься, перекрывая одновременно своим телом проточки 9 и 15 с каналами 7 и 19 в стенке цилиндра 2,

По окончании переходного процесса регулирующие дроссели закрываются, т.е отсекают источник давления питания и вакуума от камеры А и ресивера 12, в которых сохраняется требуемое значение давления. При этом поршень 1 принимает равновесное по- локение, отличное от исходного. В зависимости от задаваемого давления и давления питания уравновешивающий

Q $ Q 5

0

5

0

рычажный механизм 5, поддерживающий поршень 1, наклоняется и занимает одно из положений в пределах угла cii определяемого пличой дросселирующих участков, образованных проточками в цилиндре 2 и канавками на поршне 1. Так как в предлагаемом пзиборе осуществляется двойное последовательное дросселирование,, то длина проссели- руюпгах участков в нем в два раза меньше по сравнению с известным, соответственно,, в два раза меньше заклонение уравновешивающего рычажного механизма 5, максимальное значение которого применительно к известному манометру показано на чертеже углом {Ь ,

Наличие закчонения вычажкого механизма 5 от исходного оавновесного положения,, г зобрахенного на чертеже, обуславливает появление систематической погрешности,, так как смещается центр тяжести Д системы При этом статическая ошибка полдержания и измерения давления пропорциональна смещению рычажного механизма 5 от

ИСХОДНОГО ПО ТО ГРЧИЯ с Т сп 43 С ТеМ,

что заклонение рычажного механизма в два раза меньше, так как длина дросселирующих участков уменьшена в два Ј.за, всл-пс вие двойного последовательного лсосселитюрания воздуха, соответственно, в два раза меньше статическая ошибка в установившемся режиме залангя давления. Уменьшение систематической погрешности за счет снижения статической ошибки регулирования, обусловленной отклонением поршня от исходного равновесного положения, обеспечивает повышение точности гг узогот цчеяого манометра.

45

Формула изо

D е

е н и я

0

Грузопоршневой манометр абсолютного давления, содержащий неуплотненный псошень расположенный в цилиндре, механизмы нагоужекия и уоавнове- шивгния потжня, систему регулирования давления, образованную канавкой на поршне и тремя проточками, первой, основной, соединенной с источником вакуума, второй, основной, соединенной с источником питания, и третьей, основной, расположенной ниже проточки, соединенной с источником питания5 так, что расстояние мек-

ду смежными кромками второй и третьг ей проточек больше или равно разности расстояний между смежными кромками первой и второй проточек и ширины канавки на поршне, основным выходным отверстием и камерой обратной связи, выполненными в цилиндре, и ресивером, -отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения давления путем уменьшения систематической погрешности, в нем в цилиндре выполнено дополнительное выходное отверстие и две дополнительные проточки, размещенные ниже третьей основной проточки, а на поршне выполнена дополнительная канавка, при этом расстояние между третьей

основной и первой дополнительной проточками равно расстоянию между первой и второй основными проточками, расстояние между смежными кромками первой и второй дополнительных проточек равно расстоянию между смежными кромками второй и третьей основных проточек, а полость, обра- зованная дополнительной канавкой на поршне, соединена дополнительным .выходным отверстием с камерой обрат- ной связи, при этом основное выходное отверстие соединено каналами с третьей основной и первой дополни- тельной проточками, а вторая дополнительная проточка сообщена каналом с первой основной проточкой.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к гурзопоршневым приборам для воспроизведения и измерения абсолютного давления. Цель изобретения - повышение точности измерения давления путем уменьшения систематической погрешности. Двойной дифференциальный неуплотненный поршень 1 размещен в цилиндре 2. С поршнем 1 жестко связана платформа 3 нагружения с грузами 4, уравновешанная рычажным механизмом 5. В полости цилиндра образована измерительная камера обратной связи А и камера опорного давления Б. Грузопоршневой манометр содержит систему регулирования давления. Система регулирования давления выполнена в виде четырех кольцевых проточек 8, 9, 13, 15 и двух канавок на поршне, образующих путем их соединения два последовательно включенных регулирующих дросселя. Пятая кольцевая проточка 16 используется для компенсации силы неуравновешанности поршня. Система регулирования давления соединяет камеру обратной связи А и ресивер 12 с источниками высокого и низкого давлений. Расстояние между смежными кромками проточек 9 и 13 больше или равно разности расстояния между смежными кромками проточек 8 и 9 и шириной канавки 10 на поршне. В цилиндре 2 выполнены два выходных отверстия: основное 11 и дополнительное 17. Расстояние между проточками 13 и 15 равно расстоянию между проточками 8 и 9, а расстояние между смежными кромками проточек 15 и 16 равно расстоянию между смежными кромками проточек 9 и 13. В камерах А,Б и ресивере 12 создается давление. При установке груза 4 поршень 1 опускается. Полость Г через отверстие 17 соединяется с полостью А и ресивером 12. Поршень 1 начинает подниматься, перекрывая каналы 7 и 19. По окончании переходного процесса регулирующие дроссели закрываются. Источники давления и вакуума отсекаются от камеры А и ресивера 12. Поршень 1 принимает равновесное положение, отличное от исходного. Уравновешивающий рычажный механизм 5 занимает одно из положений угла α. За счет двойного последовательного дросселирования длина дросселирующих участков уменьшается, что приводит к уменьшению статической ошибки в установившемся режиме задания давления. 1 ил.