Способ градуировки теплового вакуумметра Советский патент 1991 года по МПК G01L21/12 G01L27/00 

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к вакуумной метрологии, и может быть использовано при разработке и эксплуатации тепловых вакуумметров.

Целью изобретения является снижение погрешности градуировки теплового вакуумметра.

На фиг.1 изображена зависимость выходного сигнала вакуумметра от измеряемого давления - градуировочная характеристика; на фиг.2 - зависимость погрешности показаний вакуумметра от давления, форма сигнала коррекции и результирующая зависимость погрешности показаний вакуумметра после коррекции.

Градуировочная характеристика вакуумметра описывается выражением

где а- выходной сигнал вакуумметра;

р - измеряемое давление; h - коэффициент, определяющий теплопередачу от рабочего элемента в вязкостном режиме течения газа;

S - коэффициент, определяющий теплопередачу от рабочего элемента в молекулярном режиме течения газа;

Со - напряжение питания рабочего элемента преобразователя, соответствующее теплоотводу излучением и по токовводам при р О,

Вариация параметра S в выражении (1) определяет разброс грудуировочных кривых отдельных преобразователей. Зависимость погрешности показаний вакуумметра является производной функции (1) по параметру S:

(Л

С

ON VI СЛ VI

О

Изобретение относится к вакуумной технике и позволяет снизить погрешность градуировки теплового вакуумметра путем проведения индивидуальной калибровки типовой градуировочной зависимости в трех точках диапазона измеряемых давлений: в крайних при нулевом и атмосферном давлениях и в середине диапазона. После такой калибровки формируют сигнал коррекции, суммирующийся с основным сигналом, зависящим от величины измеряемого давления, близкий по форме к зависимости функции ошибки. Этот сигнал автоматически корректирует показание вакуумметра во всем диапазоне измеряемых давлений, что снижает погрешность градуировки вакуумметра в 2-3 раза. 2 ил.

а

J S+p

4- US - Uc

л/hTuT-Uo

(1)

ба dS

1 25

a L + 2 U0

L +

JJ°

а

)Х

оСГ2 L2 + 2 a L U0

h

)

где L 4i + U0.

Зависимость погрешности показаний вакуумметра (2) от величины выходного сигнала а (фиг,2, кривая а) имеет нулевые значения в крайних точках диапазона измеряемых давлений при а 0 и а 1 и максимум при а - 0,6.

В первом приближении зависимость (2) можно аппроксимировать кусочно-линейной функцией (фиг.2, кривая б).

Способ градуировки состоит в том, что с помощью блока коррекции формируют напряжение коррекции выходного сигнала вакуумметра, близкое по форме к функции, изображенной, на фиг.2б. Это напряжение прикладывают к постоянному резистору, подключенному последовательно с регистрирующим прибором, что позволяет корректировать показания вакуумметра аналогично корректировке показаний при двухточечной калибровке градуировочной характеристики в крайних точках диапазона измеряемых давлений за счет обратной напряжению питания рабочего элемента полярности напряжения коррекции.

Блок коррекции может быть выполнен по любой схеме, обеспечивающей формирование напряжения с формой и полярностью, соответствующим зависимости фиг.2 (кривая б) в диапазоне измеряемых давлений.

Для правильной коррекции выходного сигнала вакуумметра проводят нормировку сигнала коррекции по амплитуде в точке пересечения аппроксимирующей зависимости и зависимости погрешности, например, при а 0,667. Для этого в вакуумной системе, в которой установлен градуируемый преобразователь, генерируют известное давление любым доступным способом, например экспансионным, после чего устанав- ливают на выходе вакуумметра рассчитанное по выражению (1) значение а, регулируя величину сигнала коррекции до получения значения а на выходе вакуумметра.

Для преобразователей типа ПМТ-б-3 калибровку можно проводить при давлении 582 Па, при этом а 0,667,

Таким образом, градуировочная характеристика вакуумметра калибруется вначале при бесконечно малом давлении (а 0).

затем при даьлении 582 Па (а 0,667) и при атмосферном давлении (а 1).

В результате коррекции градуировочной характеристики реального преобразо5 вателя пилообразным сигналом (фиг.2, кривая б) получают результирующую зависимость погрешности показаний вакуумметра (фиг.2. кривая в).

Таким образом, при реализации

10 предлагаемого способа градуировки при измерении давления, например, преобразователем типа ПМТ-6-3 возможно снижение погрешности до 15-20%, т.е. в 2-3 раза. Максимальное напряжение на выходе

15 блока коррекции может быть паспортным параметром, измеряемым для каждого преобразователя в условиях завода изготовителя, блок коррекции может быть встроен в измерительную схему вакумметра.

20

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ градуировки теплового вакуумметра, в режиме постоянной температуры

25 рабочего элемента терморезисторного преобразователя путем калибровки градуировочной характеристики в двух точках на концах рабочего диапазона измеряемых давлений и коррекции показаний вакуум30 метра с помощью выходного сигнала блока коррекции в этих точках, отличающий- с я тем, что, с целью снижения погрешности градуировки, рассчитывают по градуировочной характеристике преобразователя зави35 симость погрешности показаний вакуумметра da /dS от выходного сигналэ а, где S - коэффициент, определяющий теплопередачу от рабочего элемента преобразователя в молекулярном режиме течения

40 газа, формируют непрерывный сигнал коррекции, форма которого соответствует форме рассчитанной зависимости в диапазоне измеряемых давлений, устанавливают фиксированное значение давления в объеме, в

45 котором установлен преобразователь градуируемого вакуумметра, в точке градуировочной характерстики, с известным давлением вблизи середины рабочего диа- пазона, определяют значение сигнала кор50 рекции в этой точке, устанавливают величину выходного сигнала блока коррекции, равную этому значению, и осуществляют коррекцию показаний вакуумметра во всем диапазоне измеряемых давлений.

W ГО

re1 wl tff

P. (la

to

-r

00.2 0,4 0.6 0.8

Раг.г

-4

1,0

Ґ ЗД.10

dct/cIS

fo-f. Put.2