Способ метрологической аттестации задатчика давления с нецилиндрическим поршнем Советский патент 1992 года по МПК G01L27/00 

Изобретение относится к технике измерения давления, а именно к способам метрологической аттестации грузопоршневых задатчиков избыточного и вакуумметрического давления с нецилиндрическим поршнем, и может быть использовано в метрологической практике.

Целью изобретения является повышение точности

На чертеже на примере задатчика избыточного давления изображено устройство, с помощью которого реализуется способ.

Устройство содержит нецилиндрический поршень 1, установленный в сопло 2. Полость- 3, образованная поршнем 1, соплом 2 и вставкой 4, соединена ,

с емкостями 5 и 6. Емкость 5 соединена с манометром 7 и дросселем 8 регулятора расхода 9°

Емкость 6 соединена с образцовым манометром 10, применяемым при сличении, и камерой 11 обратной связи регулятора расхода 9. Вход дросселя 8 соединен с манометром 12 и камерой

13,внутри которой расположено седло

14,соединенное с камерой 15. В камере 15 расположено седло 16, соединенное с источником 17 давления питания через ротаметр 18. Жесткие центры 19 и 20 мембран 21-24 соединены с клапанами 25 и 26 соответственно. Камеры 27 и 28 сообщаются с атмосферой. Эффективные площади мембран 21-24 свя- | заны соотношением

1

00 1

I2- - - Г- к,

L2.Z rЈ4где К - коэффициент регулятора расхода ().

Способ реализуется следующим образом.

В сопло 2 устанавливают поршень 1, масса которого тсл соответствует давлению РСЛ. При включении источника давления 17 поршень 1 всплывает с кромки сопла 2 и остается во взвешен- j-юм состоянии. Эффективную площадь FCA в точке сличения определяют путем многократных измерений выходного давления Р СЛ задатчика.

Регулятор 9 расхода при этом находится в состоянии равновесия, определяемом соотношениями

P. Fft, -Рвх. Р2г+(Р14 -Pejl) - F14. 0

рвк- р2 + рпит-рн -р1б 0 где РПИТ и Р(4. - давление питания, создаваемое источником 17 и давление в седле И соответственно;44- и б площади среза седел

14 и 16 соответственно. По конструктивным соображениям принято

F2, F,4-Fie-Ff.

При Fj « F следует, что отношение давлений

PAY I

| К «const

и не зависит от давления Р, воспроизводимого задатчиком, и давления питания. Однако в реальных задатчи- ках, особенно в области малых давлений (Р 1 кПа) коэффициент меняется вследствие увеличения трения в узлах седло - клапан и жесткости мембран на работу регулятора расхода, а также из-за относительного увеличения потерь давления (напора) в ли- VIHH между дросселем регулятора расхода и полостью 3. При этом условие, обеспечивающее постоянство эффективной площади поршня задатчика давления, нарушается.

Предлагаемый способ метрологической аттестации позволяет учесть зависимость коэффициента К1 как от давления Р, так и от потерь давления (напора) путем измерений давления по- еле постоянного дросселя-.

FCA 0,99985 mJ.LS«

ел

При аттестации массу m сл и mj поршня 1 определяют взвешиванием на образцовых весах.

Образцовым прибором 10 измеряют выходное давление задатчика (РСц); при установке в сопло 2 поршня 1 массой тсд и ,2,...,п. Одновременно

0 ротаметром 18 измеряют объемный расход (Qc); газа через задатчик, а манометрами 7 и 12 - давление

и С( соответственно.

I-5 Вычисляют значения РСЛ; РеЛ; qCA;

(р&ы)сл и сл из соотношений ел

где 0,99985 - коэффициент, учитывающий потерю веса гирь весов в воздухе; . - масса поршня при измерениях выходного давления задатчика образцовым прибором;

g - ускорение свободного падения в месте эксплу- атации задатчика; 0 Pcft - среднее арифметическое результатов измерений выходного давления задатчика образцовым прибором, приведенных к 5нормальным условиям

(температура воздуха, окружающего задатчик, (равна 20°С,

а атмосферное давление мм рт.ст.

,„..

5

где

5

СА (рсЛ

п ЧСд

выходное давление задатчика, соответствующее массе т поршня, при i-м измерении образцовым прибором; число измерений; коэффициент, определяемый по формуле

0

pw - плотность газа при нормаль- ных условиях; Q0- среднее арифметическое результатов измерений объемного расхода газа;

n S(Q

ел ;

):

сл

n

де

(QCA)J D

«

3 объемный расход газа при i-м измерении ротаметром; диаметр сопла задатчика; угол между направлением струи газа, вытекающего и вертикалью;

из сопла, (3;

n

где (Рв„,х)ся среднее арифметическое результатов измерений давления после постоянного дросселя при массе

ПОРШНЯ Wffti

2 №бх ) A. i К(д.й ,

Z-. 1 вых;сл.,

где KCfl- коэффициент регулятора расхода при массе поршня Далее в сопло 2 последовательно устанавливают поршни 1, соответствующие всем аттестуемым точкам рабочего диапазона задатчика давления. При этом для каждой массы ml, поршня 1 измеряют манометрами и 12 давления .

и Ррвх)-,11 Р f1 2 ;

Вычисляют значения ( и- J соответственно для всех аттестуемых точек по соотношениям n

SJ()lL ....

(Р V

VrBWXyJ

где

Wj

и

n

среднее арифметическое результатов измерений давлений после постоянного дросселя при массе поршня тК

Ч

111- .,)

J

2(.

MH JB WM W -MWMHVWBUMXMBWWBWVB -t f 4

±( где К: - коэффициент регулятора расхода при массе поршня mj. После этого рассчитывают значения эффективных площадей FJ поршней 1 дл аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления из соотношения

, -ч ft-а tetaiL-ii- (РВЫХ)СА R

Номинальные массы (тн) поршней, соответствующие заданным номинальным

и м; ; ;

Ч737291 6

значениям давления, воспроизводимого задатчиком, определяют по формуле

(ти),00015(Рк) Р; Ј

где (Рн); - номинальное давление.

Затем оценивают границу погрешности задатчика давления по ГОСТ 8.207-76.

е

из..

не

,)

J

15

20

25

я ля на

, ым

30

35

формула изобретение

Способ метрологической аттестации задатчика давления с нецилиндрически, поршнем, установленным в сопло, и регулятором расхода с постоянным дросселем путем измерений давления на выходе задатчика давления образцовым прибором в одной из точек рабочего диапазона задатчика давления, расчета эффективной площади поршня задатчика для измеренного давления, измерений объемного расхода газа для этой точки, измерений давления перед постоянным дросселем для всех аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления и последующего расчета эффективных площадей и масс поршней и погрешностей задатчика давления для этих точек, отли чающий- с я тем, что, с целью повышения точности, для всех аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления дополнительно измеряют давление после постоянного дросселя, а расчет эффективных площадей поршней для аттестуемых точек производят по формуле

(p. f J Cd

40

55

en

где F

45

SO

СЛ mc,T

g РСЛ

(PC) n / Im СА jlWi Ki-1 Л

(i|«j стай ,93985 -fZ ,

РСЯ масса поршня при измерении

выходного давления задатчика образцовым прибором; ускорение свободного падения в месте эксплуатации задатчика;

(Pcft)i ----- ,

выходное давление задатчика, соответствующее массе тсд поршня, при i-м измерении образцовым прибором; число измерений;

J

J 2fia. 9ЈL

№тсл DC

cos

1,

7173729

где РЦ - плотность газа при нормальных условиях;

iUQc,);

А - J

QM- n

(Qtft); объемный расход газа при i-м измерении ротаметром;

WS

g В WilJn

5 U ebiPcMi и , давление по- еле постоянного дросселя v при i-м измерении и массе поршня тэд и mj соответст венно,

Dc - диаметр сопла задатчика;}Qn

- угол между направлением струи S frp 1 Г/т 1

:r frr 1 вых ел J; 1Лрвл слJ;

Т(

Z- L eblx;eAj

газа, вытекающего из сопла,

и вертикалью;

mj - масса поршня, соответствующая j-й аттестуемой точке диапазона давлений, задатчика; t,

ГР . - ( ,

15к-

t BPeWx)i7i

(рвх и давление перед постоянным дросселем при i-м измерении и массе поршня m ся и mj соответственно. /77/

2В15 1528 13 М27 9

Составитель А.Соколовский(

Редактор З.Ходакова Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Заказ 188АТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

WS

J

15к-

t BPeWx)i7i

(рвх и давление перед постоянным дросселем при i-м измерении и массе поршня m ся и mj соответственно. /77/

Изобретение относится к технике измерения давления. Целью изобретения является повышение точности. В сопло 2 устанавливают поршень 1, масса которого тсдсоответствует давлению Рсл . При включении источника давления 17 поршень 1 всплывает. Эффективную площадь Fсд в точке сличения определяют путем многократных измерений выходного давления РСА. Измеряют объемный расход газа ротаметром 18 для этой же точки, измеряют давления перёд и после постоянного дросселя 8 манометрами 12 и 7 для всех аттестуемых точек рабочего диапазона задатчика давления, после чего рассчитывают эффективные площади и м ас- сы поршней, а также погрешности.задатчика давления. 1 ил. (Л С