Способ определения разрешающей способности измерительных преобразователей Советский патент 1992 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения различных метрологических характеристик преобразователей скорости, температуры, электропроводности.

Известны способы того же назначения, согласно которым в ламинарном потоке формируют нитевидную температурную неоднородность путем введения в поток дозированной порции энергии. Визуализируют температурную неоднородность теневым прибором, а затем воздействуют ею на датчик испытуемого преобразователя. По амплитуде выходного сигнала преобразователя судят об его разрешающей способности.

Недостатками способов являются низкая точность и узкие функциональные воз- можнйсти.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения разрешающей способности измерительных преобразователей, заключающемся в формировании в ламинарном потоке температурной неоднородности путем введения в поток дозированной порции энергии, визуализации температурной неоднородности теневым прибором и воздействия ею на датчик измерительного преобразователя, по выходному сигналу которого Судят о разрешающей споXS

00

W GO

Х|

О

собности преобразования, ламинарный поток формируют с распределенным по гармоническому закону профилем скорости, а измерительный преобразователь перемещают ортогонально направлению потока в 5 различных его сечениях.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что измерительный пре- образователь перемещают ортогонально направлению потока за время t равное t 10 yv/V3, где у-расстояние i от сечения формирования нитевидной неоднородности до сечения перемещения преобразователя; v - амплитуда пульсаций скорости; VQ- величина средней скорости.15

На фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа; на фиг.2 - пример выполнения модулятора профиля скорости; на фиг.З - схема устройства для реализации способа по пп 1,2 формулы изо- 20 бретения; на фиг.4 - временная и пространственная диаграммы, поясняющие работу устройств, реализующих спосоВ.

Устройство для реализации способа содержит конфузор 1 (фиг.1), на срезе которо- 25 го закреплен сменный модулятор профиля скорости, выполненный, например, в виде решетки 2 с отверстиями 3 (фиг.2), которые задают масштаб X формируемых в неустановившемся ламинарном потоке пульсации 30 скорости v на фоне средней скорости Vo. Если расстояние между отверстиями приблизительно равно диаметру отверстий, то в потоке реализуются пульсации скорости, распределенные в пространстве по гармо- 35 ническому закону.

Устройство также содержит направляющую 4, расположенную вне потока поперек ее направления, по которой может перемещаться испытуемый преобразователь 5. 40 Кроме того, в устройстве имеется источник дозированной энергии, выполненный, например, в виде нагреваемой нити 6. В комплект устройства входит теневой прибор(не показан) с оптической осью, ортогональной 45 плоскости чертежа, имеющий поле визуализации 7 (фиг.З).

Способ реализуется следующим образом.

В ламинарном неустановившемся по- 50 токе с помощью конфузорз 1 и решетки 2 с отверстиями 3 формируют поток с распределенным по гармоническому закону профилем скорости 8 (фиг.1) с пространственным масштабом пульсаций X. Масштаб 55 и форму пульсаций скорости контролируют по теневому изображению нитевидной температурной неоднородности, формируемой с помощью источника дозирования энергии. Затем перемещают испытуемый преобразователь 5 (в данном случае преобразователь пульсаций скорости) по направляющей 4 последовательно в различные точки потока. При отом регистрируют выходной сигнал преобразователя. Если выходной сигнал имеет четко выраженный характер, то делает вывод, что пульсации скорости масштаба X разрешаются преобразователем.

На срезе конфузора 1 закрепляют другую решетку с более частым расположением отверстий 3 и формируют с ее помощью пульсации скорости v меньшего масштаба, Вновь повторяют эксперимент до момента, когда испытуемый преобразователь не будет реагировать на пульсацию скорости заданного масштаба. Найденный таким образом масштаб X приписывает испытуемому преобразователю как его разрешающую способность пульсаций скорости.

Для испытаний преобразователей пульсаций температуры и электропроводности непосредственно используют формируемую в потоке температурную неоднородность. Через доли секунды после формирования неоднородности последняя в потоке с гармоническим профилем скорости принимает форму синусоиды 9 (фиг.З), амплитуда которой с течением времени увеличивается (позиции 10,11). Испытуемый преобразователь пульсаций температуры или электрои прободности перемещают поперек потока, пересекая неоднородность. По выходному сигналу преобразователя, как и в описанном выше случае, судят о разрешающей способности прибора по отношению к пульсациям температуры или электропроводности.

Время t перемещения преобразователя должно быть таким, чтобы его датчик не успевал выйти за пределы синусоиды с амплитудой А:

А yv/Vo

т.е. для удовлетворения данному условию необходимо, чтобы

t A/Vo yv/Vo.

Создаваемое таким способом гармоническое распределение пульсаций скорости, температуры, электропроводности можно также использовать для определения амплитудно- частотных характеристик преобразователей. Для этого испытуемый преобразователь перемещают достаточно быстро с различными скоростями поперек движения неоднородности. При этом частота выходного сигнала преобразователя будет определяться масштабом X и скоростью перемещения, а амплитуда - инерционными свойствами испытуемого прибора.

По выходному сигналу преобразователя на различных частотах строят амплитудночастотную характеристику преобразователя.

Если преобразователь перемещать с одинаковой скоростью, но в различных сечениях потока (на различных удалениях от нити 6), для преобразователей пульсаций температуры и электропроводности можно получить амплитудную характеристику пре- образователя. Возможность определения амплитудной характеристики преобразователя основана на том, что амплитуда температурной неоднородности AT со временем уменьшается (фиг.4).

В одном из сечений потока амплитуда неоднородности будет мала, чтобы ее смог зарегистрировать испытуемый преобразователь. Это позволит определить предельную чувствительность преобразователя температуры или электропроводности.

Формула изобретени я

1. Способ определения разрешающей способности измерительных преобразователей, заключающийся в формировании в ламинарном потоке температурой неоднородности путем введения в поток дозированной порции энергии, визуализации температурной неоднородности теневым прибором и воздействии ею на датчик измбрительного преобразователя, по выходному сигналу которого судят о разрешающей способности преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, ламинарный поток формируют с распределенным по гармоническому закону профилем скорости, а измерительный преобразователь перемещают ортогонально направлению потока в различных его сечениях.

2, Способ лоп.1,отличающийся тем, что измерительный преобразователь перемещают ортогонально направлению, потока за время t, равное t yv/V0, где у

расстояние от сечения формирования нитевидной неоднородности до сечения перемещения преобразователя, v - амплитуда пульсаций скорости, Vo - величина средней скорости.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения различных метрологических характеристик преобразователей скорости, температуры, электропроводности. Способ заключается в формировании в ламинарном потоке температурной неоднородности путем введения в поток дозированной порции энергии, визуализации температурной неоднородности теневым прибором и воздействии ею на датчик измерительного преобразователя, по выходному сигналу ко- торогд судят о разрешающей способности преобразователя. Ламинарный поток формируют с распределенным по гармоническому закону профилем скоростей, а измерительный преобразователь перемещают ортогонально направлению потока в различных его сечениях. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

сриеЛ

ооа

ООООООО

ооооооо ооооооо ооооооо

.ОООООООу

spoocm

фиг2

/

фиг 3

срцеА