Устройство для динамической градуировки датчиков давления Советский патент 1978 года по МПК G01L27/00 

Изобретение относится к области приборостроения.

Известно устройство для проверки датчиков давления, содержащее основание, на котором укреплены ньезонреобразователь и рабочая камера с жидкостью, выполненная в виде волновода-концептратора с головкой с испытуемыми датчиками 1.

Известное устройство не обеспечивает достаточно широкого диапазона переменных давлений.

Наиболее близким по технической сущности И достигаемому техп-ическому эффекту к предлагаемому устройству является устройство, содержаа ее цилиндр, заполненный рабочей жидкостью, которая передает давление градуируемому прибору и неуплотненный порщень, связанный со щтоком вибростенда. В верхней части в цилиндр введен неуплотненный порщень грузопорщневого манометра. Устройство содержит систему измерения амнлитуды перемещения поршня п его частоты колебаний. При включении вибростенда его щток вместе с неуплотненным порщнем совершает синусоидальные линейные колебания, создавая при этом переменные давления в цилиндре. С помощью рабочей жидкости, находящейся в цилиндре, переменное давление передается градуируемому прибору 2.

Известное устройство имеет узкий диапазон

воспроизведения переменных давлений по амплитуде и частоте: верхняя граница диапазона по амплитуде ограничена из-за отрыва жидкости от порщня, закрепленного на щтоке вибростенда, нижняя граница диапазона ограничена тем, что при малых давлениях амплитуда перемещения порщня грузопорщневого манометра стремится к нулю и ее измерение не представляется возможным.

Цель изобретения - расширение диапазона пере.менных давлений. Это достигается тем, что устройство, содержащее вертикально расположенный рабочий цилиндр, заполненный жидкостью, и образцовый измеритель переменного давления, снабжено дополнительным вертикально расположенным цилиндром и каналом, выполненным из диэлектрика, соединяющим цилиндры в их нижней части, диэлектрический канал снабжен нечетным количеством электродов в виде тонких проволочек, при этом четные электроды электрически соединены с отрицательной щиной источника высоковольтного напряжения, нечетные - с полол птельной, а в качестве жидкости использован истинный раствор полярной жидкости в неполярном диэлектрике.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Рабочие цилиндры 1 и 2 заполнены жидкостью, которая представляет собой истинный раствор полярной жидкости (спирты, ацетон и т. п.) в неполяр.ном жидком диэлектрике (четыреххлористый углерод, керосин и т. д.)Рабочие цилиндры являются продолжением U-образной диэлектрической трубы 3, в которой по диаметру расположено нечетное число электродов 4, 5 в виде тонких проволочек с чередующейся полярностью. Например, электроды 4 имеют отрицательную полярность, а электроды 5 - положительную. Электроды подключены к высоковольтному источнику питания 6 последовательно с сопротивлением 7, к которому подключен прибор 8 измерения частоты. U-образная диэлектрическая труба 3 имеет гнезда 9 для крепления стержней 10, изменяющих частоту переменных давлений. Рабочий цилиндр 1 имеет отвод для подключения градуируемого прибора 11. У рабочего цилиндра 1 закреплен прибор 12 для измерения перемещения уровня жидкости. Устройство работает следующим образом. При включении источника питания 6 между электродами 4, 5 наводится электростатическое поле. При этом у электродов появляются объемные заряды за счет эмиссии с электродов или ионизации полярной жидкости, растворенной в неполярном жидком диэлектрике. Под действием сил электростатического поля нарушается первоначальное распределение потенциала в жидкости и заряды начинают перемещаться вдоль оси диэлектрической трубы 3, увлекая за собой жидкость. При нечетном числе электродов жидкость может начать движение вдоль оси трубы 3 в одну или другую сторону, т. е. направление движения в этом случае является случайным. Так, например, при движении жидкость вправо ее уровень в рабочем цилиндре 1 увеличивается, а в рабочем цилиндре 2 уменьшается. В рабочем цилиндре 1 она перемещается вверх с ускорением до тех пор, пока силы электростатического поля и давление будут равны. Имея запас кинетической энергип,уровень жидкости в цилиндре 1 увеличивается до преобразования кинетической энергии в потенциальную энергию подъема жидкости. В этот момент скорость потока жидкости и зарядов равна нулю, на градуируемый прибор 11 действует максимальное давление. По преобразовании потенциальной энергии в кинетическую, т. е. в момент уменьшения уровня жидкости в цилиндре 1, объемные заряды начинают перемещаться влево, увлекая за собой жидкость и т. д. U-образная труба 3 вместе с рабочими цилиндрами является резонатором. Частота собственных колебаний жидкости в ней без учета сил вязкого трения 1 /где р - плотность.жидкйстн; . .. . ., 5 - пл6,щадь поперёчЁого сечения рабочих цилиндров; § - ускорение,свободного падения; т - масса жидкости. Этот резонатор позволяет пол.учить переменное давление, измепяющреся по. з.зкону, близкому к синусоиде. Частоту -.колебдний жидкости можно изменять, изменяя, площадь поперечного сечения рабочих цилиндров с помощью введения в них стержней 10. Стержни крепятся в гнездах 9. Частрта колебания жйдкости может быть прйбли й:енно определена из вьфажения (1) или, измерена с,помощью прибора 8, подключённого к сЬпротивЛеййю 7. На сопротивлении появляется переменное падение напряжения, пропорциональное частоте колебаний жидкости,.так как дри.свдр.ости ,ее течения, равной нулю, ток в цепи близок нулю, при максимальной скорости ее течения он имеет максимальное значение. Для измерения амплитуды перемещения столба жидкости применяется прибор 12. В качестве прибора могут быть испол ьзЬваны микроскопы, один из которых размещен в верхнем конечном положении, а другой - в нижнем, или интерферометр. Зная верхнее и нижнее полол ения столба жидкости, легко определить размах переменного давления, действующего на градуируемый прибор 11. Амплитуда изменений столба жидкости изменяется величиной напряжения источника питания 6. Формула изобретения Устройство ДЛ51. дин,а1и,ичес5 ой, гр.адуировки датчиков давления, ,с,од §.р ж а щее,, .вертикал ь,нр расположенньш рабочий, цилиндр, , запрлненньш жидкостью, и рбра,,измеритель переменного давле,ния,. о т л и ч а,ю,щ е е , что, с целью расширения диападонд. р,еременных давлений, оно ,снаб.же,но допол,ните льным вертика.яьно ра сдрлрженньш.цилиндром и, .каналом, выполненным из диэлектрика,, соединяющим п,илиндрь1 в их. нцжней части, диэлектрический кднал снабжен нечетны у крличеством электродов,в виде.,тонких,проврлочек,,при этом четньш, электроды элект,рически срединены с отрицательной щино,й,источника высоковольтного напряжения, нечетны,е - с, положиельной,,,а в качестве жидкости и.сдрльзовап стинный раствор полярной жидкости в неполярном диэлектрике. Источники информации,, принятые во внимание при экспертизё 1.Авторское свидетельство СССР № 191169, кл. G. OIL 27/00, 1965.. . . 2.Авторское свидетельство СССР № 178151, кл. G OIL 27/00, 1964: