Способ градуировки датчиков пульсаций давления
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 1 27/00
ГО СУДА Р СТВ Е HHbl Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1о
М (ф3
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (61) 1182296 (21) 4783505/10 (22) 16.01.90 (46) 30.09.92. Бюл. N 36 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) С.Д.Забродина и Т.Н.Политменцева (56) 1, Левшина Е.С. и Новицкий П,В, Электрические измерения физических величин, Л,: Энергоатомиздат, 1983, 2, Авторское свидетельство СССР
N 1182296, кл. G 01 L 27/00, 1977, (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКОВ
ПУЛЪСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: в метрологии и измерительной технике, Сущность изобретения:
Изобретение относится к метрологии и измерительной технике, в частности к способам градуировки пьезоэлектрических датчиков пульсаций давления, и является усовершенствованием известного способа, описанного в авт,св. И 1182296.
Известный способ градуировки датчиков давления (1) включает формирование ступенчатой функции давления на входе датчика, преобразование входного воздействия в выходной электрический сигнал, дифференцирование его во времени, преобразование в цифровой код, запоминание и вычисление амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) датчика.
Недостатком способа являются ограниченные диапазоны по температуре и уровню давления, формируемых на входе датчика, что приводит к преобразованию входного воздействия в выходной сигнал в условиях, «, SU 1765737 А2 перед градуировкой измеряют выходные параметры датчика s нормальных условиях и при воздействии на него температуры и давления. В блок-схему включают датчик и параллельно ему контур и сопротивления и емкости, значения которых соответствуют измеренными с учетом выходных параметров датчика в нормальных условиях. Ударная волна воздействует на установленный в торцевой стенке трубы градуируемый датчик, Выходной электрический сигнал корректируется контуром до значения, соответствующего рабочим условиям, затем усиливается, дифференцируется звеном и запоминается в памяти цифрового регистратора. 1 ил. отличных от рабочих, и тем самым снижает достоверность выходного сигнала.
Целью изобретения является повышение достоверности определения амплитудно-частотной характеристики.
Цель достигается тем, что в способе градуировки датчиков пульсаций давления по (2), включающем формирование ступенчатой функции давления на входе датчика, преобразование входного воздействия в выходной электрический сигнал, дифференцирование его по времени, преобразование в цифровой код, запоминание и вычисление
АЧХ датчика, предварительно помещают датчик вклиматическую камеру,,в которой создают давление и температуру, соответствующие рабочим условим, измеряют сопротивление изоляции и емкость датчика, затем подключают параллельно выходу датчика сопротивление Rиемкость С,,значения которых выбирают по соотношениям;
1765737
 — ††— (1) и С = Ср — С,, (2)
RH Rp где Rp — сопротивление изоляции датчика, измеренное при давлении и температуре, соответствующих рабочим условиям;
RH — сопротивление изоляции датчика при нормальных условиях;
Ср — емкость датчика, измеренная при давлении и температуре, соответствующих рабочим условиям;
Сн — емкость датчика при нормальных условиях.
Сущность изобретения заключается в следующем. АЧХ датчика зависит от рабочих условий, т,е. от температуры и уровня давления, формируемых на входе датчика.
Эти условия при градуировке имитируются корректировкой выходных параметров (В» и Сд) датчика.
Измерение АЧХ пьезоэлектрических датчиков в условиях, соответствующих рабочим (температура рабочей среды от минус i 96 до плюс 700 С, давление — до
2000кгс/см ), не представляется возможг ным, так как область применения градуировочн ых установок ограничена ll0 температуре (в случае работы установки на жидкой среде) и по давлению (в случае работы на газовой среде).
Известно. что неравномерность АЧХ датчика в области низких частот существенным образом зависитот значения сопротивления изоляции и емкости датчика и может быть определена расчетным путем (для случая применения усилителя напряжения в измерительной цепи), Однако сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных показал., что формула является приближенной и расхождение результатов эксперимента с рас-четными не менее чем в два раза, На чертеже приведена пример блоксхемы установки, реализующей предлагаемый способ градуировки, где показаны камера 1 высокого давления, мембранный узел 2 и рабочий канал 3 ударной трубы, градуируемый датчик 4; контур 5 из сопротивления R и емкости СЧ, усилитель 6, дифференцирующее звено 7, цифровой регистратор 8, частотный анализатор 9, графопостроитель 10, Способ осуществляется следующим образом, Перед градуировкой измеряют выходные параметры датчика R< и Сн в нормальных условиях и при одновременном воздействии на него температуры и давления Rp и Ср, для чего датчик устанавливают
50 в термостат (или криостат), который с помощью трубопровода соединен через разделительную камеру с грузопоршневым манометром. Разделительная камера имеет дополнительный вход для воздушной среды и фильтр из мягкого пористого материала (например, фетра), не пропускающего масло в рабочую полость термостата (криостата).
При достижении на мембране датчика -ребуемых уровней температуры и давления проводится измерение R» и Сд.
После этого в блок-схему включают датчик 4 и параллельно ему контур 5 из сопротивления и емкости, значения которых соответствуют измеренным с учетом выходных параметров датчика в нормальных условиях.
Формируемая в рабочем канале 3 ударной трубы ударная волна (скачок давления) воздействует на установленный в торцовой стенке трубы градуируемый датчик. Электрический сигнал с выхода датчика корректируется контуром 5 до значения, соответствующего рабочим условиям (т.е. при одновременном воздействии температуры и давления), затем усиливается усилителем
6, дифференцируется звеном 7 и запоминается в памяти цифрового регистратора 8, Записанный сигнал выводится из цифрового регистратора циклически. Частота выводимого сигнала снижается (коэффициент транспортирования частоты задается экспериментатором) для и роведения в соответствии с возможностями частотного анализатора 9, Получаемая s результате анализа АЧХ датчика выводится на графопостроитель 10.
Введение в блок-схему градуировку параллельно датчику контура из сопротивления и емкости позволяет имитировать рабочие условия при формировании на входе датчика ступени давления и, таким образом, повысить достоверность выходного сигнала, При этом исключается необходимость разработки дорогостоящего оборудования, Технико-экономическим преимуществом способа по сравнению с известным является то, что при его реализации достоверность определения АЧХ датчиков возрастает более, чем на 50%.
Формула изобретения
Способ градуировки датчиков пульсаций давления по авт.св. К 1182296, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности определения амплитудночастотной характеристики, датчик предварительно помещают в климатическую
1765737
R — Р— — р С = Ср Ср, Rs
Вн Rp
Составитель Т.Политменцева
Редактор Т,Лошкарева Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор С,Лисина
Заказ 3381 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва; Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 камеру, в которой создают давление и температуру, соответствующие рабочим условиям, измеряют сопротивление изоляции и емкость датчика, затем параллельно выходу датчика подключают сопротивление R и емкость С, значения которых выбирают по соотношениям где Rp — сопротивление изоляции датчика, измеренное при давлении и температуре, соответствующих рабочим условиям;
R — сопротивление изоляции при нор5 мальных условиях;
Cp — емкость датчика, измеренная при давлении и температуре, соответствующих рабочим условиям;
Сн — емкость датчика при нормальных
10 условиях,
