Способ определения амплитудно-фазовой характеристики пневматического датчика давления
370488
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетскик
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено IО.V.1971 (№ 1655989/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 15.11.1973. Бюллетень № 11
Дата опубликования описания 19.137.1973
М. Кл. G 0IL 27/00
Комитет по делам изобретеиий и открытий при Секете Министров
СССР
УДК 531.787.9.089.6 (088.8) Авторы изобретения А. С. Немировский, С. М. Кессельман и Л. А. Шильдкрет
Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт Госкомитета стандартов
Совета Минисгров СССР
l.";;..t.:=Ей!3- кИ % hA!i1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛ ИТУДНО-ФАЗОВОй
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к технике определения амплитудно-фазовых характеристик пневматических датчиков давления.
Известен способ определения амплитуднофазовой характеристики пневматического датчика давления, заключающийся в подаче на вход датчика давления, изменяющегося по синусоидальному закону с постоянной амплитудой, и в сравнении амплитуды и фазы выходного давления датчика с амплитудой и фазой входного при различных частотах входного давления. Для этого входное н соответствующее ему выходное давления датчика записывают при помощи быстродействующей аппаратуры, например осциллографа МП0-2, на кинопленке, и, обрабатывая полученные осциллограммы, получают амплитудно-фазовую характеристику датчика.
Однако высокая трудоемкость процесса практически исключает возможность применения известного способа на заводах-изготовителях, например, при приемосдаточных испытаниях серийных датчиков.
Для снижения трудоемкости процесса определения амплитудно-фазовой характеристики пневматического датчика давления по предлагаемому способу входное и соответствующее ему выходное давления пневматического датчика преобразуют в противоположно направленные усилия или моменты в двух различных отношениях, одно из которых равно, например, номинальному значению коэффициента преобразования датчика, а другое отличается от него, измеряют равнодействующие усилия
5 или моменты для каждого из этих отношений и, решая систему двух уравнений с двумя неизвестными, определяют модуль и фазу амплитудно-фазовой характеристики датчика при различных частотах входного давления
К () (()1 Х
;., „„. К,(-) 1п(- - "",(.))-Р... „,. Х
)(К, SIEE w t = М... (а t — ),), Кл((о) — модуль амплитудно-фазОВОЙ хаоактерпстики датчика при частоте входного давления от; ад(о) — фаза амплитудно-фазовой характеристики датчика при частоте входного давления 0);
Р», макс — аМПЛИтуДа ВХОДНОГО ДаВЛЕния; со — частота входного давления;
Кт и Кз — отношения, в которых сравниваются входное и выходное давления, преобразованные в противоположно на30 правленные усилия или моменты;
370488
+ 1 2 1 макс (" ) 1 2 макс ()
Ка — К, 2 2 2
1 K2 И1 макс(} К1Л 2 макс () М1 макс ()
К2+К! К2+ 2 К2 К К
Р2 К2
Рвх макс у
2 1 вх у, (а) = are cos
1 2 %ìàêñ () I 2 макс (Р К К вЂ” К вх макс у
2 — 1
М1. а с и Мг, ак, — измеренные значения амплитуд разностей усилий или моментов, в которые преобразованы входное и выходное давления для К1 и К2 соответственно.
На чертеже изображена схема установки, реализующей предлагаемый способ определения амплитудно-фазовой характеристики пневматического датчика давления.
Установка содержит генератор 1 входного давления, изменяющегося по синусоидальному закону с постоянной амплитудой; испытуемый датчик 2; блок 8 сравнения, позволяющий сравнивать последовательно в двух различных отношениях усилия, развиваемые входным и выходным давлениями испытуемого датчика, содержащий камеры 4, 5 и б, образованные корпусами 7, 8, 9 и чувствительными элементами 10, 11 и 12 (например, сильфонами) и вентиль 18. Элементы 10, 11 и 12 связаны с уравновешенным в начальном положении рычагом 14 механизма 15 для измерения противоположно направленных сил или моментов (например, пружинного).
Амплитудно-фазовую характеристику определяют следующим образом.
Входное давление P„2(1), изменяющееся по синусоидальному закону с амплитудой, равной 25% диапазона измерения испытуемого датчика 2 и в камеру 5 (вентиль 18 закрыт), а соответствующее ему выходное давление испытуемого датчика P.„,,(t) — в камеру 4. Развиваемые в камерах 4 и 5 посредством чувствительных элементов 10 и 12 противоположно направленные моменты сравниваются в отношении, равном
6 6
S- l
К, = " =Кд/.=0
S, l4 где 54 и S-. эффективные площади чувствительных элементов 10 и 12;
14и 4 — длины плеч рычага 14;
Кд „= о — коэффициент преобразования испытуемого датчика при частоте входного давления, равной нулю.
Равнодействующий момент М1 (t), равный в этом случае
M, (t) = A.„ (P,„„ (t) —,Ä (t) 1(,), где К, — коэффициент усиления механизма
15, измеряют пружинным механизмом 15, Затем, не изменяя частоту входного давления P, (t), открывают вентиль 18, в результате чего входное давление подастся в камеры 5 и б. Развиваемые в камерах 4, 5 и б посредством чувствительных элементов 10, 11 и 12 противоположно направленные моменты сравниваются в отношении, равном
86 16 + SB lB г, SB 16 хк 2 — 111 т
S4 4 84 4 где 56 — эффективная площадь чувствитель10 ного элемента 11;
4 — длина плеча рычага 14, и отличающимся от К1, например, на 10с с.
Равнодействующий момент М2(1), равный в этом случае
M2(t) =Ку(P,„х(t) — Р,„.(/) К,) (2) измеряют пружинным механизмом 15.
В общем виде установка реализует следующую зависимость:
20 (вх макс 1(д (с) SiII (с д(с)) 4 вх.макс X у К, з1п 1с t) К М, (в) sIII (а /,), (3)
Где P»(t) =P» макс SiII III t— входное давление в момент времени t (i=1 при закрытом вентиле
18, i=2 при открытом вентиле 18);
Р» макс — амплитуда входного давления;
co — круговая частота входного давления;
®О М1 макс (III) — аМПЛИтуда раВНОдЕЙСТВующЕГО момента при круговой частоте входного давления а; р4 — угол сдвига фаз между входным давлением и равнодействующим
35 моментом;
Кд (о) — модуль амплитудно-фазовой характеристики испытуемого датчика, равный () BbIx макс () д 1О
40 Рвх.макс (в)
ГДЕ Рвых макс (Ю) — аМПЛИТУДа ВЫХОДНОГО ДаВления датчика при круговой частоте входного давления а;
45 а,1 (о) — угол сдвига фаз между входным и выходным давлениями испытуемого датчика (фаза амплитудно-фазовой характеристики при круговой частоте давления о).
Решая (3) относительно Кд(в) и ад(а), получим
370488
Составитель С. Непомнящая
Редактор Т. Иванова Техред Г. Дворина Корректоры: Л. Бадылама и А. Степанова
Заказ 1016/3 Изд. № 247 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Ссвете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Таким образом, производя измерения М ;,,;, и М2 мако при различных частотах входного давления расчетным путем определяют для каждой частоты входного давления модуль и фазу амплитудно-фазовой характеристики испытуемого датчика.
Предмет изобретения
Способ определения амплитудно-фазовой характеристики пневматического датчика давления путем сравнения амплитуды и фазы входного давления с амплитудой и фазой выходного давления датчика, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса, входное и соответствующее ему выходное давление датчика преобразуют в противоположно направленные усилия илп моменты в двух различных отношениях, одно из которых равно, например, номинальному значению коэффициента преобразования датчика, и другое отлично от него, измеряют равнодействующие усилия или моменты для каждого из этих отношений и расчетным путем определяют модуль и фазу амплитудно-фазовой характеристики датчика при различных частотах входного давления.
1
t
0(I ! !
t
