Устройство для градуировки преобразователей давления

Устройство для градуировки преобразователей давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДХИРОЕКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ, содержащее камеру давления с оптичёеки проэрачнюад окнами и установленными в ней градуируемым преобразрвател1ем давления и вибратором, подключенным через усилитель к генератору , интерферометр Майкельсона с модулятором, рабочая ветвь которого, проходит через камеру, фотоприемник; йнтер ферометра, выход которого подключен к счетчику числа интерференционных полос и осциллографу, второй фотоприемник со светопроводом, вход которого расположен у экрана осциллографа , а выход подключен к счетчику числа интерференционных полос, счетчику периодов и блоку управления , выходы которого подключены к счетчику числа интерференционных пс лос и счетчику периодов,а через генератор пилообразного напряжения к модулятору интерферометра, о т л ич а ют е ее я тем, что, с целью расйшрения функципнсшьных возможностей , оно снабжено блоком выделения нулевых значений сигнала и частотемером , один вход которого через блок выделения нулевых значений сиг0 нала соединен с выходом градуируемого преобразователя давления/ а дру-/ С гой - с ВЫХОДСЯ4 второго фотоприемника . d: СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

tkj

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21). 3527576/18-10 (22) 21.12.82 .(46) 07.01.84. Бюл. Р 1 .(72) В.П. Шумилин (53) 531.787 (088.8) (56) 1. Труды метрологических институтов СССР, вып. 223 (283),:

1978, с. 86-90.

2. Авторское свидетельство СССР.

М 890068, кл. 0 01 В 9/02, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ, содержащее камеру давления с оптически прозрачными окнами и установлен-: ными н ней градуируемым преобраэова» телем давления и вибратором, под-. ключенным через усилитель к генератору, интерферометр Иайкельсона с модулятором, рабочая ветвь которого, проходит через камеру, фотоприемник; интерферометра, выход которого под-.

ÄÄSu ÄÄ 1065707 А ключен к счетчику числа интерферейционных полос и осциллографу, второй . фотоприемник со светопроводом, вход которого расположен у экрана осциллографа, а выход подключен к счетчику числа интерференционных полос, счетчику периодов и блоку управления, выходы которого подключены к счетчику числа интерференционных о лос и счетчику периодов,а-через генератор пилообразного напряжения к модулятору интерферометра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, оно снабжено блоком выделения нулевых значений сигнала и частотомером, один вход которого через @ блок выделения нулевых значений сиг-. нала соединен с выходом градуируемого преобразователя давления, а дру-, ГОИ вЂ” c ВЫХОДОМ ВТОРОГО фОТОКРиВИника.

10б 5707

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для градуировки преобразователей переменного давления, т.е. для снятия амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик (АЧХ и ФЧХ).

Известны установки, предназначенные для определения динамических характеристик преобразователей давления и содержащие устройства для создания переменного давления и точ. ного измерения его значения. В одном иэ таких устройств для точного измерения амплитуды давления применен оптический интерферометрГ1 3.

Недостатком этих устройств для измерения переменного давления является отсутствие воэможности.производить измерение сдвига фаз между давлением в камере установки и входным сигналом,с градуируемого преобразователя, т. е. определять .нх ФЧХ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для градуировки преобразователей. давления, содержащее камеру давления с оптически прозрачными окнами и установленными в ней градуируемым преобразователем давления и вибратором, подключенным через усилитель к генератору, интерферометр Майкельсона с модулятором, рабочая ветвь которого проходит через камеру, фото приемник интерферометра,. выход которого подключен к счетчику числа интерференционных полос и осциллографу, второй фотоприемник со светопроводом, вход которого расположен у экрана осциллографа, а выход подключен к счетчику числа интерференционных полос, счетчику периодов и блоку управления, выходы которого подключены к счетчику числа интерференционных полос и счетчику периодов, и через генератор пилообразного напряжения к модулятору интерферометра (2 ).

Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных возможностей, .так как оно поз« воляет определять лишь АЧХ преобразователей давления. Известное уст-. ройство не позволяет измерять сдвиг фаз между создаваемым в камере установки переменным давлением и сигналом с градуируемого преобразователя, что не дает возможности определять его фазочастотную характеристику.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства. .Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее камеру дав-. ления с оптически прозрачными окнами и. установленными в ней градуируемым преобразователем давления и виб5

15 ратором, подключенным через усилитель к генератору, интерферометр Майкель- сона с модулятором; рабочая ветвь которого проходит через камеру, фотоприемник интерферометра, выход кото. рого подключен к счетчику числа интерференционных полос и осциллографу, второй фотоприемник со светопроводом, вход которого расположен у экрана осциллографа, а выход подклю чен к счетчику числа интерференционных полос, счетчику периодов и блоку управления, выходы которого подключены к счетчику числа интерференционных полос и счетчику периодов, и через генератор пилообразного напряжения к модулятору интерферометра, снабжено блоком-выделения нулевых значений сигнала и частотомером, один вход которого через блок

20 выделения нулевых значений сигнала соединен с выходом градуируемого преобразователя давления,.а другой — с выходом второго фотоприемника.

Блок-схема устройства приведена .на чертеже.

Устройство содержит лазер 1,светоделитель 2, зеркала 3, фотоприем. ник 4, модулятор 5, камеру б дав.ления, окна 7, вибратор 8, градуи" руемый преобразователь 9 давления, усилитель 10 мощности, генератор

11 сигналов, счетчик 12 периодов процесса, светопровод 13, дополнит@льный фотоприемник 14, счетчик

15 числа интерференционных полос, осциллограф 16, генератор 17 пилообразного напряжения, блок 18 управления, блок 19 выделения нулевых значений сигнала и частотомер

40 20. При этом камера б давления установлена в измерительном плече интерферометра, модулятор 5 с подключенным к нему генератором 17 установлены в его опорном плече, 45.светопровод 13 подключен к экрану осциллографа в точке, лежащей по осям симметрии изображения сигнала интерферометра, а выход фотоприемника 14 подключен к счетчикам 12 и

15 и блоку управления, .блок 19 подключен входом к градуируемому преобразователю 9, а выходом — к одному из входов частотомера 20, другой его вход подключен к выходу фотоприемника 14.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от лазера 1 попадает на светоделитель 2 и делится на два пучка, один иэ которых попа60 дает ыа зеркало 3 в иэ..ерительном плече, а другой — на зеркало 3, установленное s опорном плече интерферометра. Отраженные от зеркала 3 пучки интерферируют на светоделите65 ле 2 и регистрируются фотоприемни-.

1065707

a0 =—

Составитель О. Сафонов

Редактор Н. Лазаренко Техред Т Фанта Корректор A. Дзятко

Тираж 828, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 11031/42

Филиал ППП "Патент", r..Óæãoðoä, ул. Проектная,4 ком 4. Перед измерением с помощью . модулятора 5 в опорном плече интерферометра.осуществляют изме::ение разности хода но пилообразному закону, а в измерительном плече соз дают изменение разности хода по гармоническому закону. Это приводит к периодическому смещению интерференционных полос на фотоприемнике

4, при этом модулятор 5 обеспечивает медленное изменение фазы интерференционной картины по.линейному закону.

Перед началом измерений устанавливают нулевые показания четчиков.

12 и 15. При измерении амплитуды давления, пропорциональной амплитуде разности хода в камере 6, от генератора 17 с блока 18 управления поступает сигнал пуска. При этом на экране осциллографа 16 фаза синхронизированного изображения сигнала с интерферометра начи- . нает изменяться по пилбобразному закону. В момент, когда иэображение сигнала на осциллографе 16 пересе-, :кает светопровод 13 на фотоприемник . 14 попадает сигнал, который вырабатывает на его выходе импульс запуска счетчиков 12 и 15 и тактовый импульс.. в релейной схеме блока 18 управления

:Далее. изображение сигнала с изменяю,щейся Фазой движется в обратном порядке .и занимает положение, при котором изображение сигнала второй раз пересекает точку контакта светопровода.13 с экраном осциллографа

16. Возникающий при этом электрический импулвс на выходе Фотоприемника 14 .готовит релейную схему в блоке

18 управления к остановке счетчиков

12 и 15 °

В дальнейшем изображение сигнала занимает на экране осциллографа первоначальное положение, а фаза сигнала, после пуска счетчиков 12 и 15, изменяется точно на 360©. B этот же момент электрический импульс с Фотоприемника 14 с :номошью релейной схемы в блоке 18 управления вызывает команду "Стоп" счетчиков 12 и 15.

При этом на табло счетчика 12 регист рируется число, равное m периодов

5 процесса в камере 6, а на табло счетчика 15 - число, равное Е интерференционных полос, прошедших перед щелью Фотоприемйика 4 эа время измерения, т.е. за те же m периодов, f0 зарегистрированных, счетчиком 12.

Сброс сигналов со счетчиков 12 и 15 осуществляется командой с пульта 18 управления. Результаты измерения (значения m и Б) позволяют вычислить

15 амплитуду оптической разности хода. лучей интерферометра а9 по Формуле!

20 Амплитуда давления Ро вследствие того, что Ро Ь8,определяется выра-. жением

И

РО=Кл- i

25 где К вЂ” коэффициент, численно рав-,, ный приращению давления.в камере 6,, "при котором интерференционная картина смещается на одну полосу.:

Сдвиг фаз между сигналами с интерферометра и градуируемого преоб- . разователя 9 измеряют с помощью частотомера 20 путем измерения временного интервала между импульсами тока,-поступающими на входи частотомера 20 от фотоприемника 14 и бло«а 19. Эти импульсы соответствуют моментам, когда сигналы с интерферометра и градуируемого преобразова-, теля достигают нулевых значений.

40. Измеренный интервал при заданной .частоте воспроизводимого в установке .:переменного давления позволяет оп,ределить сдвиг фаз между сигналом ,с градуируемого преобразователя и ,45 переменным давлением, измеряемым ,без запаздывания интерф рометРом.