Способ градуировки измерительных преобразователей давления

Способ градуировки измерительных преобразователей давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить трудоемкость градуировки и повысить ее достоверность. Для этого нагруже- .ние от минимума до максимума и разгружение проводят непрерывно по произвольному закону, а измерение давления образцовым г и рабочим измерительньми преобразователями давления производят одновременно через интервалы, определяемые временем срабатывания регистрирующей аппаратуры . Давление в ресивере 3, на рабочем 1 и образцовом 2 измерителях тет rrs (Л tHat.l 4аь Si Sffettiffttra UftD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН са 4 G 01 L 27 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ авиа.1

Ирицийи илл лоллий или фаа Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3529952/24-10 (22) 27, 12. 82 (46) 30.07.86. Бюл. К - 28 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Л. Л. Ульрих, Э. Л, Солохин и Б. П. Борисов (53) 531.787(088.8) (56} Жоховский М. К. Техника измерения давления и разряжения. N. Машгиз, 1952.

Автоматизированная система регистрации полей давления на базе МАИС для исследования моделей газодинамических каналов ГТД. Технический отчет

ЦИАМ им. Баранова, К 85774, 1978.

„„SU„, 1247200 А1 (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить трудоемкость градуировки и повысить ее достоверность. Для этого нагруже.ние от минимума до максимума и разгружение проводят непрерывно по произвольному закону, а измерение давления образцовым и рабочим измерительными преобразователями давления проиэводят одновременно через интервалы, определяемые временем срабатывания регистрирующей аппаратуры. Давление в ресивеуе 3, на рабочем 1 и образцовом 2 измерителях

)247700 преобразователей давления (HIgl) рас- магнитный клапан 5 для подачи воздутет одновременно и непрервыно и про- ха и открывается клапан 6 для стрависходит запись сигналов, поступающих ливания воздуха с одним из сужающих от ИПД 1,2 в ЭВМ !3. При достижении устройств 9 и измеряются выходные заданного максимального давления по сигналы ИПД 1,2 в режиме. разгрузки. командам ЭВМ 13 закрывается электро- 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к градуировке измерительных преобразователей давления (ИПД).

Цель изобретения — снижение трудоемкости градуировки и повышение ее достоверности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу градуировки измерительных преобразова- !О телей давления путем одновременного нагружения от минимума до максимума и разгружения от максимума до минимума в диапазоне измерения одним источником давления образцового и ра- !5 бочего измерительных преобразователей давления, одновременного измерения этого давления и нахождения функциональной зависимости между показаниями образцового и рабочего измеритель- 20 ных преобразователей давления, нагружение и разрушение проиЗводят непрерывно по произвольному закону, а измерения давления образцовым и рабочим измерительными преобразователя- 25 ми давления производят одновременно через интервалы, определяемые временем срабатывания регистрирующей àïïàратуры, причем скорость изменения давления при нагружении и разгружении 30 устанавливают меньше скорости срабатывания регистрирующей аппаратуры на 2-3 порядка.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа градуировки

ИПД; на фиг. 2 — диаграмма, иллюстрирующая способ градуировки ИПД.

Устройство содержит рабочий ИПД 1, образцовый ИПД 2, ресивер 3, соединенный с источником 4 избыточного 40 ,давления, параллельно соединенные электромагнитные клапаны 5 для подачи воздуха, параллельно соединенные электромагнитные клапаны 6 для страв ливания воздуха и электромагнитный 45

2 клапан 7, через который ресивер 3 подключен к рабочему и образцовому

ИПД 1 и 2. Электромагнитные клапаны

5 и 6 подключены также к сужающим устройствам 8 и 9, причем соотноше- ние значения их диаметров подобрано в соответствии с весовыми соотношениями разрядов двоичного кода, а наименьшая и наибольшая суммарные значения диаметров сужающих устройств

8 и 9 установлены в соответствии со среднестатистическим диапазоном регулирования равномерного по времени нарастания и убывания давления в ресивере 3. Приводы.10 — 12 электромагнитных клапанов 5 — 7 подключены к каналам управления ЭВМ 13. Рабочий и образцовый: ИПД 1 и 2 соединены через преобразователи 14 и 15 электрических сигналов в код с ЭВМ 13.

Посредством электромагнитных клапанов 16 и 17 в приводами 18 и 19 рабочий ИПД 1 отключается от ресивера 3 и образцового ИПД 2 и подключается к газовоздушному контуру исследуемого газотурбинного двигателя (ГТД).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха закрыт; электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха и электромагнитный клапан 7 открыты, давление в ресивере 3, на рабочем и образцовом ИПД 1 и 2 равно атмосферному. ЭВМ 13 включена, программа обработки данных введена.

Сначала производится одновременная запись выходных сигналов рабочего и эталонного ИПД 1 и 2 при нулевом избыточном давлении при помощи преобразователей 14 и 15 электрических сигналов в код. Выходные сигналы передаются на ЭВМ 13, при этом с образцового ИПД 2 в ЭВМ 13 получают

1247700 физические значения параметра, т.е. его градуировочная характеристика была получена и введена в ЭВМ 13 заранее.

Затем по командам от ЭВМ 13 закрывается электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха, открывается электромагнитный клапан 5 для по дачи воздуха с одним из наборов сужающих устройств 8 и подключается источник 4 избыточного давления.

Давление в ресивере 3, на рабочем и образцовом ИПД 1 и 2 растет одновре менно, и непрерывно происходит запись сигналов, поступающих от ИПД 1 и 2 в ЭВМ 13, При достижении заданного максимального давления по командам от ЭВМ 13 закрывается электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха и открывается электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха с одним из наборов сужающих устройств 9 и начинается измерение выходных сигналов ИПД l и 2 в режиме разгрузки.

После необходимого числа циклов на-! груэки-разгрузки ЭВМ 13 производится математическая обработка результатов .измерения и находятся коэффициенты градуировочной характеристики рабочего ИПД l.

Пример. На стенде установлены рабочий и образцовый ИПД 1 и 2. Коэффициенты градуировочной характеристики образцового ИПД 2 занесены в память ЭВМ 13. Необходимо определить коэффициенты градуировочной кривой рабочего ИПД 1. Для этого оба ИПД 1 и 2 через преобразователи 14 и 15 электрических сигналов в код подключены к ЭВМ 13.

Процесс градуировки заключается в том, что сначала в исходном положении производится одновременная запись выходящих сигналов рабочего и образцового ИПД 1 и 2 через преобразователи 14 и 15 электрического сигнала в код ЭВМ 13 при нулевом избыточном давлении (горизонтальный участок а диаграммы на графике, фиг. 2). . Для получения нулевого значения из быточного давления электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха закрывают, а электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха и электромагнитный клапан 7 открывают сигналами от ЭВМ 13 посредством приводов 10—

13 электромагнитных клапанов 5 — 7.

Затем начинается процесс,нагружения

55 и 2 растет (наклонный участок диаграммы фиг. 2). Одновременно происходит запись сигналов, поступающих от обоих ИПД 1 и 2 в ЭВМ 13, в накопителе на магнитной ленте (для контроля) и последовательное суммирование по частям групп данных в диапазоне измерения ("сворачивание") для последующей математической обработки их методом наименьших квадратов.

Данные накапливаются по всему диапазону измерения при нагружении.

Затем все показания нагрузки собираются в одном массиве

Xl(i) i=1,г, ..., N М, где N — число наблюдения;

М вЂ” число снятых в ходе одного наблюдения показаний.

При достижении заданного максимального значения давления сигналом от ЭВМ 13 закрывается электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха и давление в системе заданное время поддерживается максимальным (горизонтальный участок на диаграмме, фиг. 2). Далее формируется массив

Yl(i), состоящий из значений выходного сигнала, соответствующего измененной нагрузке Х1(д).

Затем сигналом от ЭВМ 13 открывается электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха и начинается процесс разгрузки (обратный код— участок 2 диаграммы, фиг. 2). Также как и при нагружении формируются массивы X2(i), Y2(i), состоящие из наблюдений, собранных и просуммированных по частям данных при разгружении. При достижении заданного минимального или нулевого значения давления заданное время это давление выдерживается (горизонтальный участок ч на диаграмме, фиг. 2), затем цикл повторяется.

Темп равномерного нарастания и убывания давления регулируется командами от. ЭВМ 13 путем увеличения или уменьшения суммарного значения прорабочего и образцового ИПД 1 и 2 избыточным давлением. Для этого сигналами от ЭВМ )3 закрывается электромагнитный клапан 6 для стравливания воздуха и открывается электро- магнитный клапан 5 для подачи воздуха от источника 4 избыточного давления посредством приводов 10 и 11 электромагнитных клапанов 5 и 6.

10, Давление в ресивере 3 на обоих ИПД

1247700 ходных сечений сужающих устройств 8 и 9, переключаемых при помощи электромагнитных клапанов 5 и 6. Обратная связь по давлению в ресивере 3 реа5 лизуется в схеме автоматического регулирования от образцового ИПД 2.

Соотношение времени измерения давления к времени однократного измерения не менее, чем на порядок меньше значения основной допустимой погрешности образцового ИПД 2 (или рабочего, если его постоянная времени вышее, чем у образцового).

После необходимого числа циклов нагружения-разгружения в ЭВМ 13 начинается обработка результатов измерения.

По данным, собранным в массивах Хl(i);

Yl(i) и Х2(i); Y2(i) выбирается решение регрессионной задачи по всему набору данных отдельно для нагрузки и отдельно для разгрузки. Решение задачи выбирается по системе функций (полиномиальных, степенных, логарифмических и других видов функций). Далее выбирается наилучшая функция, для которой среднее квадратическое отклонение данных наименьшее от функции, по которой она строилась. Вычисления выполняются в следующей поспедовательности.

Вначале задается вид градуировочной кривой

f(a„, а,,..., а,; х), где n — число параметров фунКции; а — параметры функции;

35 х — аргументы функции.

Затем выбираются коэффициенты (а, а„,..., а „) так, чтобы сумма

0 11 т

1 1 где х ., у — наблюдаемые параметры, процесса;

N — число наблюдений, была минимальной.

Указанная процедура реализуется путем исследований .функции на экстремуме — p (y -f(a, а,..., а; х )) =О;

О1=1.—,- (У -г(,,,, )1 =О 1о

ДР„1-. 1

Решением этой системы уравнения находятся коэффициенты аппроксимации

Уточнения полученных коэффициентов аппроксимации производят при до- 55 полнительных экспериментах по отклонениям новых результатов от значения аппроксимаций.

Из полученных значений y=f(a

Ъ о а,..., а ; х)уточнение производится по формуле

Z=y у новое наблюдение; где у, у, полученная по первым порогнам оценка.

Далее IIo Z определяют функцию тем же способом, что и у (по тем же системам уравнений) y=g(a а,, а,; х), кот орая является поправкой к функции. у.

В результате получают уточненную градуировочную характеристику рабочего измерительного преобразователя давления (\

Ъ

y=f à„, а,,..., а„; х)+g(a, а,,..., а,„, х).

Одновременно может производиться определение коэффициентов градуировочных характеристик нескольких рабочих измерительных преобразователей 1д, 1Б,..., 1, давления при одном эталонном измерительном преобразователе 2 давления (на фиг. 1 рабочие ИПД l;>, 13 1 не показаны) . формула изобретения

Способ градуировки измерительных преобразователей давления путем одновременного нагружения от минимума до максимума и разгружения от максимума до минимума в диапазоне измерения одним источником давления образцового и рабочего измерительных преобразователей давления, одновременного измерения этого давления и нахождения функциональной зависимости между показателями образцового и рабочего измерительных преобразователей давления, о т л и ч.а ю— шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости градуировки и повышения ее достоверности, нагружение и разгружение производят непрерывно по произвольному закону, а измерения давления образцовым и рабочим измерительными преобразователями давления производят одновременно через интервалы, определяемые временем срабатывания регистрирующей аппаратуры, причем скорость изменения давления при нагружении и разгружении устанавливают меньше скорости срабатывания регистрирующей аппаратуры на

2-3 порядка.