Ударная труба для исследования динамических характеристик и калибровки датчиков давления

Ударная труба для исследования динамических характеристик и калибровки датчиков давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к метрологии , в частности к снятию динамических характеристик и калибровке датчиков давления. Цель изобретения - повьпяение точности калибровки и расширение амплитудно-частотного диапазона воспроизводимых импульсньк давлений. Ударная труба разделена разрушаемой мембраной 6 на две камеры: камеру 1 низкого давления с датчитчами давлений и камеру 4 высокого дазления с манометром 7. 8 закреплен на мембране 6 и расположен в камере 1 низкого давления, Фиксацп.я пор1пь:я S с помощью мембраны 6 позволяет получить определенную начальную координату движения поршня 8, что позволяет повысить точность калибро1зки датчмков. Тормоз обратного хода порап-гя 8, выполненный в виде кольца 9, размеш.ен на конической части поршня 8, что позволяет поршню двигаться до полной остановки за счет противодавления газа . Это позволяет расширить амплитудныр диапазон формируемых давлений. С другой стороны мембраны 6 к поршню 8 прикреплен сменный груз 10. Варьируя скоростью дв1скения поршня 8 за счет изменения его массы, можно изменять частотный диапазон воспроизводимых давлений. 1 ил. ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9(Я (I I l (51)4 С 01 L 27/00

C ($9 (Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4190233/24-10 (22) 25.11.86 (46) 30,07.88. Бюл. ¹- 28 (72) О.Б.Коростелев, И.H.ÑòåïàíoB и Р.A.Ïàëàçüÿí (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1286918, кл. С Ol Е 27/00, 1985. (54) УДАРНАЯ ТРУБА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И КАЛИБ—

РОВКИ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к метрологии, в частности к снятию динамических характеристик и калибровке датчиков давления. Цель изобретения — повышение точности калибровки и расширение амплитудно-частотного диапазона воспроизводимых импульсных давлений.

Ударная труба разделена разрушаемой мембраной 6 на две камеры: камеру 1 лизкого давления с датчика н! давле— ний и камеру 4 высокого даял пия с манометром 7. Поршень 8 "" (! .реглен на мембране 6 и расположен в камере 1 низкого давления, Фикса „((я порн!ня 8 с помощью мембраны 6 позволяет гo,ть определенную начальную коор !ипату дв жения поршня 8, что позволяет повысить точность калибровки дат:. ков.

Тормоз обратного хода порн!.!я 8. выполненный в ьиде кольца 9, размещен на конической части пор!ння 8, что позволяет поршню двигаться цо полной остановки за счет противодавления газа. Это позволяет расширить амплитудный диапазон формируемых давлений.

С другой стороны мембраны 6 к поршню

8 прикреплен сменный груз 10. Варьируя скоростью движения поршня 8 за счет изменения его массы, можно изменять частотный диапазон воспроизводимых давлений. 1 ил.! (0 (с, 1413465

Изобретение относится к метрологии и измерительной технике и может быть использовано для исследования динами— ческих характеристики и калибровки датчиков давления, Целью изобретения является повышение точности калибровки и расширение амплитудно-частотного диапазона формируемых импульсных давлений. !О

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из камеры 1 низкого давления в виде цилиндра со штуI цером 2 подачи газа, установленным в торце камеры испытуемого датчика 3, а также камеры 4 высокого давления в виде цилиндра со штуцером 5 подачи газа, спускового механизма в виде разрушаемой мембраны 6, закрепленной между камерами, манометра 7 в камере высокого давления, поршня 8 в сборке с тормозом обратного хода в виде уп— лотнительного кольца 9 с клинообразным сечением и сменным грузом 10. 25

Если требуется работа в режиме коротких импульсов, то поршень 8 собирается без кольца 9, являющегося тормозом обратного хода. При подготовке устройства к работе поршень 8 собирается в зависимости от требуемого импульса давления. При этом выбирается разрушаемая мембрана 6, обеспечивающая разрыв при заданном (расчетном) давлении и груз 10 с массой, обеспечивающей длительность фронтов. При необходимости расширения импульсного давления поршень снабжается уплотнительным кольцом 9 и выбранная мембрана 6 закрепляется на нем выбранным

40 грузом 10. Затем вся сборка закрепляется между камерами 1 и 4 по перифе— рийной части мембраны 6, при этом винтом поршня 8 сжимают мембрану 6, обеспечивая герметичность.

Устройство работает следующим образом.

Камера 1 низкого давления заполняется газом под давлением через штуцер

2, необходимым для воспроизведения рабочих условий при воздействии на испытуемый датчик 3, находящийся в ее торце. Затем камера 4 высокого давления через штуцер 5 заполняется газом высокого давления до срабатывания спус55 кового механизма, т.е ° до разрыва мембраны 6. При этом манометр 7 фиксирует давление в момент разрыва шайбы и освобождении поршня 8. Освобожденный поршень 8 движется под действием давления P газа камеры высокого давления. Уравнение движения поршня имеет вид

Рг

+-(1 где Х вЂ” координата поршня, равная текущему значению объема камеры высокого давления; х

Р1 V1 (1- к,)

Х +

1-х О

1 Р1 Ч Рг Чг)

- — — + — — .=0, (1-х 1-х

1 2

Р 1("г (1- ку

-- - -(v +v -х,)

1-х г г 0

2 (2) Эта точка не завии останавливается. сит от массы поршня и определяется состоянием газа в камерах до начала движения поршня и их геометрическими движения поршня и их геометрическими размерами. Погрешность ее расчета составляет величину менее 1Х и обусловлена неучетом сил трения, пренебрежимо малых по сравнению с силами давления газа. Дальнейшее движение поршня определяется наличием на нем тормоза обратного хода, В случае наличия на поршне уплотнительного кольца 9 обратное движение поршня стопорится этим кольцом, которое заклинивается между поверхностями цилиндра и поршнем при условии выполнения соотношения Ы (tgy, где острый угол клинообразного сечения кольца, а р — коэффициент трения между материалами цилиндра и поршня. При этом давление в заглушенной части камеры 1 равно пиковому и остается постоянным в течение времени, определяемого утечкой газа через зазоры между поршнем, цилиндром и уплотнительным кольцом, находящимся в заклиненном состоянии. Это время, составляющее десятые доли секунды, достаР1, U1, Х1 и Р2, ".,х — давления, объемы и показатели адиабаты газов в камерах высокого и низкого давлений соответственно.

Из уравнения (1) следует, что скорость поршня в каждой точке траектории обратно пропорциональна квадратному корню из массы поршня, которая определяет скорость нарастания давления в импульсе. В конце траектории поршень тормозится в точке Х, определяемой уравнением

1413465 (3)

10 формула изобретения

Составитель Н.Матрохина

Редактор M.Келемеш Техред М. Ходанич Корректор М.Васильева

Заказ 3774/44 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 точно для анализа характеристик датчика в условиях переходного процесса.

Давление и температура газа в камере низкого давления рассчитывается по известным соотношениям для адиабатического процесса в каждой точке траектории поршня

Y.

P- V =const;

V T" =const где V — - объем газа;

P — его давление;

Т вЂ” температура.

В случае, если поршень не был снаб-15 жен уплотнительным кольцом 9, он воз" вращается в точку, близкую к исходной и формирует, таким образом, задний фронт испытательного импульса.

Длительность фронтов импульсов и время движения поршня регулируется массой поршня за счет подбора груза

10, закрепляющего мембрану на поршне.

Окончательный расчет параметров импульса производят на основании показаний манометра 7 и по приведенным формулам (1) — (3).

Предложенная установка позволяет формировать импульсы длительностью

0,05 — 100 мс при амплитуде до не- 30 скольких сотен тысяч атмосфер. Температура, воздействующая на датчик., при этом также имеет импульсный характер и достигает несколько тысяч градусов в пике. Устройство позволяет регулировать длительность и форму импульса в широком амплитудно-частотном диапазоне, рассчитать его параметры и повысить точность калибровки, В устройстве точность расчета параметров импульса составляет 17. за счет исключения турбулентных течений в камере высокого давления.

Ударная труба для исследования динамических характеристик и калибровки датчиков давления, содержащая ка» меру высокого давления, камеру низкого давления, в торце которой размещены гнезда для испытуемых и контрольных датчиков, разрушаемую мембрану, установленную между камерами, неуплотненный поршень, размещенный в камере низкого давления, и тормоз обратного хода поршня, выполненный в виде кольца.с конической поверхностью, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности кабибровки и расширения амплитудно-частотного диапазона воспроизводимых импульсных давлений, в ней поршень закреплен на мембране, при этом часть поршня, обращенная к мембране, выполнена конической, кольцо размещено на конической части поршня, а камера высокого давления снабжена манометром, при этом поршень снабжен прикрепленным к нему сменным грузом, расположенным с другой стороны мембраны.