Устройство для определения плотности воздуха

Устройство для определения плотности воздуха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения плотности воздуха. Цель изобретения - снижение погрешности путем обеспечения возможности измерения разности масс аэрометрических тел в воздухе без введения поправки на аэростатические силы. Устройство для определения плотности воздуха содержит весы и два аэрометрических тела с равными массами и различными объемами. Оно снабжено узлом нагружения и подвеской, состоящей из двух жесткосоединенных между собой чашек, в дне которых выполнены отверстия, расположенные по оси подвески, узел нагружения выполнен в виде двух идентичных кулачков, развернутых на 90° друг относительно друга и расположенных на одной оси, и вертикальных толкателей с платформами на концах, размеры которых меньше размеров отверстий в дне чашек подвески, а каждое аэрометрическое тело выполнено в виде герметичной деформируемой оболочки, внутри которой установлены с возможностью перемещения друг относительно друга два стакана и фиксатор с временной и постоянной остановками. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

<»>SU<»> 15 2 (51)5 G 01 N 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP! (21) 4388501/25-25 (22) 09.03.88 (46) 30.07.90. Бюл. V 28 (72) С.И.Торопин, В.Я.Кузьмин и В.Г.Богданов (53) 531.758(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1092378, кл. G 01 N 9/00„ 1984.

Торопин С.И., Снегов В.С. Определение плотности воздуха для вычисления поправки на аэростатическую силу при точных измерениях массы. - Измерительная техника, 1975, 12. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТ".

НОСТИ ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения плотности воздуха. Цель изобретения - снижение погрешности путем обеспечения возможности измерения разности масс аэрометрических тел в воздухе без введе,ния поправки на аэростатические си-.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при научных исследованиях и в метрологической практике для определения плотности воздуха при высокоточных измерениях массы в связи с необходимостью определения поправки на влияние аэростатической силы.

Целью изобретения является снижение погрешности определения путем обеспечения возможности измерения

2 лы. Устройство для определения плотности воздуха содержит весы и два аэрометрических тела с равными массами и различными объемами. Оно снабжено узлом нагружения и подвеской, состоящей из двух жестко соединенных между собой чашек, в дне которых вы" полнены отверстия, расположенные по оси подвески, узел нагружения выполнен в виде двух идентичных кулачков, развернутых на 90 друг относительно друга и расположенных на одной оси, и вертикальных толкателей с платформами на концах, размеры которых меньше размеров отверстий в дне чашек подвески, а каждое аэрометрическое тело выполнено в виде герметичной деформируемой оболочки, внутри которой установлены. с возмож" ностью перемещения друг относительно друга два стакана и фиксатор с временной и постоянной остановками„

2 ил. разности масс аэрометрических тел в воздухе без введения поправки на аэростатические силы.

На Фиг. 1 изображена схема устройства для измерения плотности воздуха; на фиг. 2 - аэрометрическое тело.

Устройство состоит из равноплечих весов 1 со встроенными гирями 2, подвески 3 с узлом нагружения, состоящ<им из двух кулачков 4, развернутых друг относительно друга на 90, расположенных на одной оси, двух толка1582072

Q телей 5 и 6 с платформами на концах в виде дисков, размеры которых меньше размеров отверстий в дне чашек подвески 3, и двух аэрометрических тел 7, накладываемых с помощью узла нагружения на подвеску 3, подсоединенную к одной из чашек весов. Аэрометрическое тело 7 с герметичной деформируемой оболочкой состоит из деФормируемой оболочки, например, сильФ на 8, фиксатора с временной и постоянной остановками, состоящего из шПилек 9, прикрепленных к плоской крльцевой пружине 10, расположенной внутри цилиндрического стакана 11.

Нпильки 9 фиксатора радиально поджимаются к внутренним стенкам стакана

11, на котором имеются три пары отверстий 12 — 14, являющихся упорами дфя шпилек Фиксатора. Отверстие 14 служит для Фиксирования деформируемой о олочки с временной остановкой, кфгда полусферы концов шпилек 9 и тфлько частично входят в отверстие

14. Отверстия 12 и 13 служат для фиксирования деформируемой оболочки с пОстоянной остановкой, когда шпильки

9 Фиксатора полностью входят в отверстия 12 и 13.

Подгонка равенства и разности масс у двух аэродинамических тел и точное измерение этой разности производится

СМедующим образом. Лэрометрические тала совместно со снятыми крышками с пОмощью узла нагружения последователь35 но устанавливают на подвеску 3 и уравновешивают тарой на левой чашке весов, когда на подвеске 3 находится аэрометрическое тело с большей массой. После установки подвески 3 аэромбтрического тела с меньшей массой в его внутреннюю полость добавляют дополнительную массу, приводящую весы в равновесное состояние. Посколь- 5 ку у аэрометрического тела все детали идентичные, имеют примерно равные массы и объемы, то при подгонке раBc íñòâà и точного измерения разности масс вводить поправку на влияние аэростатической силы не требуется.

Измерения разности масс у двух аэрометрических тел можно производить при закрытых крышках, когда внутри тел . будет:: находиться воздух. Поскольку наружные объемы 55 двух тел при фиксировании в точках с временной остановкой будут равны, то при равенстве масс двух тел будут равны и их внутренние объемы, а следовательно, внутри тел будут равные значения массы воздуха .

При сжатии у одного из сильфонов, когда приложенная сила превзойдет усилие, развиваемое фиксатором с временной остановкой, сильфон будет сжиматься до тех пор, пока шпильки 9 не войдут в отверстия 12. В этом случае произойдет фиксирование деформируемой оболочки с постоянной остановкой и наружный объем аэрометрического тела будет V . Если в другом

1 аэрометрическом теле производить растяжение деформируемой оболочки до тех пор, пока шпильки 9 не войдут в отверстия 13, то в этом случае произойдет Фиксирование деформируемой оболочки с постоянной остановкой в отверстиях 13 и наружный объем аэрометрического тела будет равен V (V

)V )..

Разность объемов у двух аэрометрических тел ДЧ = U — V, определяют известным методом гидростатического взвешивания в дистиллированной воде.

Поскольку в дальнейшем у аэромет-рических тел производить повторных деформаций не требуется, то измеренная разность объемов будет оста ваться постоянной и стабильной во времени,.и она не будет ограничивать точность измерений плотности воздуха.

Повыиение точности измерений плотнбсти воздуха обеспечивается только при использовании двух деформируемых аэрометрических тел.

Устройство работает следующим обра зом.

Аэрометрическое тело с большим объемом .(V ) устанавливают в системе. подвески 3 на платформу толкателя

5, а аэрометрическое тело с меньшим объемом (Ч1) — на нижнюю чашку подвески 3. Весы приводят в положение равновесия путем наложения тар. го груза "1" на левую чашку весов и

Снимают показания по шкале весов.

Положению равновесия соответствует уравнение ,m --V /=m1-U„p+L S, (1) где m V 1.— масса и объем тары; р — плотность воздуха;

m „ 1!, — масса и объем аэрометрического тела;

5 1582072 положение равновесия по шкале весов; цена деления шкалы весов. г ™

Ч2 Чф Чп

Относительная погрешность опреде. ления плотности воздуха

8m lV

) m U !

О где ФЧ - абсолютная суммарная погрешность измерений объема гири и разности объемов аэрометрических тел;

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для определения плот25 ности воздуха, содержащее весы, два, аэрометрических тела с равными массами и различными объемами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения. погрешности путем обеспече3g ния возможности измерения разности масс аэрометрических тел в воздухе без введения поправки на аэростатические силы при аттестации весов, оба аэрометрических тела выполнены металлическими, герметичными и деформируемыми. (2) При повороте кулачков 4 в ту или другую сторону происходит одновременное вертикальное перемещение в противоположные стороны толкателей 5 и 6, при этом происходит одновременное снятие одного аэрометрического тела подвески 3 с одновременным наложением на нее другого аэрометрического тела (или наоборот). После этого поворотом приводной оси кулачков 4 аэрометрическое тело снимают с нижней чашки подвески 3, а на ее верхнюю чашку накладывают аэрометрическое тело с большим объемом (V ) и весы путем наложения соответствующего количества встроенных гирь приводят в положение равновесия. Этому положению равновесия соответствует уравнение

m — V p= m — Ч р+ тп— — ч„у+ ь,s, где m, Ч вЂ” масса и объем гири, компенсирующей приращение аэростатической силы.

Из уравнений (1) и (2) получим алгоритм для определения плотности воздуха ш3

Хm — абсолютная суммарная погрешность измерений массы встроен-. ных гирь и разности масс аэрометрических тел, 1582072

Фий 2

Составитель А.Соснин

Техред .Л.Олийнык Корректор О.Ципле

-Редактор Е.Копча

Заказ 2083

Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Гагарина, 101