Устройство для определения плотности воздуха

,8010 1 И 9/00 НИР ТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМУ С ЕНИЯ ороцССоп,у да 1 ап е ей 1.Кея,00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБР(56) 1.,Я.НаогСЬ апй Ь,Е,ЯА Ь 18 Ь гезо 1 цСоп Еая йепв 1 Ссе. 1 оцгпа 1 оГ РЬуз 1 ся Г,чо 1Р 4, 1970, рр. 271-274.2. КосЬ Ч.Е., Оеч 3.я В,Я.,Вочег Ч.Е, Р 1 гесС йеСегщ 1 паСоГ а(г. Йепз 1 Сч 1 п а да 1 апсеСЬгоцдЬ агС 1 ГасСв сЬагасСег 1(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛПЛОТНОСТИ ВОЗДУХА, содержащее кмысло весов, к однОму плечу которого подвешено аэрометрическое тло, а к другому грузоприемная чашка, о т л и ч а ю щ а я с я темчто, с целью повышения точностизкспрессности измерений, аэрометческое тело выполнено в виде герметичной деформируемой оболочки,снабженной Фиксаторами положениядеФормируемой части.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при научных исследованияхи в метрологической практике дляопределения плотности воздуха.Известно устройство, которое содержит весы с электронной схемойуравновешивания, полый шар, подвешенный к одному плечу коромысла ве-,сов, и герметичный кожух, в котором размещены весы, Вначале с помощьювакуумного насоса из кожуха весов,откачивают воздух, с помощью электронной схемы производят уранновешивание весов, т.е. производитсятарирование весов при отсутствии 15действия на польД шар аэростатической силы. Затем отсоединяют вакуумный насос и запускают в кожух исследуемый гаэ. За счет действияаэростатической силы на шар весы вы- рОходят из начального состояния равнонесия, Производя уравновешиваниеаэростатической силы и зная объемшара, определяют плотность газа 1 3.Недостатком известного устройства является низкая точность из-эатого, что плотность газа определяется по результатам двух взвешиваний шара, производимых при существенно различном давлении окружающегоноздуха, В результате этого возникает неутечная погрешность, обусловленная изменением массы сорбционного слоя молекул газа на поверхностишара и элементах весов при изменениидавления газа.35Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для определения плотности воздуха, которое содержит герметичную камеру, коромысло весов,4 Ок одному плечу которого подвешеноаэрометрическое тело, а к другому -грузоприемная чашка, В комплект устройства входят два тела равной массы, но различных объемов. При работе с данным устройством производят взвешивание тел на воздухе ивзвешивание камеры с расположеннымв ней телом при откачке воздуха,при этом предполагают,что плотность 5 Овоздуха не меняется. С учетом массыуравновешивающих гирь рассчитываютплотность воздуха. При работе сданным .устройством производят последовательные взвешивания камеры с откачанным в ней воздухом 23.Недостатками известного устройства являются низкая точность и большие затраты времени для проведения измерений. Снижение точности иэмере ний происходит иэ-за того, что вместе с телом взвешивают камеру, а для этого приходится выбирать весы с большим пределом взвешивания имеющие меньшую точность измерений. 65 Кроме того , первую пару взвешиваний производят при существенно различном давлении воздуха вокруг тел по сравнению со второй парой взвешиваний. Это приводит к появлению неучтенной дополнительной систематической погрешности, обусловленной сорбционными явлениями на поверхности тел, Если ограничиться рассмотрением адсорбции только паров воды из воздуха на телах, то на 1 смг поверхности изменение массы адсорбционного слоя составляет примерно 0,5 мкг для нержавеющей стали при изменении влажности воздуха от 0 до 70, Разность поверхностей взвешиваемых тел, составляющая 30-100 см,г вызывает погрешность около 0,02- 0,05 мг при взвешиваниях с указанными изменениями относительной влажности. Влияние других составляющих воздуха еще более увеличивает эту погрешность. При определении плотности воздуха с высокой точностью погрешность взвешивания тел не должна превышать 0,01 мг. Длительное время измерений также снижает точность, так как эа это время плотность воздуха успевает заметно измениться.Целью изобретения является повышение точности:и экспрессности.Укаэанная цель достигается тем, что н устройстве для определения плотности воздуха, содержащем коромыслоные весы, к одному плечу которого подвешено аэрометрическое тело, а к другому грузоприемная чашка аэрометрическое тело выполнено в виде герметичной деформируемой обо лочки, снабженной Фиксаторами положения ее деформируемой части.На чертеже представлено устройство для измерения плотности воздуха. Устройство состоит из весов 1 и аэрометрического тела 2 в виде герметичной деформируемой оболочки, например сильфона. Аэрометрическое тело 2 содержит две пластины 3 и 4, две направляющие 5 с отверстиями д и Ъ, являющиеся упорами Фиксаторов б положения верхней пластины 3. Фиксаторы состоят из шпилек с подпятниками и соединены между собой пружиной 7. Кольца 8 и 9 прикреплены к пластинам 3 и 4, которые жестко скреплены с концами сильфона 10, Нижние концы направляющих 5 жестко соединены с пластиной 4, а в пластине 3 имеются два отверстия, в которые входят направляющие 5, Пластина 3 может свободно перемещаться на направляющих 5, изменяя объем силь- Фона 10, и фиксироваться на них с помощью Фиксатора в двух положениях, которым соответствуют два значения объема аэРометРического тела Ч и Чг1092378 Составитель Л.Свешникова Техред Т.Дубинчак Корректор В.Бутяга Редактор М.иткина Заказ 3245/26 Тираж 823 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство работает следующим образом.Аэрометрическое тело 2 приводит в первое состояние в ,когда шпильки фиксатора 6 входят в отверстие а на направляющих 5 и тело имеет объем Ч. Затем его устанавливают на чашку весов 1, приводят весы в положение равновесия путем наложения тарного груза Т на другую чашку весов 1 и снимают показания по шкале весов 1. По ложению равновесия соответствует уравнениев Чр в рф(,5,где щ, Чт - масса и объем тарного 15груза;р - плотность воздуха;вУ, - масса и объем аэромет- .рического тела.о отсчет положения равновесия по шкале весов,5 - цена деления шкалы весов.После этого снимают с весов 1 тело 2 и переводят его во второе состояние, когда шпильки фиксатора б входят в отверстие Ь на направляющих 5 и тело имеет объем Ч,Снова устанавливают его на весы 1 и приводят их в положение равновесия путем наложения гирь на чашку весов 1 с аэрометрическим телом 2. При .этом гири компенсируют приращение аэростатической силы, вызванное увеличением объема аэростатического тела 2. Этому положению равновесия соответствует уравнениещт ЧтР го -Ч + иь-Ч р+,5, (21 гдеви Ч, - масса и объем гирь. Из уравнений 1 и 2 получаем формулу для определения плотности воздухаР=2ЬОтносительная погрешность определения плотности воздуха -2- следующая.УР (е ) УЧегде РЧ - абсолютная суммарная погрешность измерения объема гирь и приращения объема аэростатического тела:Ч= Ч - Ч +уИзмерив эйачение кажущегося изменения массы аэрометрического тела на весах и заранее измерив значение изменения его объема, определяют плотность воздуха. При этом точность определения плотности воздуха увеличивается эа счет того, что взвешивание производят при неизменных значениях массы аэрометрического тела и при одних и тех же внешних условиях, что позволяет повысить точность измерений с относительной погрешностью 0,001 сми уменьшить время измерения с 45 до 10 мин.