Способ градуировки датчиков пульсаций давления

(5)5 001 1 27/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО РСКО 2 вышел итудб ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт физических измерений(56) 1, Левшина Е.С. и Новицкий П,В, Электрические измерения физических величин,Л,: Энергоатомиздат, 1983,2, Авторское свидетельство СССРР 1182296, кл. О 0127/00, 1977,(54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКОВПУЛЪСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ(57) Использование; в метрологии и измерительной технике, Сущность изобретения: Изобретение относится к метрологии и измерительной технике, в частности к способам градуировки пьезоэлектрических датчиков пульсаций давления, и является усовершенствованием известного способа, описанного в авт,св. И. 1182296.Известный способ градуировки датчиков давления (1 включает формирование ступенчатой функции давления на входе датчика, преобразование входного воздействия в выходной электрический сигнал, дифференцирование его во времени, преобразование в цифровой код, запоминание и вычисление амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) датчика.Недостатком способа являются ограниченные диапазоны по температуре и уровню давления, формируемых на входе датчика, что приводит к преобразованию входного воздействия в выходной сигнал в условиях,501765737 А 2 перед градуировкои измеряют выходные параметры датчика в нормальных условиях и при воздействии на него температуры и давления. В блок-схему включают датчик и параллельно ему контур и сопротивления и емкости, значения которых соответствуют измеренными с учетом выходных параметров датчика в нормальных условиях. Ударная волна воздействует на установленный в торцевой стенке трубы градуируемый датчик, Выходной электрический сигнал корректируется контуром до значения, соответствующего рабочим условиям, затем усиливается, дифференцируется звеном и запоминается в памяти цифрового регистратора, 1 ил,отличных от рабочих, и тем самым снижает достоверность выходного сигнала.Целью изобретения является по ние достоверности определения амп но-частотной характеристики,Цель достигается тем, что в спосо е градуировки датчиков пульсаций давления по 21, включающем формирование ступенчатой функции давления на входе датчика, преобразование входного воздействия в выходной электрический сигнал, дифференцирование его по времени, преобразование в цифровой код, запоминание и вычисление АЧХ датчика, предварительно помещают датчик в климатическую камеру, в которой создают давление и температуру, соответствующие рабочим условим, измеряют сопротивление изоляции и емкость датчика, затем подключают параллельно выходу датчика сопротивление В и емкость С, значения которых выбирают по соотношениям;В ---- (1) и С= Ср - С (2) В В где Йр - сопротивление изоляции датчика, измеренное при давлении и температуре, соответствующих рабочим условиям;Вн - сопротивление изоляции датчика при нормальных условиях;Ср - емкость датчика, измеренная при давлении и температуре, соответствующих рабочим условиям;С - емкость датчика при нормальных условиях.Сущность изобретения заключается в следующем, АЧХ датчика зависит от рабочих условий, т,е, от температуры и уровня давления, формируемых на входе датчика. Эти условия при градуировке имитируются корректировкой выходных параметров (Виз и Сд) датчика.Измерение АЧХ пьезоэлектрических датчиков в условиях, соответствующих рабочим(температура рабочей среды от минус 196 до плюс 700 С, давление - до 2000 кгс/см ), не представляется возможгным, так как область применения градуировочных установок ограничена по температуре (в случае работы установки на жидкой среде) и по давлению (в случае работы на газовой среде).Известно. что неравномерность АЧХ датчика в области низких частот существенным образом зависитот значения сопротивления изоляции и емкости датчика и может быть определена расчетным путем (для случая применения усилителя напряжения в измерительной цепи),Однако сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных показал., что формула является приближенной и расхождение результатов эксперимента с расчетными не менее чем в два раза,На чертеже приведена пример блоксхемы установки, реализующей предлагаемый способ градуировки, где показаны камера 1 высокого давления, мембранный узел 2 и рабочий канал 3 ударной трубы, градуируемый датчик 4; контур 5 из сопротивления В и емкости СЧ, усилитель 6, дифференцирующее звено 7, цифровой регистратор 8, частотный анализатор 9, графопостроитель 10,Способ осуществляется следующим образом,Перед градуировкой измеряют выходные параметры датчика й и Сн в нормальных условиях и при одновременном воздействии на него температуры и давления Вя и Ср, для чего датчик устанавливаютв термостат (или криостат), который с помощью трубопровода соединен через разделительную камеру с грузопоршневым манометром. Разделительная камера имеет дополнительный вход для воздушной среды и фильтр из мягкого пористого материала (например, фетра), не пропускающего масло в рабочую полость термостата (криостата). При достижении на мембране датчика требуемых уровней температуры и давления проводится измерение Риз и Сд,После этого в блок-схему включают датчик 4 и параллельно ему контур 5 из сопротивления и емкости, значения которых соответствуют измеренным с учетом выходных параметров датчика в нормальных условиях,Формируемая в рабочем канале 3 ударной трубы ударная волна (скачок давления) воздействует на установленный в торцовой стенке трубы градуируемый датчик. Электрический сигнал с выхода датчика корректируется контуром 5 до значения, соответствующего рабочим условиям (т,е. при одновременном воздействии температуры и давления), затем усиливается усилителем 6, дифференцируется звеном 7 и запоминается в памяти цифрового регистратора 8, Записанный сигнал выводится из цифрового регистратора циклически. Частота выводимого сигнала снижается (коэффициент транспортирования частоты задается экспериментатором) для и роведения в соответствии с возможностями частотного анализатора 9,Получаемая в результате анализа АЧХ датчика выводится на графопостроитель 10.Введение в блок-схему градуировку параллельно датчику контура из сопротивления и емкости позволяет имитировать рабочие условия при формировании на входе датчика ступени давления и, таким образом, повысить достоверность выходного сигнала,При этом исключается необходимость разработки дорогостоящего оборудования,Технико-экономическим преимуществом способа по сравнению с известным является то, что при его реализации достоверность определения АЧХ датчиков возрастает более, чем на 50%. Способ градуировки датчиков пульсаций давления по авт.св. К. 1182296, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения амплитудно- частотной характеристики, датчик предварительно помещают в климатическую 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Формула изобретения1765737 Составитель Т.ПолитменцеваРедактор Т,Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор С,Лисина каз 3381 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва; Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 камеру, в которой создают давление и температуру, соответствующие рабочим условиям, измеряют сопротивление изоляции и емкость датчика, затем параллельно выходу датчика подключают сопротивление Й и емкость С, значения которых выбирают по соотношениям где В - сопротивление изоляции датчика,измеренное при давлении и температуре,соответствующих рабочим условиям;В - сопротивление изоляции при нор 5 мальных условиях;С - емкость датчика, измеренная придавлении и температуре, соответствующихрабочим условиям;Сн - емкость датчика при нормальных10 условиях,