Способ градуировки измерительных преобразователей давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН А 247200 1,27 00 АВТОРСКОМУ С ина и ордевиационныйкидэеолохин СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордена Ленна Октябрьской Революции аинститут им. Серго Орджони(5 Й Жоховский М. К. Техника измерения давления и разряжения. М.: Машг1952.Автоматизированная система рерации полей давления на базе МАИдля исследования моделей гаэодинамических каналов ГТД. Технический отчЦИАМ им. Баранова, Кф 85774, 1978.(54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизитьтрудоемкость градуировки и повыситьее достоверность. Для этого нагруже.ние от минимума до максимума и разгружение проводят непрерывно попроизвольному закону а измерениедавления образцовым и рабочим измерительными преобразователями давления производят одновременно черезинтервалы, определяемые временемсрабатывания регистрирующей аппаратуры. Давление в ресивеуе 3, на рабочем 1 и образцовом 2 измерителях1247700преобразователей давления (ИПД) 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 ил.1Изобретение относится к измерительной технике, в частности к градуировке измерительных преобразователей давления (ИПД).Цель изобретения - снижение трудоемкости градуировки и повышение еедостоверности,Поставленная цель достигается тем,что согласно известному способу градуировки измерительных преобразова- Отелей давления путем одновременногонагружения от минимума до максимумаи разгружения от максимума до минимума в диапазоне измерения одним источником давления образцового и рабочего измерительных преобразователейдавления, одновременного измеренияэтого давления и нахождения функциональной зависимости между показаниями образцового и рабочего измерительных преобразователей давления, нагружение и разрушение проиЗводят непрерывно по произвольному закону, аизмерения давления образцовым и рабочим измерительными преобразователями давления производят одновременночерез интервалы, определяемые временем срабатывания регистрирующей аппаратуры, причем скорость изменениядавления при нагружении и разгружении З 0устанавливают меньше скорости срабатывания регистрирующей аппаратурына 2-3 порядка.На фиг. 1 изображено устройстводля реализации способа градуировкиИПД; 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 соединенныеэлектромагнитные клапаны 5 для подачи воздуха, параллельно соединенныеэлектромагнитные клапаны 6 для стравливания воздуха и электромагнитный 45 2клапан 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 получаютфизические значения параметра, т.е.его градуировочная характеристика была получена и введена в ЭВМ 13 заранее. Затем по командам от ЭВМ 13 закрывается электромагнитный клапан 6для стравливания воздуха, открывается электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха с одним из наборов сужающих устройств 8 и подключаетсяисточник 4 избыточного давления. Давление в ресивере 3, на рабочеми образцовом ИПД 1 и 2 растет одновре менно, и непрерывно происходит запись сигналов, поступающих от ИПД 1и 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 однимиз наборов сужающих устройств 9 иначинается измерение выходных сигналов ИПД 1 и 2 в режиме разгрузки. После необходимого числа циклов нагруэки-разгрузки ЭВМ 13 производится математическая обработка результатов ,измерения и находятся коэффициенты градуировочной характеристики рабочего ИПД 1.П р и м е р. 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 избыточного 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 1 О - 13 электромагнитных клапанов 5 - 7. Затем начинается процесс,нагружениярабочего и образцового ИПД 1 и 2 избыточным давлением. Для этого сигналами от ЭВМ 13 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 15 20 2530 35 40455055 и 2 растет (наклонный участок З 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 массивеХ 1(х) д=1,2, , Н М,где Н - число наблюдения;М - число снятых в ходе одногонаблюдения показаний.При достижении заданного максимального значения давления сигналомот ЭВМ 13 закрывается электромагнитный клапан 5 для подачи воздуха идавление в системе заданное времяподдерживается максимальным (горизонтальный участок б на диаграмме,фиг. 2). Далее формируется массив71(х), состоящий из значений выходного сигнала, соответствующего измененной нагрузке Х 1(д),Затем сигналом от ЭВМ 13 открывается электромагнитный клапан 6 длястравливания воздуха и начинаетсяпроцесс разгрузки (обратный код -участок 2 диаграммы, фиг. 2). Такжекак и при нагружении формируютсямассивы Х 2(1), 72(д), состоящие из наблюдений, собранных и просуммированных по частям данных при разгружении. При достижении заданного минимального или нулевого значениядавления заданное время это давление выдерживается (горизонтальный участок ч на диаграмме, фиг. 2), затемцикл повторяется. Темп равномерного нарастания иубывания давления регулируется командами от ЭВМ 13 путем увеличения или уменьшения суммарного значения про 1247700ходных сечений сужающих устройств 8и 9, переключаемых при помощи электромагнитных клапанов 5 и 6, Обратнаясвязь по давлению в ресивере 3 реа 5лиэуется в схеме автоматического регулирования от образцового ИПД 2.Соотношение времени измерения давления к времени однократного измеренияне 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 Х 1(1.);71 и Х 2(2.); У 2(3.) выбирается решение регрессионной задачи по всемунабору данных отдельно для нагрузкии отдельно для разгрузки. Решениезадачи выбирается по системе функций (полиномиальных, степенных, логарифмических и других видов функций). Далее выбирается наилучшаяфункция, для которой среднее квадратическое отклонение данных наименьшее от функции, по которой она строилась. Вычисления выполняются в следующей поспедовательности.Вначале задается вид градуировочной кривой(а а а ) так, чтобы суммаОь 1 1Фгде х , у - наблюдаемые параметры,процесса;11 - число наблюдений,была минимальной.Указанная процедура реализуетсяпутем исследований функции на экстремуме-1 у -Г(а, а, , а; х )3 =О;о=1- (У. -Г(а а а; х.) =О, 50 да Решением этой системы уравнения находятся коэффициенты аппроксимацииУточнения полученных коэффициентов аппроксимации производят при до полнительных экспериментах по отклонениям новых резулт.татов от значения аппроксимаций.Из полученных значений у=1(аЪоа а ; х)уточнение производитсяпо формуле 2=у -уновое наблюдение; где у,У, полученная по первым порогнам оценка. Далее по 2 определяют функцию тем же способом, что и у (по тем же системам уравнений) у=(а , а а,; х), которая является поправкой к функции у.В результате получают уточненную градуировочную характеристику рабочего измерительного преобразователя давлениясЫу=1,а, а, а; х)+д(аа,.х)Одновременно может производиться определение коэффициентов градуировочных характеристик нескольких рабочих измерительных преобразователей 1 а, 1 Б, , 1 давления при одном эталонном измерительном преобразователе 2 давления (на фиг, 1 рабочие ИПД 1 а, 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 - щ и й с я 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.