Устройство для калибровки датчиков импульсного давления

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1(19) (1) 5 4 6 0 1 Ь 2 7 / 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Устиновский механический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устрвам для определения динамических характеристик датчиков. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устр-ва путем увеличения скорости спада давления. Испытательная камера 5 делится на две полости разрывной мембраной 6, изготовленной1339425иэ материала с относительным удлине- ходящей в обратном направлении плоснием не более 3-57. При соударении кой волной разрежения. Наличие двух поршня 1 с находящейся в верхней по- перепадов давления дает возможность лости камеры 5 жидкостью 7 в ней на- исследовать гистерезис датчиков при чинают распространяться волны сжатия, работе в динамических режимах. Привераэрушающие мембрану 6Образцовый и дены условия, из которых выбираются калибруемые датчики 8, размещенные параметры мембраны б, камеры 5, поршв гнездах камеры 5, разгружаются про- ня 1 и испытуемого датчика. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения динамических характеристик датчиков, и можетбыть применено в экспериментальныхработах при измерении высоких импульсных давлений,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем увеличения скоростиспада давления.На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.Устройство состоит из поршня 1,перемещающегося в стволе 2, имеющегов нижней части окна 3 для выхода воздуха из-под поршня 1, привода 4 разгона поршня, испытательной камеры 5с мембраной 6, делящей камеру на двеполости, причем в верхней полостиразмещена жидкость 7, образцового икалибруемых датчиков 8, установленныхв гнезде испытательной камеры 5.Устройство работает следующим образом.Поршень 1, разогнанный в стволе 2 до необходимой скорости приводом 4 (в частности, силой собственного веса поршня) соударяется с поверхностью жидкости 7. От границы раздела поршня 1 и жидкости начинают распространяться волны сжатия, при этом давление в жидкости определяется формулойВ, ВР = -- 7,В,+ В,где Р - давление;В ,В- волновые сопротивления жидкости и материала поршня;7 - скорость поршня непосредственно перед соударением. Волна давления распространяетсявдоль испытательной камеры 5, достигает датчиков 8 и перемещается дальше до мембраны 6, материал и геомет 6рические размеры которой подобранытак, чтоб Ь = (2-5) 10 РДи относительное удлинение материаламембраны не превосходит 3-57. Привыполнении указанных условий происходит разрушение мембраны б, а в жидкости вдоль камеры 5 в обратном направлении начинает распространяться15 плоская волна разрежения с крутымфронтом. Проходя вдоль датчиков 8,волна разрежения разгружает их и затем достигает поверхности жидкости.После этого поршень 1 и жидкость 7вместе начинают перемещаться вниздо соударения с дном камеры 5, Привзаимодействии дна камеры 5, жидкости 6 и поршня 1 происходит сжатиежидкости и гашение энергии удара, но25 если размеры камеры выбраны с учетомсоотношениягде Ь Ь - соответственно расстояние от датчиков до по 30 верхности жидкости идлина нижней полостикамеры,то вновь возникшая волна давления невоздействует на датчики, так как ихчувствительные поверхности еще до соударения перекрываются боковой стенкой поршня 1. Время действия давленияна датчики, т.е, длительность импульса, определяется по формуле.40 Т = 2сгде Ь, - расстояние от гнезда длядатчиков до мембраны.3 33Если геометрические параметры и материал мембраны не удовлетворяют указанным требованиям, то ухудшается качество полученного испытательного сигнала, увеличивается длительность заднего фронта импульса давления,Длина столба жидкости от датчика до мембраны (Ь ) должна быть большесТвеличины в . в , где с - скорость распространения возмущений в жидкости; Т - предполагаемое время установления показаний датчика, поскольку в противном случае длительность испытательного сигнала окажется недостаточной для определения динамических характеристик датчика. Если длина превышает величину отношения 9425ним и задним фронтом, который позволяет проводить исследование динамических характеристик в широком диапазоне давлений и частот. Наличие двухперепадов - от низкого давления к высокому и от высокого давления к низкому, дает возможность производить более полное исследование характерис- О тик датчиков, например исследоватьгистерезис датчиков при работе в динамических режимах, Применение устройства в экспериментах по измерению высоких импульсных давлений поз воляет повысить качество исследованийи сократить объем экспериментальныхработ. Формула изобретения20 ловия б 1 = (2-5) 10 РП,(0,5-0,6) Ьп фРпгде Ь - длина поршня;пм- плотности материалов поршняи жидкости соответственно,то перепад от высокого давления книзкому оказывается недостаточным дляанализа отклика датчика на испытательное воздействие,В зависимости от конструктивныхособенностей устройства можно получить испытательное воздействие двухвидов. При выполнении условияЬ,)с, сгде с - скорость распространения возмущений в материале поршня,на датчик воздействует импульс давления прямоугольной формы.ЬкСоотношение=являетсясспредпочтительным, так как в этом случае волны разгрузки в материале поршня и в жидкости одновременно достигают датчиков, а это позволяет добиться минимальных размеров устройства.При выполнении устройства с условием" "мсСпроисходит некоторый спад вершины импульса и закон спада можно аппроксимировать экспоненциальной зависимостью.Устройство для испытания датчиков импульсного давления обеспечивает посравнению с существующими получениеиспытательного сигнала с крутым перед Устройство для калибровки датчиков импульсного давления, содержащеепоршень, расположенный в цилиндре,камеру с гнездами для образцового и 25 калибруемых датчиков давления, заполненную жидкостью и установленную соосно с цилиндром, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей устрой О ства путем увеличения скорости спададавления, в нем камера снабжена разрывной мембраной, делящей камеру надве полости,. причем жидкость размещена в верхней полости, а мембрана изго товлена из материала с относительнымудлинением не более 3-57, при этомпараметры мембраны выбираются из ус 4 О где 6 - предел временного сопротивленияЬ - толщина мембраны;Р - максимальная величина давления в камере;45 Р - диаметр камеры;а параметры камеры, поршня и испытуемого датчика связаны зависимостямисТ РЬЬЬ ,с(0,5-0 ф 6 ) Ьпж 50 где Ь - расстояние от поверхностижидкости до датчика;Ь - длина нижней полости камеры2от плоскости мембраны додна;Ь, - высота столба жидкости отдатчика до мембраны;с - скорость распространения возмущений в жидкости;13394256- плотности материала поршня и жидкости соответственно,Т - предполагаемое время установления показаний датчика; Ь- длина поршня; Составитель А, СоколовскийРедактор И. Шулла Техред В,Кадар Корректор М. Пожо Заказ 4212/32 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5