Файл: Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.07.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
Рис. 17. Схема манометра Ж-Ю000 с измерительным мульти пликатором
п а ю щ ее в камеру высокого давления манометра и одновременно
кповеряемому прибору.
Вманометрах с измерительным мультипликатором использова но принудительное вращение нижнего и среднего поршней. Верх ний поршень вращается вручную.
Предел допускаемой погрешости (с учетом деформационных поправок) 0,1—0,2% от измеряемой величины.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАТЧИКИ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ
Рассмотренные выше грузопоршневые манометры избыточного давления являются, по существу, задатчиками давления, так как измеряемое манометрами избыточное давление определяется весом грузов, накладываемых в заданном количестве на поршень с изве
стной площадью . Д а в л е н и е |
почти |
всегда |
з а д а ю т вручную путем |
не |
||||
посредственного |
наложения |
грузов |
на |
грузоприемное |
устройство. |
|||
Некоторым исключением является |
манометр |
МП-2500 |
класса |
0,05 |
||||
(с механическим |
нагрузчиком), |
у |
которого |
нагружеиие поршня |
||||
механизировано. |
|
|
|
|
|
|
|
|
50
В последние годы значительно возросла потребность в автома
тизации |
поверочных |
операций |
и, в частности, |
в |
автоматизации |
||||||||||||||
процесса наложения грузов при работе с грузопоршневыми |
мано |
||||||||||||||||||
метрами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решению этой задачи посвящен ря д работ, выполненных за по |
||||||||||||||||||
следние годы в различных |
организациях. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Оригинальные |
схемы |
устройств |
для |
автоматического н а л о ж е |
||||||||||||||
ния |
грузов были |
предложены |
ІО. А. Трескиным |
[25], Р. Я. Горели |
|||||||||||||||
ком |
и С. Б. Элюкамом [26]. Обе схемы основаны |
на |
применении |
||||||||||||||||
ступенчатой втулки, закрепляемой на поршне |
и |
захватывающей |
|||||||||||||||||
необходимое |
количество |
грузов |
при |
вертикальном |
перемещении |
||||||||||||||
грузодержателя |
(в схеме Трескина) |
или поршня |
со втулкой |
(в схе |
|||||||||||||||
ме |
Горелика |
и Э л ю к а м а ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Р я д |
работ |
в |
этом |
направлении |
выполнен |
А. М. Кипнисом |
||||||||||||
( В Н И И Г К ) . Одной из первых |
работ А. М. Кипниса |
(1957—1959 гг.) |
|||||||||||||||||
была разработка стенда для регулирования манометров |
[27]. Стенд |
||||||||||||||||||
представляет |
собой |
автоматизированный |
грузопоршневой |
мано |
|||||||||||||||
метр (задатчик |
д а в л е н и я ) , |
предназначенный для |
регулирования |
||||||||||||||||
малогабаритных |
|
манометров |
с |
верхними |
пределами |
измерения |
|||||||||||||
2,5—300 |
кгс/см2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Манометр |
состоит |
из поршневой |
|
пары |
с |
дифференциальным |
|||||||||||||
поршнем, |
сдвоенного |
вентильного |
крана, |
предназначенного дл я |
|||||||||||||||
подключения |
измеряемого |
давления |
|
к |
узкой |
или широкой |
части |
||||||||||||
поршня, электродвигателя, сообщающего поршню вращение, под вески для нагружения поршня грузами и трех комплектов грузов.
Поршень нагружается автоматически, причем возможны четыре
положения подвески и грузов, |
соответствующие четырем |
различ |
||||
ным нагрузкам на поршень. |
|
|
|
|
||
Электрическая |
схема стенда |
обеспечивает |
установку |
подвески |
||
в любое из четырех указанных |
положений. |
|
|
|||
Стенд имеет два диапазона |
измерений: |
|
|
|||
2,5—16 кгс/см2 |
(давление действует |
на разность площадей д и ф |
||||
ференциального поршня, равную 5 см2 ) ; |
|
|
||||
25—300 кгс/см 2 |
(давление |
действует на |
площадь |
нижнего |
||
поршня, |
равную 0,5 с м 2 ) . |
|
|
|
|
|
Д л я |
измерений |
в двух диапазонах |
стенд |
снабжен одним ком |
||
плектом грузов общим весом 150 кгс. Предел допускаемой |
погреш |
|||||
ности ± 0 , 2 % от измеряемой величины. |
|
|
|
|||
Стенд поверяется по методике, аналогичной методике поверки образцовых грузопоршневых манометров, изложенной в инструк
ции [20]. |
|
|
|
|
|
|
|
Стенд |
применяется |
на производственных |
предприятиях, |
выпу |
|||
скающих |
технические |
манометры. |
|
|
|
||
Д а л ь н е й ш и е работы были направлены |
на |
создание автомати |
|||||
зированных |
образцовых приборов для поверочных целей. Н а и б о л ь |
||||||
ший интерес |
представляют |
разработанные |
в |
последние |
годы во |
||
В Н И И Г К |
под руководством |
А. М. Кипниса |
и |
т а к ж е нашедшие |
|||
4* |
|
|
|
|
|
|
5і! |
Рис. 18. Схема автоматического грузопоршневого задатчика избыточного давления АЗД-2,5:
/, 2 — электромагнитные |
клапаны; 3 — электродвигатель; |
4 — |
||||||
вращающийся |
корпус; |
5 — грузы; 6 — прозрачный стакан |
с |
не |
||||
прозрачными |
кольцами; |
7 — фотодиод; В — осветитель; |
9 — ци |
|||||
линдр; |
10 — поршень; |
|
/ / — ограничитель; |
12 — разделительный |
||||
сосуд; |
13 — электромагнитный |
клапан; |
14 — поверяемый |
мано |
||||
метр; |
/5 — з а ж и м н а я |
головка; |
16 — электромагнитный |
клапан; |
||||
|
17 — смотровое |
окно; |
18 — пульт |
управления |
|
|
||
ДВТОМЛТОТ.ВЫДЕРМЛ
•Д А В Л••Е Н И Е
ВЫШЕ ВЫСТРО НИЖЕ
13
зі ;—Щ
В атмосферу
практическое применение |
автоматические задатчики |
давления |
АЗД - 2,5 и АЗД-0,4 [28]. |
|
|
Автоматический задатчик |
давления АЗД - 2,5 (рис. 18) |
предназ |
начен для поверки образцовых пружинных манометров. Он состоит из поршневой пары, грузоприемного устройства, представляющего собой ступенчатую втулку, насаженную на поршень, и корпуса, на котором располагаются грузы, не участвующие в создании нагруз ки. По д поршневой парой расположен разделительный сосуд. При
бор подключается к пневмосети, от которой |
через |
электромагнит |
ные клапаны воздух подается в верхнюю |
часть |
сосуда. Работой |
электромагнитных клапанов управляет фотодиод через полупровод- никово-релейную схему. Количество грузов, необходимое для на-
гружения поршня, |
захватывается с помощью |
осветителя, фото |
||
диода и прозрачной |
трубки с непрозрачными кольцами, закреплен |
|||
ной на ступенчатой |
втулке. |
|
|
|
З а д а т ч и к |
АЗД - 2,5 имеет три верхних |
предела |
измерения: 1,0; 1,6 |
|
и 2,5 кгс/см2 . |
Класс точности задатчика |
0,05. |
|
|
Автоматический задатчик АЗД - 0,4 построен по аналогичной схе ме. Он предназначен для поверки сфигмомаиометров. Пределы из мерения задатчика 50—300 мм рт. ст. (0,07—0,4 кгс/см 2 ), класс точности 0,1.
ПОКАЗЫВАЮЩИЕ ГРУЗОПОРШНЕВЫЕ МАНОМЕТРЫ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ
Рассмотренные выше грузопоршневые манометры избыточного дав ления в основном предназначены для задания и измерения дискрет ных величин давления . Эти приборы вполне соответствуют своему назначению, однако они практически не применимы в тех случаях, когда требуется измерять любые недискретные величины избыточ
ного |
давления . |
|
В |
результате комплекса работ, выполненных во |
В Н И И Г К |
в 1965—1970 гг. под руководством автора, разработана |
группа по |
|
к а з ы в а ю щ и х грузопоршневых приборов, предназначенных для из
мерения |
давления, разности давлений и некоторых других |
величин. |
|||||||
|
Эти приборы можно |
разделить на две основные группы: с неав |
|||||||
томатизированным |
отсчетным |
устройством |
и с автоматизирован |
||||||
ным (следящим) отсчетным устройством. |
|
|
|
||||||
|
Впервые схема манометра избыточного давления с неавтомати |
||||||||
зированным отсчетным |
устройством была |
предложена |
в 1956 г. |
||||||
К- И. Хансуваровым |
( В Н И И Г К ) . В дальнейшем |
она была |
несколь |
||||||
ко изменена и в настоящее время применяется |
в виде, показанном |
||||||||
на |
рис. 19. Прибор, построенный по этой схеме, |
состоит из поршне |
|||||||
вой |
пары с дифференциальным |
поршнем. К внутренней камере ци |
|||||||
линдра |
присоединены |
масляный |
(сильфонный) |
пресс и |
вспомога |
||||
тельный |
(пружинный) |
манометр. |
И з м е р я е м о е |
давление |
Р подво |
||||
дится к нижней камере прибора. В построенном по этой схеме ма нометре измеряемое давление определяется формулой
53
|
|
|
|
P= Go + Q - f i f K ^ |
|
|
( 1 V 1 9 ) |
|||
|
|
|
|
|
|
•Fi |
|
|
|
|
где G0 — вес |
(в воздухе) |
поршня |
и грузоприемного |
устройства; |
||||||
G — вес |
(в воздухе) |
грузов; Р\ |
— давление, измеряемое вспомога |
|||||||
тельным |
манометром; |
FK— |
площадь |
поршня, |
воспринимаю |
|||||
щ а я давление |
Р\. |
|
|
FK |
|
|
|
|
F2—F{ |
|
В данной |
схеме |
величина |
определяется |
разностью |
||||||
приведенных площадей широкой и узкой частей поршня. |
|
|||||||||
Схема, показанная на |
рис. 19, |
может |
быть |
представлена |
в не |
|||||
сколько |
ином |
виде (рис. |
20). |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 19. Схема показывающего грузопоршневого манометра с неавтоматизи рованным отсчетным устройством (ва риант А)
В этом случае, очевидно, формула (IV . 19) заменится формулой
|
р = О о + 0 + Я Л |
|
( І Ѵ 2 0 ) |
|
Fi |
|
|
Выбор той или |
иной схемы зависит |
от назначения |
прибора |
и конструктивных |
соображений. |
|
|
Если манометр |
построить по схеме, показанной на |
рис. 19, |
|
а верхний предел |
измерения пружинного |
манометра Р'тах |
принять |
54
р а в н ым —-, то необходимость применения какого-либо уравнове-
шивающего устройства полностью отпадет. Однако при относитель но большом значении G 0 погрешность, вносимая отсчетным устрой ством, может оказаться недопустимо большой.
Точность |
манометра, |
построенного по схеме, |
показанной |
на |
рис. 19 или |
20, зависит |
не только от точности определения его па |
||
раметров (приведенной |
площади поршня и массы |
грузов), но и |
от |
|
точности пружинного манометра, примененного в качестве отсчетно-
го устройства. |
|
|
|
|
П р и н и м а я |
во внимание, что масса грузов и приведенная |
пло |
||
щ а д ь поршня |
при существующей методике |
поверки |
грузопоршне |
|
вых приборов |
могут быть определены с достаточно |
высокой точ |
||
ностью, можно |
считать, что погрешность |
показывающего |
грузо- |
|
поршневого манометра будет зависеть главным образом от погреш ности определения величины Л - При этом, очевидно, влияние по грешности отсчетного устройства на результат измерения тем мень ше, чем меньше диапазон давления, охватываемый отсчетным уст ройством.
Несмотря на существенные преимущества приборов, построен
ных по схемам, показанным на рис. 19 и |
20, по сравнению |
с мано |
||
метрами без |
отсчетного устройства, они все ж е обладают одним |
су |
||
щественным |
недостатком — давление Рх |
регулируется |
вручную. |
|
Более совершенной, хотя и несколько |
сложной, следует |
считать |
||
схему с автоматизированным (следящим) |
отсчетным устройством, |
|||
которая обеспечивает непрерывное регулирование давления Рх |
без |
|||
вмешательства оператора. |
|
|
|
|
Принципиальная схема одного из возможных вариантов такого прибора, предложенная автором [29], показана на рис 21. Прибор состоит из цилиндра с двухступенчатым дифференциальным порш нем, притертым к цилиндру по двум кольцевым выступам с очень
малым радиальным зазором (2—3 |
м к м ) . |
М е ж д у |
верхней |
частью |
|
поршня и каналом цилиндра радиальный |
зазор значительно боль |
||||
ше |
(он составляет 0,1—0,2 м м ) . К средней части цилиндра |
подклю |
|||
чена |
циркуляционная система, |
состоящая из |
насоса, |
воронки |
|
и соединительных трубок. К цилиндру подключен т а к ж е пружинный
манометр. Соединительная |
трубка |
на |
участке от насоса до ци |
|
линдра имеет ответвление |
с перепускным |
вентилем, |
позволяющим |
|
в случае надобности стравливать |
часть |
рабочей |
жидкости в во |
|
ронку. |
|
|
|
|
В разработанных конструкциях показывающих приборов с авто матизированным отсчетным устройством кольцевые выступы ци линдра расположены в верхней и нижней частях цилиндра на рас
стоянии около 50 мм друг от друга, |
что обеспечивает необходимую |
|||||
«устойчивость» поршня, |
а насос помещен в бачок, заполненный ра |
|||||
бочей жидкостью, |
что |
исключает |
возможность |
подсоса |
воздуха |
|
в циркуляционную |
систему. В процессе |
работы |
насоса |
рабочая |
||
жидкость перетекает по |
кольцевому |
зазору |
из |
средней части ци- |
||
55
