Файл: Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.07.2024
Просмотров: 154
Скачиваний: 2
Это, |
во-первых, значительно |
упрощает работу по |
построению |
|
кривых |
и, во-вторых, |
позволяет |
сопоставлять различные приборы |
|
и оценивать их качество. |
|
|
||
Поршни приборов |
в р а щ а ю т с я в определенном |
направлении . |
Условились за нормальное принимать вращение по часовой стрелке. Вращение поршня в противоположном направлении в некоторых конструкциях приборов может привести к самоотвинчиванию грузоприемного устройства и падению грузов, а, кроме того, к появле нию некоторой, правда весьма незначительной, дополнительной погрешности.
Проверка взаимной перпендикулярности оси поршня
иопорной плоскости грузоприемного устройства
Убольшинства манометрических грузопоршневых приборов (мано метры, вакуумметры, барометры и др.) при испытаниях и поверках проверяется в з а и м н а я перпендикулярность опорной плоскости гру зоприемного устройства и оси поршня . Допустимое отклонение от перпендикулярности обычно составляет 3—5' и проверяется с по мощью накладного уровня или измерительного индикатора, уста
навливаемого |
н а д прибором. Наконечник индикатора приводится |
|
в соприкосновение с опорной плоскостью грузоприемного |
устройства |
|
(вблизи от ее |
к р а я ) , а поршень вместе с грузоприемный |
устройст |
вом поворачивается на один оборот. Угол Дер, определяющий откло
нение от перпендикулярности |
опорной плоскости и оси |
поршня, |
|
можно вычислить по формуле |
|
|
|
|
|
|
(Х.З) |
где а— расстояние точки контакта наконечника |
индикатора |
и опор |
|
ной плоскости от ее центра; |
s — изменение показаний индикатора |
||
при повороте поршня на один оборот. |
|
|
|
При проверке перпендикулярности поршень |
устанавливается на |
высоте, соответствующей его рабочему положению, а вентиль, со
общающий манометр |
с прессовой частью, перекрывается. |
|||
Определение чувствительности |
|
|
|
|
Чувствительностью измерительного прибора |
называют |
отношение |
||
перемещения у к а з а т е л я (для грузопоршневых |
приборов |
без огсчет- |
||
ного устройства — перемещения поршня) к изменению |
измеряемой |
|||
величины, вызвавшему это перемещение. |
|
|
||
Чувствительность |
грузопоршневого |
измерительного |
прибора мо |
|
ж е т быть в ы р а ж е н а |
аналитической |
зависимостью и |
определена |
экспериментальным путем. Обычно при разработке новой принци пиальной схемы и конструкции грузопоршневого прибора находят аналитическое выражение чувствительности, что позволяет, зада ваясь определенным, наиболее удобным с точки зрения эксплуата -
124
цин, значением чувствительности прибора, определять (расчетным путем) оптимальные значения некоторых конструктивных пара метров.
Д л я экспериментальной оценки чувствительности грузопоршневого прибора следует, сообщив прибору заданное приращение из меряемой величины, например давления АР, определить соответст вующее изменение показаний отсчетного устройства или положения поршня ДЯ . Чувствительность прибора в этом случае
N =—. |
(Х.4) |
ДР |
|
Практическое значение чувствительности как одной из харак теристик метрологических качеств прибора заключается .в том, что она входит в выражение, которое определяет составляющую отно сительной погрешности прибора, обусловленную погрешностью от счета. Легко видеть, что если ошибка отсчета в единицах, характе ризующих перемещение у к а з а т е л я (поршня, стрелки и д р . ) , обозна чена через Ах, а чувствительность через N, то относительная по грешность, вызванная указанной ошибкой,
8 = |
1 0 0 - ^ % , |
(Х.5) |
|
NX |
|
где X — значение измеряемой |
величины. |
|
Определение порога чувствительности
Определение порога чувствительности не следует путать с опреде лением чувствительности.
Если чувствительность оценивается отношением любого измене ния положения указателя или поршня к соответствующему измене нию измеряемой величины, то порог чувствительности определяет с я изменением измеряемой величины, вызывающим наименьшее из
менение показаний прибора, |
или |
в |
нашем |
случае |
изменение поло |
ж е н и я поршня, которое может |
быть |
обнаружено |
оператором при |
||
нормальном д л я данного прибора |
способе |
отсчета. |
|
Порог чувствительности так ж е , как и продолжительность сво бодного вращения поршня, является характеристикой качества из
готовления поршневой пары и, |
следовательно, показателем |
метро |
||||||
логических свойств прибора. |
|
|
|
|
|
|||
Д л я |
определения |
порога |
чувствительности |
грузопоршневого |
||||
прибора |
на грузоприемное устройство |
обычно |
накладывается до |
|||||
полнительная гиря, |
соответствующая |
определенному |
д л я |
данного |
||||
прибора изменению измеряемой величины. П р и |
этом |
указатель по |
||||||
л о ж е н и я |
поршня |
или у к а з а т е л ь |
отсчетного устройства |
переместится |
||||
на заметное д л я |
н а б л ю д а т е л я |
расстояние. |
|
|
|
Следует отметить, что определить порог чувствительности грузо поршневого прибора можно только в том случае, когда у этого при бора поршень уравновешен или прибор состоит из системы двух
125
в з а и м но уравновешенных поршней. Если у прибора |
собственный |
|
вес поршня не уравновешен, его подключают к другому |
(грузопор- |
|
шневому) прибору (более высокого класса точности) |
и |
путем на |
л о ж е н и я дополнительной гири на грузоприемное устройство одногоиз приборов определяют порог чувствительности системы двух при боров. Это позволяет оценить указанную характеристику испытуе мого прибора лишь приблизительно.
Определение приведенной площади поршня
Основной метрологический параметр грузопоршневого манометри
ческого прибора с |
неуплотненным поршнем — приведенная |
пло |
||
щ а д ь поршня — определяется методом |
сличения с |
грузопоршневым |
||
образцовым (высшего |
р а з р я д а ) или |
эталонным |
прибором, |
класс |
точности которого не менее чем в 2-—2,5 раза превышает класс точ ности поверяемого прибора.
П р и определении приведенной площади поршня можно приме нять любой из трех описанных ниже способов взаимного сличения приборов. Во всех трех случаях оба взаимно сличаемых прибора непосредственно или с помощью разделительных камер подклю чаются к источнику давления — к жидкостному или воздушному прессу, к компрессору, баллону и устанавливаются в нормальное положение по уровню или отвесу. Д а л е е по первому способу пу тем наложения на поршни грузов и дополнительных гирь поршни
приводятся |
в положение равновесия. Уравновешивание осуществ |
||||||||||
ляют при различных давлениях под поршнем. |
|
|
|
|
|||||||
Среднее значение приведенной площади поршня в этом случае |
|||||||||||
вычисляется |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
£ |
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
F=Foc1 |
! |
|
, |
|
|
|
(Х.6) |
|
|
|
|
|
|
y(m0U±?FaQH) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
где F и |
F05 |
— значения |
приведенных |
площадей |
поршней |
соответ |
|||||
ственно |
поверяемого и |
образцового |
приборов; |
m — масса |
грузов |
||||||
и поршня с грузоприемным устройством |
поверяемого |
прибора |
(при |
||||||||
к а ж д о м |
д а в л е н и и ) ; |
/Поб — - тоже, для |
образцового |
прибора; |
Q — |
||||||
плотность рабочей |
жидкости, |
заполняющей прибор; |
H — |
расстоя |
ние (по вертикали) между уровнями расположения торцов |
поршней |
||
сличаемых приборов; і — число ступеней |
нагружения . |
|
|
П р и |
поверке приборов классов 0,01—0,03 число ступеней нагру |
||
жения |
д о л ж н о быть не менее десяти ( І ' ^ 1 0 ) , при поверке |
приборов |
|
более низких классов — не менее четырех |
( і ^ 4 ) . |
|
П р и втором способе поршни сличаемых приборов предваритель но взаимно уравновешиваются с помощью тарировочных грузиков. После взаимного уравновешивания на оба поршня н а к л а д ы в а ю т с я
126
грузы и гири в количестве, необходимом для создания требуемых давлений и достижения равновесия. В этом случае среднее значение приведенной площади поршня поверяемого прибора вычисляется по формуле
2 m
F = |
Foe - j |
• |
(X.7) |
где m и т'й — масса грузов, |
наложенных |
на грузоприемные |
уст |
ройства соответственно поверяемого и образцового приборов после предварительного уравновешивания .
Следует обратить внимание на существенное преимущество это
го способа перед первым, з а к л ю ч а ю щ е е с я в том, |
что уравнение |
|||
(Х.7) не |
содержит |
значений |
массы поршней и |
грузоприемных |
устройств |
сличаемых |
приборов, |
а т а к ж е плотности |
рабочей жидко |
сти и величин Н, которые входят в уравнение (Х.6).
Третий способ, обеспечивающий наибольшую точность опреде ления F, называется способом двухкратного или «двойного» урав новешивания * и применяется в тех случаях, когда номинальные
значения приведенных площадей поршней |
сличаемых |
приборов |
|
одинаковы. В более общем случае, когда F = XF0g ИЛИ |
F = — |
FO6 |
|
(где А — целое число), этот способ называется |
«способом |
многократ |
|
ного уравновешивания» . |
|
|
|
Если К=1, т. е. при способе двухкратного |
уравновешивания, |
по |
сле предварительного уравновешивания поршней на грузоприемные
устройства |
н а к л а д ы в а ю т с я |
грузы, соответствующие |
заданному |
давлению |
(первой ступени |
н а г р у ж е н и я ) , и проводится |
первое урав |
новешивание нагруженных поршней наложением на один из них до полнительных гирь. После этого грузы, наложенные на грузоприем ные устройства взаимно сличаемых приборов, меняют местами и поршни снова уравновешивают наложением на один из них допол нительных гирь.
Уравновешивания («двойные») повторяются при различных указанных выше давлениях .
Д л я вывода уравнения, определяющего значение приведенной площади поршня, которое получено методом двойного уравновеши
вания, введем |
|
следующие обозначения: іщ и |
іщ — массы грузов, |
|||
н а к л а д ы в а е м ы х |
на грузоприемные |
устройства |
взаимно сличаемых |
|||
приборов; А, |
и |
Аг — абсолютные |
погрешности |
этих |
грузов; тп |
— |
номинальные |
значения массы этих грузов; A m , ' и Ат2' |
— масса |
до |
полнительных гирь, н а к л а д ы в а е м ы х на поршень поверяемого при
бора соответственно |
при первом и |
втором |
уравновешиваниях; |
A m / ' и Д т 2 " — масса |
дополнительных |
гирь, |
н а к л а д ы в а е м ы х на |
поршень образцового |
прибора. |
|
|
* Предложение К. И. Хансуварова (ВНИИГК).
127
|
|
|
|
|
|
тл |
= тп |
— |
|
ält |
|
|
(Х.8) |
|
|
|
|
|
|
|
пи = m „ — |
Д 2 . J |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
В момент |
первого уравновешивания поршней |
условие |
равнове-- |
||||||||||
сия |
следующее: |
от, -j-Дот, |
|
|
от2-{-Дот, |
|
іпх и /п, |
в ы р а ж е |
||||||
|
|
|
|
Fоб |
|
L . З а м е н и м |
||||||||
ниями из формулы |
(Х.8) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
от,, — Д, -4- Дот, |
|
от,, |
|
— Д., -|- Дот,' |
|
(Х.9) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В момент второго |
уравновешивания |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
/и.„ — До |
- ) - Д т 2 |
от,, |
|
— Ді + |
Arno |
|
(Х.10) |
|||
|
|
|
|
|
^ |
|
|
|
|
|
^об |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
И з формул |
(Х.9) |
и (Х.10) получаем |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
2ія„ |
|
|
2m„ |
|
|
|||
|
|
|
F |
= |
F об |
|
|
|
|
(Х.11) |
||||
|
|
|
|
Д, а- |
До |
|
Дот, + Дот, |
|
||||||
|
|
|
|
|
1 _ |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
\ ^ |
|
- _|. |
|
|
|
|
|||
|
П р и н и м а я |
во внимание, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
д, _і_ д„ |
« 1 и |
|
Дот, -4- Дот, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1 + 2 |
|
|
— — - « 1, |
|
|
||||
|
|
|
|
|
2от„ |
|
|
|
|
2от„ |
|
|
|
|
уравнение |
(X. 11) |
можно записать |
в более простом |
виде: |
|
|||||||||
|
|
|
F = |
^об I 1 |
- г |
Дот, + |
Дот, |
Дот,'-}-Дот!,' |
(Х.12) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2от„ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
З а м е н а уравнения |
(Х.11) |
уравнением |
|
(Х.12), приводит к появлению |
||||||||||
погрешности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
F - F m |
|
|
|
|
(Х.13) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
от = — |
100 — относительная |
погрешность массы грузов, %. |
|||||||||||
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О б ы ч н о |
|
F |
- F , об |
0,01 |
|
|
%, | < 0 , 1 % .
Следовательно,
S I < 0,001%.
128