Файл: Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 121

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

применяются для определения приведенных площадей вторичных эталонов избыточного давления методом взаимного сличения.

П о данным, приведенным в [2, 16], первичный эталон избыточ­ ного давления воспроизводит единицу давления со средней квадрэтической погрешностью 0,0006%.

Групповой эталон давления является эталоном переменного со­ става. Манометры, входящие в его состав, по мере износа и ухуд­ шения своих метрологических качеств заменяются новыми, причем выполняется весь комплекс работ по их аттестации.

РАБОЧИЕ (ВТОРИЧНЫЕ) ЭТАЛОНЫ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ

Рабочие (вторичные) эталоны избыточного давления предназна­ чены дл я определения методом взаимного сличения при аттеста­

ции,

испытании и поверке приведенной площади

поршня

образцо­

вых

грузопоршневых

манометров 1-го р а з р я д а (класса 0,02) и дру­

гих

манометрических

грузопоршневых приборов,

предел

допускае­

мой

погрешности которых не менее 0,02%-

 

 

В исключительных случаях рабочие эталоны могут использо­ ваться непосредственно дл я измерения избыточного давления . Пр и этом измеряемая величина определяется по формуле (1.9) и соот­ ветствует давлению внутри цилиндра на уровне нижнего торца поршня.

В

С С С Р применяются рабочие

эталоны избыточного

давления

трех

типоразмеров: с верхними

пределами измерения

6, 60 и

600

кгс/см2 и охватывают диапазон избыточных давлений от 0,4 до

600

кгс/см2 . Первый

из этих эталонов разработан во В Н И И Г К , два

других — во В Н И И М .

 

 

 

 

Рабочие

эталоны

избыточного

давления

представляют

собой

грузопоршневые манометры с неуплотненным

неуравновешенным

поршнем.

Они изготавливаются

в комплекте

с установкой

дл я

взаимного сличения

рабочего эталона с образцовыми грузопоршне-

выми манометрами 1-го р а з р я д а или отдельно от нее.

 

Установка состоит из основания, на котором смонтирован ж и д ­ костный пресс для создания и регулирования давления, двух шту­ церов, снабженных устройством для установки по уровню к а ж д о г о из взаимносличаемых приборов, и статоскопа — устройства, пред­ назначенного для наблюдения за взаимным расположением порш­ ней.

Статоскоп рабочего эталона с

верхним

пределом

измерения

6 кгс/см2 , для которого

требуется

наиболее

точное

определение

взаимного расположения

поршней при взаимных сличениях, состоит

из двухгранной призмы

и лупы,

обеспечивающих

определение

взаимного положения поршней с погрешностью не более 0,1 мм.

2*

19



С т а т о с к о п * рабочих эталонов с верхним пределом измерения 60 и 600 кгс/см2 состоит из двух осветителей и экрана со шкалой, на­ несенной на матовом стекле. Н а экран при взаимном уровновешивании поршней проектируются тени от грузоприемных дисков сли­ чаемых приборов.

Рабочие эталоны подвергаются периодической государственной поверке во В Н И И М им. Д . И. Менделеева один раз в два года.

Основной метрологический параметр — приведенная площадь поршня — определяется сличением с тремя эталонными маномет­ рами, входящими в комплект первичного эталона, при десяти раз ­ личных давлениях . Значение приведенной площади поршня рабо­ чего эталона определяется как среднее арифметическое трех полу­

ченных

значений.

 

 

 

 

 

 

Д л я

оценки точности определения приведенной площади порш­

ня вычисляется

(с округлением

до 0,001%) средняя квадратическая

погрешность по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( I I I . 1 )

где Ai, Аг, Аз — отклонения

отдельных значений

приведенной пло­

щади поршня от средних значений, полученных

в к а ж д о й

серии из

десяти

измерений; /г = 30 — общее

число

измерений.

 

Д л я

рабочих эталонов предел допускаемой погрешности о> уста­

новлен

равным

± 0 , 0 0 2 %

от

величины

приведенной

площади

поршня.

 

 

 

 

 

 

 

Рабочие эталоны с верхними

пределами

измерения

6, 60 и

600 кгс/см2 используются в метрологических институтах и респуб­

ликанских

лабораториях государственного

надзора

за внедрением

и соблюдением стандартов и состоянием

измерительной техники

( Р Л Г Н ) и

в некоторых организациях, поверяющих

образцовые ма­

нометры 1-го разряда или применяющих эти приборы для особо точных измерений.

Рабочий эталон избыточного давления с верхним пределом измерения 60 кгс/см2

Конструкция рабочего эталона избыточного давления с верхним пределом измерения 60 кгс/см 2 аналогична конструкции грузо­ поршневых манометров, входящих в групповой первичный эталон.

Рабочий эталон комплектуется с установкой для взаимного сли­

чения манометров.

 

 

Рабочий

эталон имеет

следующую

характеристику:

пределы

измерения

избыточного

д а в л е н и я * * 1—60 кгс/см2

* Разработай Новосибирским государственным институтом мер н измеритель­ ных приборов (НГИМИП) (с 1968 г. Сибирский государственный научно-иссле­ довательский институт метрологии — СНИИМ).

** Практически рабочие эталоны данного типа применяются в диапазоне дав­ лений 6—60 кгс/см2 .

20


номинальное значение приведенной площади

 

 

 

 

поршня

 

 

 

 

1

с м 2

 

номинальное значение массы подвижной ча­

 

 

 

 

ста (поршня и связанных с

ним детален)

1 кг

 

 

Р а б о ч а я

жидкость,

з а п о л н я ю щ а я

цилиндр, — керосин

((1 =

0,014 П ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

В

комплект

рабочего

эталона

входят 22 груза массой по 5 кг,

8 грузов массой по 1 кг и

4 груза

массой

по 0,5

кг.

 

 

 

Масса грузов, входящих в комплект рабочего эталона, соответ­

ствует номинальным значениям

с отклонением, не превышающим

± 0 , 0 0 2 % .

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочий эталон избыточного давления

 

 

 

 

 

с верхним пределом измерения 6 кгс/см2

 

 

 

 

 

Работы по созданию рабочего эталона избыточного

давления

с

верхним пределом измерения 6

кгс/см2 проводились во

В Н И И Г К

под руководством и при непосредственном

участии

автора

в

1955—1956 гг.

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструктивные параметры рабочего эталона д о л ж н ы были от­

вечать метрологическим

требованиям,

предъявляемым

к рабочим

эталонам избыточного давления . Кроме того, показатели, характе ­

ризующие в основном эксплуатационные качества прибора,

долж ­

ны были быть не хуже,

чем показатели рабочего эталона с верхним

пределом измерений из

60 кгс/см2 . Конструкция последнего

была

разработана раньше и оправдала себя за многие годы применения грузопоршневых манометров этого типоразмера .

К показателям эксплуатационных качеств прибора относятся: скорость опускания поршня при максимальной нагрузке на пор­

шень; продолжительность свободного вращения поршня при мини­

мальной нагрузке.

Основанная на этом методика расчета оптимальных конструк­ тивных параметров рабочего эталона с верхним пределом измере­ ния 6 кгс/см 2 подробно изложена в работе [14]. Эта методика в ос­ новном состоит в следующем.

Обозначив скорость опускания поршня рабочего эталона с верх­

ним пределом измерения 60 кгс/см 2 через ѵ и

разрабатываемого

рабочего эталона с верхним пределом измерения

6 кгс/см2

через

ѵ',

продолжительность

свободного вращения поршня

рабочего

эталона

с верхним пределом

измерения 60 кгс/см2 (от скорости врещения

п0

до скорости п") через і, а

рабочего

эталона с верхним

пределом

измерения 6 кгс/см 2

через

f, исходим из условий

 

 

 

 

 

о ' < і ) ,

t'>t.

 

 

 

Применив далее формулы (1.4), (1.5) и (1.13) и приняв момент инерции поршня и грузоприемного устройства равным

21


2

получим

р.'г'Г iirl

 

 

- o ( W

>

^ !

л _

( І П З )

 

 

I'li.'

 

(Г')Э

 

 

 

П а р а м е т р ы рабочего

эталона

с

верхним пределом

измерения

60 кгс/см 2 обозначены через h, г,

I и т. д., а параметры

разрабаты ­

ваемого прибора через h', г', V.

 

 

 

 

Введя обозначения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m'

 

R'

 

 

Л'

 

- —

, KR

= —,

К„ =

—,

 

 

m

 

R

 

Ii

 

 

Кг

_

 

г'

К,

_

Г

 

 

-

— ,

-

 

 

 

 

Р

m a x

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

' гаI n

 

 

 

 

"

 

m a x

 

 

" m i n

 

где Яшах и Рт\п — соответственно верхний и нижний пределы из­ мерения рабочего эталона с верхним пределом измерения 60 кгс/см2 ,

и принимая

во внимание формулу

( I I . 1 ) ,

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

11

кПІкІ < к^к,

< ктк\кІѴ

 

 

 

 

(ПІ.4)

 

 

 

 

 

• кЬц.

 

 

 

 

 

 

(ПІ.5)

В

результате

рассмотрения

различных

возможных

вариантов

при разработке

рабочего эталона

с

верхним пределом

измерения

6 кгс/см2 приняты следующие значения

параметров:

т о ' = 0,4 кг,

h'= 2

мкм,

ц' = 0,07П

(динамическая

вязкость

смеси:

50%

керо­

сина

и 50%

трансформаторного

м а с л а ) ,

/ З

т а х = 6

кгс/см 2

, Рт1п

=

= 0,4 кгс/см2 . Значения г' и R' были приняты соответственно

равными

значениям

/• и R

рабочего эталона

с верхним пределом

измерения

60 кгс/см2 . П о л а г а я (в принятых

обозначениях)

ЯШ ах = 60

кгс/см2 ,

Л ш п = 1 кгс/см2 , т0=\

кг, h = 3 мкм, }х=0,014П

(динамическая

вяз-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nh =

 

2

 

 

кость

керосина),

получим Пі = 0,1, /г2 = 0,4, / с т = 0,4,

—-, /Сц = 5,

kt — k

r = \ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

Подставим эти значения

отношений

в условие

( Ш . 4 . ) .

Тогда

 

 

 

0,006 <

к, < 0,054.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приняв во внимание, что при рабочем положении поршня рабо­ чего эталона с верхним пределом измерения 60 кгс/см2 длина по­ груженной части поршня /~15 см, получим

22