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
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