книги из ГПНТБ / Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы

УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

Грузопоршневые приборы поверяются в помещениях лабораторного типа, в отдалении от открытых окон н отопительных устройств. Во время определения приведенной площади поршня или отношения площадей, порога чувствительности и при проведении ряда других поверочных операций в помещениях не допускаются резкие пере­ мещения воздуха.

Поверяемый прибор перед поверкой выдерживается в данном помещении не менее 5—10 ч, что необходимо для уравнивания его температуры с температурой применяемых при поверке образцовых приборов и мер.

Перед поверкой прибор протирают, чтобы удалить пыль и масла, поршневую пару промывают бензином или керосином, а поршень смазывают жидкостью, которой данный прибор заполняется в эк­ сплуатации.

Если прибор настольный, то его прессовая часть (устройство д л я создания давления) располагается на прочном столе, а поршневая пара устанавливается в нормальное положение (по уровню) .

ПОВЕРКА

Внешний осмотр

При внешнем осмотре проверяют качество внешней отделки прибо­ ра, его комплектность и маркировку. При этом следят за тем, что­ бы детали прибора не имели повреждений, а поршень и цилиндр

гоняется в соответствии со значением приведенной площади поршня данного прибора и, следовательно, данные грузы могут при­

Определение скорости опускания поршня и ширины зазора между поршнем и цилиндром

Вытекание рабочей жидкости через зазор между поршнем и ци­ линдром под действием измеряемого давления компенсируется со­ ответствующим опусканием поршня .

Определение скорости опускания поршня имеет двоякую цель .

120

Во-первых, устанавливается в а ж н ы й для эксплуатации показатель* определяющий продолжительность поддержания заданного значе­

поверяемых приборов, взаимное уравновешивание поршней и т. п.). Поэтому обычно определяют максимальную скорость опускания поршня, т. е. его скорость при наибольшей нагрузке.

Во-вторых, определение скорости опускания поршня позволяет вычислить расход жидкости через зазоры и проверить соответствие заданным значениям важного конструктивного параметра — шири­ ны радиального зазора h между поверхностями поршня и к а н а л а цилиндра.

Ширина зазора в зависимости от типа прибора вычисляется по

грузоприемное устройство накладываются грузы в количестве, не­ обходимом для создания под поршнем заданного давления, а рас­

путем измерения диаметров поршня и канала цилиндра, а поэтому широко применяется при аттестации, испытаниях и поверках грузо­ поршневых приборов всех классов точности, включая первичные и вторичные эталоны давления .

При определении величины зазора в некоторых случаях бывает необходимо учитывать зависимость этой величины от температуры, при которой определялась скорость опускания поршня. Если ско­ рость опускания поршня определялась при температуре і, отличной от нормальной (20°С), а поршень и цилиндр изготовлены из раз ­ личных материалов с коэффициентами линейного расширения соот­ ветственно cti и ао, то вычисленное значение зазора может значи­ тельно отличаться от /г при нормальной температуре. В таких слу­ чаях необходимо приведение вычисленного значения h к нормаль ­ ной температуре.

121

го вращения поршня позволяет оценить интервал времени, в тече­ ние которого прибор находится в рабочем состоянии, и установить соответствие этого интервала эксплуатационным требованиям . По ­ этому в отдельных случаях продолжительность свободного враще ­ ния поршня определяется как при максимальной нагрузке на пор­

пары, в частности качество взаимной притирки элементов поршне­ вых пар .

К а к видно из формулы (1.13), при отсутствии «сухого» трения м е ж д у поршнем и цилиндром свободное вращение поршня (по инер­ ции) д о л ж н о происходить бесконечно, так как при п~*-0 отношение

трическое расположение поршня и цилиндра. В результате в неко­ торый момент происходит контакт поверхностей цилиндра и пор­

зопоршневых приборов, включая приборы, снабженные механизмом принудительного вращения поршня, рекомендуется определять про­ должительность свободного вращения поршня, а в эксплуатации — обеспечивать установленную дл я данного типа приборов скорость его вращения .

П р и определении продолжительности свободного вращения поршня бывает необходимо определить начальную скорость враще ­

122

непосредственного подсчета числа оборотов поршня за определен­ ный короткий интервал времени порядка нескольких секунд. В этом случае на грузах закрепляется кусочек белой бумаги, а время вра­ щения измеряется секундомером.

В некоторых случаях, например при государственных испытани­ ях или при контрольных испытаниях вновь изготавливаемых грузо­

вращения поршня от времени вращения экспериментально и сопо­

бодного вращения поршня во времени при идеальных условиях, т. е. при абсолютном отсутствии сил нежидкостного («сухого») трения между поршнем и цилиндром. Поэтому, если построить график за­

123

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

вом поворачивается на один оборот. Угол Дер, определяющий откло­

высоте, соответствующей его рабочему положению, а вентиль, со­

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

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,

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

Порог чувствительности так ж е , как и продолжительность сво­ бодного вращения поршня, является характеристикой качества из­

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

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 ­

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

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

ройства соответственно поверяемого и образцового приборов после предварительного уравновешивания .

Следует обратить внимание на существенное преимущество это­

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

сле предварительного уравновешивания поршней на грузоприемные

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 ­

полнительных гирь, н а к л а д ы в а е м ы х на поршень поверяемого при­

* Предложение К. И. Хансуварова (ВНИИГК).

127

%, | < 0 , 1 % .

Следовательно,

S I < 0,001%.

128

Среднее значение величины F, полученное при I различных дав ­ лениях, вычисляется по формуле

веденных площадей поршней поверяемого и образцового приборов) .

чением массы т н , наложенный на грузоприемное устройство образ­ цового прибора, перекладывается на грузоприемное устройство по­

Определение массы грузов поршня и грузоприемного устройства

Масса грузов и поршня с грузоприемным устройством (последняя только у приборов с неуравновешенным поршнем) определяется на образцовых весах 3-го р а з р я д а методом взвешивания на одном плече с точностью, указанной в соответствующих нормативных до­ кументах.

Получаемое в результате этого значение m массы груза соответ­ ствует согласно Г О С Т 7328—65 и ГОСТ 14636—69 принятой в С С С Р условной плотности 8 г/см3 . Это означает, что независимо от мате-