книги из ГПНТБ / Петунин А.Н. Измерение параметров газового потока. (Приборы для измерения давления, температуры и скорости)

вых элементов, измерительные рычаги / и 2 которых располо­ жены в одной вертикальной плоскости. Оба весовых элемента имеют ходовые винты 6 и 7 с правой резьбой и шагом 1 мм. Хо­ довые винты приводятся во вращение реверсивными моторно­ тормозными агрегатами (МТА) 8 и 9, включенными паоаллельно. Синхронизация вращения обеспечивается связанными друг с другом автосинами 18, сидящими на одном валу с МТА. При возрастании момента сопротивления на валу одного из весовых элементов и уменьшении оборотов ходового винта сельсин помо­ гает мотору преодолеть сопротивление и выравнивает числа обо­ ротов. Оба весовых элемента имеют счетчики оборотов 10 и 11, показания которых дублируют друг друга. Для гашения колеба­ ний установлены жидкостные демпферы 19 и 20.

Управление работой МТА осуществляется параллельно вклю­

тельность прибора. Обе системы отрегулированы таким образом, что при малых перемещениях х (малых числах М) работают контакты нижнего весового элемента, его коромысло приобрета­ ет значительные отклонения, в то время как второе коромысло практически неподвижно. С ростом числа М коромысла меняют­ ся ролями и вступает в действие контактный датчик верхнего весового элемента. На нижнем измерительном рычаге 2 смонти­ рованы два одинаковых сильфона I и II, расположенные сим­ метрично по обе стороны от опоры. В один из них подается пол­ ное давление р0, а в другой — статическое р. На верхнем рычаге устанавливается один сильфон III (см. рис. 2.23, основной вид) или два сильфона (III и IV) (рис. 2.23, узел А). В обоих слу­ чаях в один сильфон подается статическое давление р. При ус­ тановке двух сильфонов из второго воздух откачан. В случае установки двух сильфонов автоматически компенсируется воздей­ ствие на коромысло атмосферного давления. При установке толь­ ко одного сильфона действие атмосферного давления компенси­ руется двумя грузами: 23, подвешенным на постоянном плече, и 24, перемещающимся по шкале со специальной разметкой. Пер­ вый груз уравновешивает действие некоторой, условно выбран­ ной постоянной величины среднего атмосферного давления (на­ пример, векового минимума для данной местности), а второй — разницу между истинным атмосферным давлением и этой ус­ ловной величиной.

Основные грузы весовых элементов связаны между собой подвижным шарниром 5. На верхнем рычаге установлен также компенсирующий груз 1 2 , перемещающийся по вспомогательно­ му ходовому винту, который является продолжением основного винта и имеет левую резьбу с шагом, вдвое меньшим по сравне­ нию с шагом основного винта (т = 0,5 мм). Масса компенсирующе­ го груза вдвое больше суммарной массы основных грузов и соеди­ няющей их тяги. При вращении ходовых винтов основные и ком­

153

пенсирующие грузы перемещаются в противоположные стороны и уравновешивают друг друга. Это позволяет исключить силы тяжести грузов из анализа силовой схемы прибора. Для компен­ сации жесткости сильфонов на измерительных и упругих рыча­ гах установлены компенсаторы жесткости 13, 14, 15, 16 и 17. На верхнем измерительном рычаге установлен кронштейн с направ­ ляющими для балансировочных грузов 25.

Уравнения равновесия рычагов основной схемы (см. рис. 2.23)

где Fu F2, F3 — эффективные площади сильфонов;

N — реакция усилий в тяге основного подвижного шар­ нира.

k + АР

где

L Ар

154

Уравнения равновесия рычагов схемы с четырьмя сильфона­ ми приводятся к уравнению (2.30). При этом надо иметь в виду, что при наладке нагрузка, возникающая при откачке воздуха из сильфона IV, компенсируется балансировочными грузами 25, раз-

Рис. 2.24. Характеристики устрой­ ства для определения числа М (см.

рис. 2.23):

/ —для основной схемы. Погрешность ДМ= ±0,004; 2—для схемы с изменен­ ным узлом А. Погрешность ДМ= ±0,001

сильфонов III и IV подбираются одинаковыми, чтобы исключить влияние атмосферного давления.

На рис. 2.24 приведены характеристики описанного устройст­ ва со следующими значениями параметров, входящих в выраже­ ние (2. 30) :

Характеристика я=/(М ) ближе к линейному виду в диапа­ зоне чисел М = 0,6 ... 1,4 при F3fF = ]U.

Рассмотренная схема механического устройства содержит два моторно-тормозных агрегата, синхронизированных сельсинной связью. Электрическая связь между ходовыми винтами обоих ве­ совых элементов может быть заменена более надежной жесткой зубчатой передачей, как это сделано в устройстве (рис. 2.25), схема которого предложена Г. М. Мусинянцем. Мерой числа М

155

потока, вычисленного по воспринятым прибором статическому давлению и перепаду между полным и статическим давлениями, служит число оборотов ходового винта весового элемента. Ос­ новное уравнение прибора имеет вид

ведена на рис. 2.26. Она имеет незначительную нелинейность в рабочем диапазоне чисел М = 0,44-1,5.

156

На рис. 2.27 изображена схема механического махметра, со­ стоящего из двух весовых рычагов 1 и 2 , установленных на двух

давлений, замыкаются контакты 8 , включается реверсивный сер­ вомотор агрегата 7 и подвижный шарнир 5 начинает переме­ щаться по ходовому винту 6 в положение, при котором восста­

Pc. 2.27. Схема электромеханического устройства для определения числа М с одним ходовым винтом и одним моторно-тормозным агре­ гатом (Nil А):

1 и 2—измерительные рычаги, воспринимающие соответственно статическое давление р и перепад давлений р=р0—Р; 3 и 4—>опоры; 5—подвижный шарнир;

6—ходовой винт; 7—моторно-тормозной агрегат; 8—контакты; 9—счетчик; 10— подвижный груз; 11 — грузы для загрузки ножевых опор; 12 — балансир

157

При равенстве давлений, поступающих в сильфоны нижнего

видно, чувствительность прибора и линейность характеристики, зависят от постоянной k (2.28). Изменяя k, можно увеличить об­ ласть линейной зависимости, но при этом одновременно падает чувствительность прибора.

2.3.5. Устройство для определения коэффициента расхода воздуха

Моделирующая формула для определения коэффициента рас­ хода воздуха имеет вид

2.29. Исходными данными являются:

Ар — перепад давления на расходомере модели; Рор.и — избыточное полное давление в расходомере;

Роиира— избыточное полное давление в форкамере и атмосфер­ ное давление.

Вычисление /р осуществляется системой, состоящей из трех механически связанных автоматически компенсируемых мостов. Давления Ар, р0р.и и -р0а измеряются манометрами ГРМ и авто­ матически вводятся в вычислительные мосты BMj и ВВ2 изме­ нением сопротивлений реохордов потенциометров ППМЛ на 5 кОм. Давление ра вводится в мосты вручную при помощи по­ тенциометров ПП-3.

158

Мост BMi вычисляет параметр А и передает его в мост ВМ3, ■одно плечо которого образует функциональный потенциометр ППМФ (Э1Ф), преобразующий А в q(A).

Мост ВМ2 вычисляет параметр vp. Результат вычисления вы­ дается в виде перемещения механически связанных движков двух линейных реохордов ППМЛ, один из которых является при­ надлежностью компенсирующего реохорда моста ВМ2>а второй— реохорда, вводящего vp в виде действующего омического сопро­ тивления в мост ВМ3.

Рис. 2.29. Функциональная блок-схема устройства для определения ко­ эффициента расхода воздуха

Мост ВМ3 (рис. 2.30) служит для вычисления коэффициента расхода /р по выражению (2.33). Он образован сопротивлением функционального потенциометра Э1Ф, пропорциональным вели­ чине д[Л] (первое плечо); сопротивлением линейного потенцио­ метра ППМЛ, пропорциональным величине vp, вычисленной мо­ стом ВМ2 (второе плечо), постоянными сопротивлениями R[v

R"c2, R '"2 (третье плечо) и сопротивлением двух параллельно

включенных линейных потенциометров ППМЛ (четвертое пле­ чо).

Результат вычисления выдается в виде перемещений движ­ ков параллельно включенных линейных потенциометров. Сопро­ тивления Rc2 при различном их включении обеспечивают изме­ рение /р в 3 диапазонах:

159