SU1168863A1

SU1168863A1 - Pneumatic velocimeter

Info

Publication number: SU1168863A1
Application number: SU843691855A
Authority: SU
Inventors: Николай Константинович Ерофеев; Владимир Михайлович Курбацкий
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Красного Знамени Механический Институт
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1984-01-23
Publication date: 1985-07-23

Abstract

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВЕЛОСИМЕТР, содержащий корпус, внутри которого . расположена рабоча полость, изолированна от внешней среды мембраной, жестко соединенной в центре с инерционным телом, и сообщающа с через пористую перегородку с измедительной полостью, и первый преобразователь перемещени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , в корпусе вьтолнены промежуточна и компенсационна полости, причем компенсационна .и измерительна полости выполнены идентичными, изолированы от атмосферы и расположены по одну сторону от промежуточной полости, при этом в велосиметр дополнительно введены мембраны, отдел ющие компенсационную и измерительную полости от промежуточной, и второй преобразователь перемещени , соединенный с мембраной компенсационной полости, а первый преобразователь перемещени соединен с мембраной измерительной полости.A PNEUMATIC BIKE, comprising a housing within which. there is a working cavity, isolated from the external environment by a membrane rigidly connected in the center with an inertial body, and communicating through a porous partition with a grinding cavity, and the first displacement transducer, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, intermediate and compensatory cavities, the compensatory and measuring cavities are made identical, isolated from the atmosphere and located on one side of the intermediate cavity, while in the velocimeter there is an additional but membranes separating the compensation and measurement cavities from the intermediate one, and the second displacement transducer connected to the compensation cavity membrane, and the first displacement transducer connected to the measurement cavity membrane are inserted.

Description

1 . 1 Изобретение относитс к измеритель ной технике, а более конкретно к пневматическим измерительным преобразовател м параметров движени , предназначенным дл измерени скорости движущихс объектов. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени скорости в большом промежутке времени. На чертеже .представлено устройство , общий вид. Пневматический велосиметр состоит из корпуса t, в котором имеютс рабоча полость 2, измерительна полость 3, промежуточна полость 4, компенсационна полость 5. Рабоча полость 2ограничена мембраной 6, св занной с инерционным телом 7, и пористой перегородкой 8. Измерительна полость 3ограничена пористой перегородкой 8 и дополнительной мембраной 9, св занной с измерительным преобразователем Ю перемещени . Компенсационна полость 5 ограничена стенками корпуса 1 и компенсационной мембраной 1 1 ,св - 5 щей one . 1 The invention relates to a measuring technique, and more specifically to pneumatic measuring transducers of motion parameters for measuring the speed of moving objects. The aim of the invention is to improve the accuracy of speed measurement in a long period of time. In the drawing. The device is represented, general view. The pneumatic velocimeter consists of a body t in which there are a working cavity 2, a measuring cavity 3, an intermediate cavity 4, a compensation cavity 5. The working cavity 2 is limited by a membrane 6 connected to an inertial body 7 and a porous partition 8. The measuring cavity 3 is limited by a porous partition 8 and an additional diaphragm 9 connected to the displacement measuring transducer Yu. The compensation cavity 5 is bounded by the walls of the housing 1 and the compensation membrane 1 1, connected to 5

занной с дополнительным преобразователем перемещени 12.with an additional displacement transducer 12.

Измерительньй преобразователь 10 перемещени и дополнительный преобразователь 12 перемещени состо т из одинаковых дисковых электродов 13, положение которых можно измен ть с помощью винтов 14, фиксируемых гайками 15, и электрических контактов 16. От корпуса 1 преобразователи перемещени изолированы с помощью втулок 17. Мембраны поджаты гайками 18.The displacement transducer 10 and the extra displacement transducer 12 consist of identical disk electrodes 13, the position of which can be changed using screws 14 fixed by nuts 15 and electrical contacts 16. From the casing 1 the displacement transducers are isolated by means of bushings 17. The diaphragms are tucked by nuts 18.

Перед измерением после установки на объекте производ т проверку исправности устройства. С этой целью вывинчивают пробку 19 и на ее место ввинчивают штуцер переносного приспособлени (не показано) дл проверки работоспособности велосиметра с помощью источника сжатого воздуха. Before measurement, after installation at the facility, the device is checked for health. For this purpose, the plug 19 is unscrewed and in its place a fitting of a portable device (not shown) is screwed in to verify the operability of the velocimeter using a compressed air source.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Велосиметр жестко крепитс на объекте , скорость которого надо измерить так, чтобы ось чувствительности (направление возможного перемещени инерционного тела) совпадала с измер емой компонентой скорости. При разгоне объекта возникают ускорени , вызыэающие по вление инерционного усили , смещающего инерционное тело 7 из начального положени и деформирующего мембрану 6 относительно корследн жестко св зана с инерционным телом 7, однако ее наличие может привести к погрешности, доход щей до 5-10%. С целью уменьшени этой погрешности , выполнена промежуточна полость 4, меньша по объему, чем рабоча полость, и компенсационна мембрана 11, ограничивающа компенса .ционную полость 5, по объему равную измерителъной полости. Компенсационна мембрана также испытывает силу инерции, котора создает перепад давлени на дополнительной мембране, уравновешивающий силу инерции дополнительной мембраны. Степень компенсации определ етс упругими свойствами полостей и соотношением масс дополнительной и компенсационной мембраны. Таким образом, наличие промежуточной и компенсационной полостей а также компенсационной мембраны, приводит к существенному увеличению точности.The velocimeter is rigidly attached to the object, the speed of which must be measured so that the axis of sensitivity (the direction of possible movement of the inertial body) coincides with the measured component of speed. When the object is accelerated, accelerations occur, causing the occurrence of an inertial force displacing the inertial body 7 from the initial position and deforming the membrane 6 relative to the base rigidly connected with the inertial body 7, but its presence can lead to an error reaching 5-10%. In order to reduce this error, an intermediate cavity 4 is made, smaller in volume than the working cavity, and a compensation membrane 11 limiting the compensation cavity 5, equal in volume to the measuring cavity. The compensation membrane also tests the inertia force, which creates a pressure drop across the additional membrane, balancing the inertia force of the additional membrane. The degree of compensation is determined by the elastic properties of the cavities and the mass ratio of the additional and compensation membrane. Thus, the presence of intermediate and compensation cavities as well as a compensation membrane leads to a significant increase in accuracy.

При изменении температуры велосиметра происходит перемещение дополнительной мембраны и, следовательно, возникает выходной сигнал, величина которого может достигать нескольких процентов. Дл уменьшени этой погрешности в велосиметре используетс дополнительньй преобразователь 12 перемещени , св занный с дополнительной мембраной, причем этот до- . 63 пуса 1, При этом давление газа в рабочей полости 2 падает до тех пор, пока возникающий перепад давлени не уравновесит действующую на мембрану 6 инерционную силу. В первом приближении можно считать , что, если ускорение скачком изменило свою величину, то инерционное усилие, а также и давление в рабочей полости 2, также скачком измен ют свою величину. Однако давление в измерительной полости 3 скачком уже изменитьс не может, так как требуетс врем , чтобы газ из измерительной полости 3 перешел через пористую перегородку 8. Ускорение, действующее на дополнительную мембрану 9, также вызывает по вление некоторой незначительной силы .инерции, стрем щейс сместить мембрану даже в том случае, когда перепад давлени по ее сторонам отсутствует . Эта сила инерции значительно меньше силы инерции, действуюна рабочую мембрану, так как по311688634When the temperature of the velocimeter changes, an additional membrane moves and, therefore, an output signal appears, the value of which can reach several percent. To reduce this error in the velocimeter, an additional displacement transducer 12 is used, which is associated with an additional membrane, and this is up to. 63 of the starting point 1. In this case, the gas pressure in the working cavity 2 drops until the resulting pressure drop balances the inertial force acting on the membrane 6. In the first approximation, we can assume that if the acceleration abruptly changes its value, then the inertial force, as well as the pressure in the working cavity 2, also abruptly changes its value. However, the pressure in measuring cavity 3 abruptly does not change, since it takes time for the gas from measuring cavity 3 to pass through the porous partition 8. The acceleration acting on the additional membrane 9 also causes the appearance of some insignificant inertia that tends to shift the membrane, even if there is no pressure differential across its sides. This force of inertia is significantly less than the force of inertia, acting on the working membrane, since

полнительный преобразователь переме-вующем подборе размеров преобразоващени включен вместе с измерительнымтелей, в данном случае конденсаторов,An optional transducer for variable transform sizing is included along with the measuring cells, in this case capacitors,

преобразователем в смежные плечи мое-образованных электродами 13 и мембрата-Уитстона . По этой причине одновре-нами 9 и 11, к одинаковому приращеменное и одинаковое по знаку переме- 5нию емкостей этих преобразователей, и,a transducer to the adjacent shoulders of my-formed electrodes 13 and the Wheatstone membrane. For this reason, at the same time, 9 and 11, to the same incremental and identical in sign, the capacitance of these converters, and

щенке дополнительной и компенсацион-следовательно, к отсутствию разбаной мембран приводит при соответст-ланса моста.additional puppy and compensation, therefore, the absence of a broken membrane leads to a corresponding bridge balance.

Claims

PNEUMATIC BICYCLE METER, containing housing, inside of which. a working cavity is located, isolated from the external environment by a membrane rigidly connected in the center with an inertial body and communicating through a porous partition with a measuring cavity, and a first displacement transducer, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, an intermediate and compensation cavity are made in the housing moreover, the compensation and measuring cavities are identical, isolated from the atmosphere and are located on one side of the intermediate cavity, while in addition to the cycle meter Dena membrane separating the measurement and compensation of the intermediate cavity, and a second displacement transducer coupled to a compensation diaphragm. cavity, and the first displacement transducer is connected to the membrane I of the measuring cavity. I

1 1168863 2