Метрологическое обеспечение производства и испытаний газотурбинных двигателей летательных аппаратов Иванов В.С. (1014177), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Емкостные преобразователи не нашли широкого применения 3.1. Электромеханические преобразователи давления Тензорезистивные преобразователи предназначены для измерений абсолютного, избыточного и разности давлений с погре1пностью порядка ~1 — 2)% ~3~. Кроме того, дополнительная погрешность от изменения температуры для преобразователя типа МРД при — 60С может составлять + 5,5%„а при воздействии вибрации дополнительная погрешность составляет 4% 11Ц, 118~.
Тензометрические (тензорезисторные) преобразователи давления Арсенал тензометрических преобразователей достаточно велик. Лучшие их образцы имеют погрешность (0,1 — 0,15)%, 4 ~ т л т ~ь тъаъаъ|юъ%ттт тт ття уцъ'д~ность ~Яс~ 1 1 ~ ля ди намических измерений изготавливаются микроминиатюрные преобразователи с диаметром порядка 1 мм при собственной частоте колебаний до 1,5 МГц.
Конструктивные и технологические особенности выполнения преобразователей различны, и они рассмотрены в [34~. Тензометрические преобразователи разделяются на: 1) проволочные, приклеиваемые к деформируемой поверхности; 2) проволочные со свободной подвеской тензорезисторов; 3) фольговые; 4) тонкопленочные; 5) полупроводниковые Для измерения давления в простейшем случае тензопрсобразователь наклеивают на чувствительный элемент, например мембрану, включают тензопреобразователь в электрическую схему и используют выходной электрический сигнал для измерения давления, воздействующего на мембрану.
В точных тензометрических датчиках давления преобразователи наклеивают не на саму мембрану, а на более жесткий элемент, связанный с мембраной. Это улучшает линейность выходной характеристики. Применяют схемы термокомпенсации для снижения температурной погрешности. Наклейка тензорезнсторов ухудшает стабильность показаний во времени.
Один из возможных путей устранения этого недостатка — применение свободной подвески тензорезисторных нитей на деформируемом элементе. Английская фирма "Бэлл и Хавелл" выпускает такие преобразователи, в том числе для измерений при повышенной температуре до 250'С. Погрешность этих преобразователей (типа 4-361) составляет 0,75%. Преобразователи со свободной подвеской тензорезисторов обладают хорошей точностью и стабильностью и могут работать при значительных колебаниях температуры окружающей среды (от 250 до 370"С). Более современным направлением по снижению влияния наклейки тензорезисторов и повышению точности стала разработка тонкопленочных преобразователей [35~, [32~, [3], напыляемых в вакууме на упругий чувствительный элемент в виде металлических тонких пленок или полупроводниковых материалов.
Использование современных достижений в области микроэлектроники при создании преобразователей позволило решить проблему по микроминиатюризации, вводимых в измеряемое прОстранствО измерительных элементОв. Погрешность ТОнкОпленочного преобразователя составляет (0,1 — 0,15)%. В габл.
4 представлены гехнические характеристики тензометрических преобразователей давления некоторых зарубежных фирм;. отечестьенные преобразователи рассмотрены в табл. 5 Р9~. Таблица 4 Технические характеристики зарубежных тензометрических преобразователей давления Диапазон измерений, погрешность Характерные параметры Конструкция тензорезисторов Фирма, тип Тонкопленочные Стетхем РА- 822, 824 и др.
От (Π— 1) до (Π— 300) атм Со свободной Балл и Хавелл подвеской 4-326 тензорезисторов Т<12ОС От (Π— 67) до (Π— 670) атм (0,25 — О,э)% Миниатюрные, Эндевко Зэ10, полупроводнико- ~ 8506 и др. вые диффузное- ~ От (Π— 1) до (Π— 33) О„„.в=0,8 мм = (45 — 500) кГц От (Π— 1,66) до (Π— 33) атм (0,25 — 1,0)% Кьюлайт СО- 30, СО-052 и др. То шЫ < 1,5 МГц Т = (минус 75— 316) 'С От (Π— 0,33) до (Π— 33) атм 1% Температуро- стойкие, тонко- пленочные Стетхем РЛ-732ТС Я иб —— (0,02— 0,04)% Биброустойчнвые Балл и Хавелл От (Π— 6,7) до (Π— 330) атм 1 б/ ! со свободной подвеской Таблица Б Основные характеристики отечественных тензометрических преобразователей давления Диапазон измерений, атм Погрешпост» ., Ь Выходной сигнал Конструкция Тип преобразователя ЛХ 415; ЛХ 415 От О до 100 Проволочный 0,8 20 мВ ОтОдо ...
Сапфир-22 У 0,25; 0,5; 1,0 Полупроводнико- вый ВТ-206, ВТ- 220 От Одо 10...600 10 мВ Тонкопленочный 0,8 Преобразователи, предназначенные для работы в промышленных системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическим процессами, обеспечивают непрерывное преобразование измеряемого давления в унифицированной токовой сигнал (Π— 5, Π— 20, или 4 — 20 мА) для дистанционной передачи. 3.2. Индуктивные преобразователи давления Индуктивные преобразователи давления нашли широкое применение в авиационной технике благодаря высокой надежности, способности работы в широком диапазоне температур при относительно небольшой массе и габаритных размерах, но они имеют нелинейность градуировочной характеристики по сравнению с тензометрическими преобразователями и, соответственно, погрешность нелинейности.
В простейшем случае индуктивный преобразователь давления содержит индуктивный преобразователь, подвижный якорь которого жестко связан с упругим чувствительным элементом, воспринимающим давление. Поскольку питание преобразователя осуществляется переменным током, то и выходной сигнал преобразователя является сигналом переменного тока. Обычно вторичные приемные приборы воспринимают скгналы постоянного тока, поэтому необходимы дополнительные выпрямительные схемы, что вносит дополнительную погрешность. Для повышения чувствительности часто применяют индуктивно-трансформаторные преобразователи давления типа ИКД-27,которые изготавливаются для измерения избыточного, абсолютного и разности давлений.
Основная погрешность этих преобразователей составляет (2,5 — 4,0)%. При использовании индивидуальных градупровочных характеристик, учитывающих нелинейность преобразования, погрешность может быть снижена до 0,5% . Преобразователи предназначены для работы в температурном диапазоне от минус 60 до 80'С В' бортовых системах автоматического регулирования и управления применяются дифферепциально-трансформаторные преооразователи типа ДЛТ и ДИТ с погрешностью (1 — 2%).
Преобразователи предназначены для измерений избыточного давления газов н жидкостей в диапазоне нормального ряда давлений от (0--3) до 259 кгс/см . В тех случаях, когда требуется более высокая точность измерепий, необходимо использовать индивидуальную градуирово;пую хор:~ктерпстику и осуществлять питание преобразователя от источника со стабилизированной амплитудой и частотой При этом основная погрешность измерений может быть снижена до 0,5'М . Преобразователи типа ДЛТ и ДИТ могут работать в диапазоне температур от -60 до 250 С.
Дополнительная температурная погрешность составляет 0,01%/ С для преобразователей типа ДЛТ и 0,08 %/"С вЂ” для преобразователей типа ДИТ. Для измерения переменных давлений в частотном диапазоне (1 — 2) кГц используются индуктивные преобразователи типа ДМИ в миниатюрном исполнении, предназначенные для измерения в диапазоне давлений от (Π— 0,6) до 10 кг/см (диаметр 2 13 мм, масса 5 г) и в диапазоне от (Π— 0,1) до 0,3 кгс/см (диаметр 22 мм, масса 15 г). .Преобразователи ДМИ предназначены для работы при температуре окружающей среды до 100 С, а модификация ДМИ-Т -- кратковременно прц температуре до 200 С. Если необходимо и ~ т ~ят~. пс зк~.ярумптее вайлепие в зоне высоких температур, например, при подогреве воздуха на входе или в камере сгора- 40 ния, существующие типы преобразователей не могут быть непосредственно там установлены.
В этих случаях преобразователь выносится в зону более низких температур и, если необходимо, принудительно охлаждается. Подвод давления к преобразователю осуществляется с помощью импульсной трубки. Однако измерение пульсирующих давлений таким способом, без принятия специальных мер для коррекции частотной характеристики, будет выполнено с большими искажениями, так как трубка с преобразователем на конце будет представлять собой резонирующук> полость, по существу свисток. Использование импульсной трубки из нержавеющей стали позволяет удалять преобразователь от точки, где необходимо произвести измерение, на расстояние до (150 — 750) мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
