Метрологическое обеспечение производства и испытаний газотурбинных двигателей летательных аппаратов Иванов В.С. (1014177), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В точке измерения температура может достигать (200 — 1000)"С, в то время как преобразователь, благодаря внешнему охлаждению, будет находиться при нормальной рабочей температуре. Собственная частота колебаний самого преобразователя ДМИ ~', = 3,7 кГц, что позволяет в частотном диапазоне до 1 кГц измерять пульсации давления с погрешностью (5 — 10)%.
Отсюда видно, что хотя рассмотренная система дает более высокую погрешность (до 25%), ее применение оправдано во многих случаях. Следует отметить еще одпу особенность схемы измерения. Поскольку измеряемое давление имеет некоторый средний уровень (постоянная составляющая)~ на который положены пульсации, то имеется возможность раздельного измерения постоянной и переменной составляющих давления. Для этого усредненное длинной линией постоянное давление может быть подано для измерения в преобразователь ИКД-27 или аналогичный другой. Кроме того, усредненное давление подается и качестве опорного давления в одну из полостей преобразователя ДМИ и, таким образом, разгружает его от постоянной нагрузки.
При этом может быть использован более чувствительный преобразователь ДМИ и исследована более тонкая структура пульсаций. Для измерений пульсирующих давлений применяются также пьезоэлектрические и тензомэтрические преобразователи. Из зарубежных образцов для этих целей наиболее подходят преобразователи фирм "Зндевко" и "Кьюлайт.*'.
Требованию точного измерения постоянных и медленно изменяющихся давлений удовлетворяют преобразователи вибрационно-частотного типа с силовой компенсацией. 3.3. Вибрационно-частотные преобразователи Таб.тца 6 Характеристики отечественных преобразователей давления Характеристика Тип С нелинейностью, погрешность (1 — 3) %, с индивидуальной градуировкой (0,3 — 0,5) %, выходное напряжение 8 В Индуктивные ИКД-27 Погрешность.2 %, выходное напряжение 5 В ДАТ, ДИТ Погрешность (1 — 2)%, с индивидуальной градуировкои (0,5 — 1)%, ~ = (1 — 2) кГц ИПД силокомпенсаци- Онный Погрешность (0,06 — 0,25)%, выходное на- пряжение 10 В, вес 8 кг Вибрационно-частотные преобразователи давлений и усилий достаточно многообразны. Чувствительность такого прибора, используемого в качестве самолетного высотомера, высока и составляет величину менее 1 и. Однако внбрационно-частотные преобразователи весьма подвержены влиянию внешних вибраций и реагируют на изменение температуры окружающей среды.
Поэтому они должны быть хорошо амортизированы и -термостабнлизированы. Измерители давленпй с силовой компенсацией являются более точными и имеют погрешность порядка (0,1 — 0,05)%. Выпускаются измерительные преобразователи давления типа ИПД, они являются образцовымп приборами для поверки приборов давления и могут быть использованы для прецизионного измерения избыточного давления и разности давлений в широком диапазоне измеряемь|х величин.
В зависимости от предела измерения погрешность нзмеренпя будет (0,06 — 0,25)%. Образцовые приборы работают при т~..мпературе окружающей среды (20+ 5) С, а в технических целях при температуре от 10 до 35 С н относительной влажности не более 80%. Кроме прибора ИПД в качестве образцовых средств для поверки преобразователей давления используются грузопоршне- вые манометры типа МП с классом точности 0,02 и 0,05 нз диапазоны 2,5; 6,0 кгс/см .
2 Выпускаются автоматизированные преобразователи давления АЗД на диапазоны 1,0; 2,5; 6,0; 10,0 кгс/см имеет класс 2 точности 0,05. В табл. 6 представлены технические данные некоторых отечественных преобразователей давления. 3.4.
Пневмокоммутаторы Измерение большого числа давлений с высокой точностью и надежностью эффективно осуществляется с помощью коммутаторов пневмотрасс (пневмокоммутаторов) в системах автоматического сбора и обработки информации. В ЦАГИ разработаны пневмокоммутаторы КП-40 и КП-48 на 40 и 48 точек измерения соответственно и вторичная аппаратура для работы в многоточечных системах измерения давления. Увеличение числа точек измерения достигается путем использования пневмокоммутаторов, приводимых одновременно в работу общим электроприводом.
Применение пневмокоммутаторов позволяет не только сократить число используемых преобразователей и пневмотрасс, но и улучшить процесс измерения: повысить точность и надежность измерений. Обычно градуировка и контроль большого числа преобразователей в стендовь х условиях представляет серьезные трудности и отнимает много времени. В системах с пневмокоммутатарами эта процедура может быть упрощена за счет подвода к отдельным трубкам опорных калибрующих давлений, которые дают возможность практически за каждый цикл измерений контролировать измерительный тракт системы и снизить погрешность от влияния на преобразователь температуры и от других воздействий; Конечно, все эти операции должны осуществляться с использованием ЗВМ, обрабатывающих информацию с учетом нелинейности преобразователей и всех влияющих на точность факторов. В пневмокоммутаторах ПК-180, ПК-300 и ПК-420, разработанных Н.В.
Руденко, сопрягающие поверхности — цилиндрические, число коммутирующих каналов увеличено и составляет 180, 300 и 420 точек соответственно Общее число точек разработанной пневмоизмерительной системы для экспериментов в аэродинамических тру- бах - — от 180 до 1170. Скорость опроса измеряемых точек— 20 измерений в секунду.
Весьма перспективными являются пневмокоммутаторы матричного типа, составленные из коммутирующих пневмореле. Разработаны матричные пневмокоммутаторы ПК-64-1 (64 число входов, 1 — количество выходов), ПК-128-2, ПК-256-4, которые отличаются высоким быстродействием до 0,01 с па точку и малыми габаритами. Диапазон коммутирующих давлений — до нескольких атмосфер, ресурс — до 10 мегациклов 12~. 4.
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ Т вЂ” Т В= Т -Т (26) Температурные измерения на ГТД охватывают широкий диапазон и включают в себя измерение температуры газа, жидкости (топливо, масло), а также температуры поверхностей (рабочих и сопловых лопаток, стенок камеры сгорания и др.). Применяемые средства измерений температуры можно классифаи~нровать как по принципу действия (см. рис.
8), так и по области применения (см. рис. 10). Наибольшее применение в практике испытаний ГТД получили: термометры сопротивления, гермоэлектрпческпс термометры (термопары), фотоэлектрические и оптические пирометры, термопнднкаторы. Измерения 1емпературы ГТД имеют свои особенности. Если измерен:и.. осуществляется путем внесения термометра и среду, то температурное поле этой среды искажается н показанпя термометра могут отличаться от действительного значения. Эти отличи;~, плн методические погрешности, зависят от ряда факторов, в том числе от формы и материала термометра, свойств среды, условий теплопередачи. При измерении температуры газов, движущихся с большой скоростью, необходимо учитывать эффект торможения потока помещенным в поток преобразователем.
Его температура будет меньше температуры заторможенного потока и больше температуры статической, которая была бы измерена прибором, движущимся вместе с потоком- Неполнота торможения оценивается коэффициентом торможения ~33] где Р. — коэффициент торможения; Т вЂ” температура чувствительного элемента преобразователя; Т, — статическая температура", Т~ — температура заторможенного потока. Методические погрешности могут возникать также прп измерении температуры неподвижного газа или жидкости Так, например, поскольку термометр не может быть полностью погружен в измеряемую среду из-за того, что необходимо обеспечить крепление преобразователя, часть теплоты, получаемоп от среды, будет оттекать от термометра через его непогруженную поверхность и температура будет понижаться.
Поэтому при измерении температуры жидкостей и газов нагрев термометра за счет конвекции будет приближать его температуру к температуре окружающей среды, куда он погружен. Однако лучеиспускание и теплопроводность будут в этом случае нежелательными факторами, искажающими результаты измерения. Иное дело при измерении температуры поверхности. В агом случае тепловая энергия подводится к чувствительному элементу за счет теплопроводности. Установка преобразователя на поверхности искажает температурное поле, поэтому надо стремиться к уменьшению размеров чувствительного элемента и подбору коэффициента теплопроводности его материала близким к коэффициенту теплопроводности материала поверхности.
4.1. Термоэлектрические термометры Принцип действия термоэлектрических термометров основан на возникновении термо-ЭДС электрического тока в замкнутом контуре цепи, состоящей из двух разнородных проводников с горячим и холодным спаем при наличии разности температур этих сплавов (Т-То) (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
