Способ измерения атмосферного давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения давления. Закрепленные в корпусе 3 мембраны 1 и 2 образуют две герметичные полости А и Б, соединенные соотвественно через краны 7 и 11 с атмосферой. Перемещением поршней 6 и 10 на разную длину изменяют давление в полостях А и Б. Методом силовой компенсации с помощью силокомпенсатора 13 измеряют усилие, развиваемое мембранами 1 и 2. Повторное перемещение поршней 6 и 10 осуществляют в соответствии с условием равенства отношений начальных объемов воздуха, заполняющего полости А и Б, к конечным объемам. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1578533

А1 (51)5 G 01 L 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3971986/24-10 (22) 08.10.85 (46) 15.07.90. Бюл, ¹- 26 (71) Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова (72) В.E.Êàðïóøà (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

458722, кл. С 01 Ь 7/14, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1521008, кл. С О1 L 7/00, 1985. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить

2 точность измерения давления. Закрепленные в корпусе 3 мембраны 1 и 2 образуют две герметичные полости А и Б, .соединенные соответственно через краны 7 и 11 с атмосферой. Перемещением поршней 6 и 10 на разную длину изменяют давление в полостях А и Б. Методом силовой компенсации с помощью силокомпенсатора 13 измеряют усилие, развиваемое мембранами 1 и 2. Повторное перемещение поршней 6 и 10 осуществляют в соответствии с условием равенства отношений начальных объемов воздуха, запоняющего полости А и Б, к конечным объемам. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 1578533 где Р,„

Р, и Р— атмосферное давление; — давление воздуха в полостях А и Б соответственно;

S u S — эффективные площади мемб1 ран 1 и 2 соответственно.

Измеряют это усилие методом силовой компенсации при помощи силокомпенсатора 13, контролируя равенство измеряемой силы F и силы Fz, разви1 ваемой силокомпенсатором, при помощи нуль-индикатора 1.4, Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения атмосферного давления, и может быть использовано для измерения атмосферного давления как на сети метеостанций,так и .для контроля барометров, установленных на метеостанциях.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит мембраны 1 и 2, закрепленные в корпусе 3.

Полость А между мембранами 1 и 2 через кран 4 сообщена с внутренней полостью насоса 5 с поршнем 6, а через кран 7 — с атмосферой.

Полость Б между мембраной 2 и корпусом 3 сообщена через кран 8 с внутренней полостью насоса 9 с поршнем 10, а через кран 11 — с атмосферой. 25

Мембраны 1 и 2 связаны по оси между собой штоком 12, к которому присоединен силокомпенсатор 13.

Начальное положение мембран контролируется при помощи нуль-индикатора 14.

Способ осуществляют следующим образом.

При равенстве давлений в полостях атмосферному давлению сила, развиваемая мембранами., равна нулю. При этом возможно выполнить контроль нуля устройства и определить силу, развиваемую силокомпенсатором,.

Закрывают краны 7 и 11, Затем (выдвижением поршней 6 и 10 на разную длину) уменьшают давления в полостях А и Б.

При этом усилие, развиваемое мембранами, равно 45

Z 1) 2 1

t а

Затем снова выдвигают поршни 6 и

10, но при этом соблюдают условие, чтобы отношения начальных объемов воздуха заполняющего полости, к конечным объемам были равны.

При соблюдении этого условия сила, развиваемая мембранами, равна

Р =Р,„S,+(Р(S -S)-P.Sg —, н к (2) где Чн - отношение начального объема

Vz воздуха к конечному

Находят разность сил F u F равную

dV

=(P(S -S ) -P S 3 — °

1 Z 1 2 1 Z 1 (3) где d V — изменение объема воздуха.

По этому выражению определяют силу, развиваемую мембранами под действием внутренних давлений:

F = 5F=-- =P(S -S ) -Р S (4)

Чк р

После этого, если сила F стала меньше Р, полученное значение F вычитают из F, а если сила F стала больше F, то F суммируют с Г

В результате получают значение силы, равное

Fа= F + Fð, (5) которая линейно зависит от атмосферного давления и не зависит от внутренних давлений воздуха в полостях.

При дискретных измерениях (т.е, при условии, что температура окружающего воздуха за время измерения не изменяется) по выражению 5 определяют атмосферное давление, зная S

1 р = -, (6)

Р а S, Ксли же нужны непрерывные измерения в течение длительного срока, то изменение температуры окружающей среды будет влиять на результаты измерений, так как

Р„(8, — Б„) ФР, Б,, Для исключения этого влияния (после определения F ) с помощью силокомЧ пенсатора 13 создают компенсационное усилие Р = Р и прикладывают его к oi встречно усилию, развиваемому мембранами.

Очевидно, что в этом случае на входе нуль-индикатора 14 возникает сигнал пассогласования, так как силл

Р-S $- н

Vк (7) Р ($1 — S ) = P1 S" . (8) Fa

Р

l с $>

dF гдето =F -1Р а P gF к

F =ЛГ к, VH, S — эффективная площадь первой

1 мембраны;

Др Fi F2 °

Составитель А.Соколовский

Техред ll.Ñåðäþêoâà Корректор О.Ципле

Редактор А.Ревин

Заказ 1908 Тираж 467 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101

5 15785

F отличается от силы Р,„ на некоторое значение dF которое зависит от внутренних давлений в полостях и равно

Для исключения этого рассогласования изменяют давление Р или Р, 1Ц или Р и Р до наступления равенства

F< = F, при наличии которого будет соблюдаться условие

Следовательно, и влияние изменений температуры на результат при непрерывных измерениях будет исключено.

Очевидно, что при выполнении всех выше указанных операций в дальнейшем атмосферное давление определяется по выражению (6) и единственной операцией является измерение силы, развиваемой силокомпенсатором.

Формула изобретения

1, Способ измерения атмосферного давления с помощью барометрической коробки с чувствительным элементом в виде двух соединенных штоком мембран, образующих две герметичные полости, при котором обе полости сообщают с атмосферой, затем на разную велиЭЭ 6 чину увеличивают объемы полостей и измеряют силу Р, создаваемую мембранами, о т л и ча ю шийся тем, что, с целью повышения точности, повторно увеличивают объемы полостей, соблюдая равенство

Ч 7н к К1 где VH, V K — начальные объемы по1 лостей, V V — конечные объемы пок, к лостей, измеряют силу F, развиваемую йри этом мембранами,и определяют атмосферное давление P из соотношения а

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности измерений, встречно силе F прикладывают силу, равную

Р„,и выравнивают их путем изменения объема одной или обеих полостей.