УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля и измерения параметров приемников давления, в частности манометров индуктивных, к проведению приемо-сдаточных испытаний датчиков давления, может быть использовано в метрологических целях для калибровки или поверки средств контроля и измерения давления.
Известно устройство для поверки манометров, содержащее коллектор для подключения образцового прибора и поверяемых манометров, бак с жидкостью и устройство для создания давления, соединенное магистралями с коллектором, регулирующую и распределительную аппаратуру, установленную в магистралях, и устройство управления, электрически соединенное с распределительной аппаратурой, в качестве образцового прибора применен датчик давления, электрически соединенный с устройством управления, в качестве распределительной аппаратуры применены электроуправляемые вентили, бак с жидкостью выполнен герметичным и соединен через один из электроуправляемых вентилей с коллектором, а через другой с атмосферой или источником сжатого воздуха, устройство для создания давления выполнено в виде параллельно подключенных пневмогидравлических мультипликаторов с различными коэффициентами усиления, входы которых соединены с источником сжатого воздуха через редукционные клапаны, а выходы соединены с коллектором через электроуправляемые вентили, причем устройство управления содержит вычислительно-управляющее устройство, блоки индикации и печати. Патент Российской Федерации №2282166, МПК: G01L 27/00, 2006, аналог.
Известно устройство для поверки средств измерения давления, содержащее узел создания давления, включающий в себя маховик, насос для закачивания рабочей жидкости, узел для задания давления путем перекрытия и подачи рабочей жидкости в емкость для нее и систему избыточного давления, включающую в себя эталонное средство измерения давления, которое присоединено к насосу, в нем узел создания давления выполнен в виде корпуса, по продольной оси которого расположены последовательно отверстие с внутренней резьбой, соединенная с емкостью для рабочей жидкости полость и полость, сообщающаяся с ней и с системой избыточного давления, при этом в отверстии с внутренней резьбой размещен шток с наружной резьбой и гладкой частью, к верхней части которого прикреплен маховик для обеспечения возможности его перемещения, а между полостями расположен уплотнительный элемент, образующий вместе со штоком узел для задания давления. Патент Российской Федерации №2390741, МПК: G01L 27/00, 2010, аналог.
Недостатками аналогов являются: увеличение количества используемых при проведении испытаний средств вычислительной техники при определении технических характеристик большой партии приборов; сложность оценки соответствия каждого прибора заданным техническим требованиям после замеров выходных токовых сигналов и документирования этого соответствия.
Известен блок проверки приемников давления и температуры, содержащий устройство создания давления, содержащий модуль управления, включающий контроллер, коммутатор и имитатор сопротивления, а также устройства ввода и вывода, а также электрические разъемы для соединения с компьютером. Патент Российской Федерации на полезную модель №124390, МПК: G01L 27/00, 2013 г. Прототип. Недостатком прототипа является возможность определения параметров лишь одного датчика.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей, повышение достоверности и надежности результатов метрологических измерений группы датчиков давления.
Технический результат достигается тем, устройство для проведения испытаний датчиков давления, содержит систему подачи и регулирования давления, модуль управления, включающий контроллер, электронный коммутатор, устройства ввода и вывода информации, а также электрические разъемы для соединения с датчиками, снабжено климатической камерой для испытуемых датчиков давления, цифровыми вольтметрами, соединенными с эталонной нагрузкой сопротивления и компьютером, снабженным системой управления и обработки данных.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема автоматизированного рабочего места для проведения приемо-сдаточных испытаний датчиков давления, где: 1 - источник давления, 2 - редуктор, 3 - коллектор, 4 - грузопоршневой манометр, 5.1-5.24 - проверяемые датчики давления, 6 - климатическая камера для размещения проверяемых датчиков давления, 7 - электронный коммутатор, 8 - эталонная нагрузка сопротивления, 9 - цифровой вольтметр, 10 - цифровой вольтметр, 11 - ПЭВМ, 12 - принтер, 13 - монитор. 14 - система подачи и регулирования давления.
Количество датчиков давления, одновременно подвергаемых испытаниям, зависит от количества каналов электронного коммутатора.
В полезной модели количество каналов, в качестве примера, ограничено количеством датчиков давления (24 штуки), размещенными в климатической камере 6.
Система подачи и регулирования давления 14 состоит из источника давления 1 (баллон, компрессор и т.п.), редуктора 2, коллектора 3, вентилей, грузопоршневого манометра 4.
Электронный коммутатор 7 собран на герконовых реле с нормально-замкнутыми контактами типа РЭС55А с напряжение питания 10 В, с управлением от счетчиков с десятичными дешифраторами на выходе, через транзисторные ключи. Для питания используется встроенный преобразователь на 12 В с током выхода 80-100 мА, с гальванической развязкой.
Полезная модель работает следующим образом.
На испытуемые датчики давления 5.1-5.24 с помощью источника давления 1 (баллон или компрессор) через редуктор 2 и коллектор 3 задают давление в пределах диапазона давлений, используемого для определения характеристик. Величину подаваемого задания давления проверяют на грузопоршневом манометре 4.
Проверяемые датчики давления 5.1-5.24 устанавливают в климатической камере 6. Выходные сигналы от испытуемых датчиков давления 5.1-5.24 поступают на эталонную катушку 8 через электронный коммутатор 7. Компьютер 11 управляет работой электронного коммутатора 7, подключая выходные цепи одного из испытуемых датчиков давления 5.1-5.24 к эталонной нагрузке сопротивления 8 (например, к эталонной катушке сопротивления), считывает показания через вольтметры 9, 10 и контролирует разность их показаний для получения достоверности данных.
Через электронный коммутатор 7 подают питание на испытуемые датчики давления 5.1-5.24, замыкают все двадцать четыре сигнальные цепи на общий провод питания и подключают один из испытуемых датчиков давления 5.1-5.24 к нагрузке - эталонной нагрузке сопротивления 8.
Электронный коммутатор 7 выбирает канал перебором сигналов строк и столбов, с переходом каждого сигнала через ноль, (четыре строки, шесть столбцов) и подключает канал по сигналу включить, а при изменении по строкам или столбцам отключает канал (реле).
Алгоритм исключает одновременное включение двух каналов, а введение сигналов обратной связи (контролируется управляющей программой) обеспечивает контроль исправности работы при каждом переключении.
Цифровые вольтметры 9, 10 определяют значение напряжения на выходных клеммах эталонной нагрузки сопротивления 8 и передают указанные значения в цифровом коде в компьютер 11.
В случае превышения разности величины показаний цифровых вольтметров 9, 10 заданной испытателем, показания считают ложными и вольтметры подлежат замене.
Если расхождение показаний вольтметров не превышает заданной величины, показания считают истинными и в дальнейших расчетах используют значения напряжений, поступившее в компьютер 11 от цифровых вольтметров 9 и 10.
Указанные значения заносятся программой в ячейку «Листа ввода данных» программы «Расчет технических характеристик испытуемых датчиков давления 5.1-5.24», после чего управляющая программа для ЭВМ выбирает следующий датчик.
К эталонной нагрузке сопротивления 8, через электронный коммутатор 7, подключают все испытуемые датчики давления 5.1-5.24.
Результатом является сформированный протокол проведения испытаний с занесенными значениями основной и дополнительной температурной погрешности, вариации выходных токовых сигналов, который распечатывают на принтере 12.
Для работы устройства разработаны: программа для ЭВМ «24KANAL», программа для ЭВМ «VOLTMETR», программа для ЭВМ «Расчет технических характеристик датчиков давления», которые образуют систему управления и обработки данных.
Программа для ЭВМ «Расчет технических характеристик датчиков давления» реализует формулы расчета основной приведенной и дополнительной приведенной температурной погрешностей и вариации выходного токового сигнала испытуемых датчиков давления 5.1-5.24.
Программа для ЭВМ «VOLTMETR» при подключенных вольтметрах 9 и 10 автоматически распознает данные и выводит их на монитор 13 с указанием канала подключения.
Программа для ЭВМ «24KANAL» считывает данные из таблицы программы для ЭВМ «Расчет технических характеристик датчиков давления» (номер канала, номер прибора, задаваемое давление, фамилия испытателя), формирует из них задание, затем последовательно включает требуемые реле на заданное время, считывает данные с вольтметров 9 и 10 с помощью программы для ЭВМ «VOLTMETR», и заносит их в ячейку таблицы, после чего отключает реле, и включает следующее, и так - до завершения выполнения всего задания. В таблицу заносится дата, время занесения данных и фамилия испытателя.
АРМ обеспечивает: последовательное подключение выходных токовых цепей испытуемых датчиков давления 5.1-5.24 к токовым клеммам эталонной нагрузке сопротивления 8; измерение напряжения на выходных клеммах эталонной нагрузке сопротивления 8 электронными вольтметрами 9 и 10 с цифровым выходом и ввод в компьютер 11 измеренных значений напряжения; сравнение показаний цифровых вольтметров 9 и 10, определение величины расхождения показаний, решение о достоверности полученных данных и возможности их использования при проведении расчетов технических характеристик, выработку сообщений об ошибках в работе АРМ; расчет технических характеристик испытуемых датчиков давления 5.1-5.24 с выводом на монитор 13 компьютера 11 результатов расчета и соответствия значений выходных токовых сигналов испытуемых датчиков давления 5.1-5.24 техническим требованиям; формирование, распечатку протоколов приемо-сдаточных испытаний испытуемых датчиков давления 5.1-5.24 и передачу по локальным вычислительным сетям результатов проведения испытаний.