ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Время срабатывания из "Динамика пневматических приборов для линейных измерений" При некоторых измерениях 5 = О, что часто имеет место при ишользовании контактных головок (речь идет об эквивалентном измерительном зазоре), а иногда и при контактной измерительной оснастке с соплом п заслонкой. В этом случае время срабатывания меньше, чем при изменении измерительного зазора от оо до 5 . [c.24] Процессы срабатывания пневматичеоких измерительных приборов складываются из нескольких явлений, которые частично протекают последовательно во времени, а частично перекрывают друг друга. Очевидно, принимать во внимание следует только те явления, длительность которых составляет заметную долю времени срабатывания. Поэтому при рассмотрении процессов срабатывания необходимо учесть, что время срабатывания обычно составляет от 0,3—0,5 до 5—10 сек. [c.25] Рассмотрение физической картины явлений при срабатывании удобнее начать с ротаметров. При изменении измеритель ного зазора нарушается режим стечения воздуха через измерительное сопло и возникает упругая ударная волна, движущаяся со скоростью звука от измерительного сопла вдоль воздухопровода в направлении, обратном течению воздуха. После достижения упругой ударной волной клапана стабилизатора давления начинается пересгановка этого клапана в новое положение, при котором расход воздуха, проходящего через стабилизатор давления, равен расходу воздуха, соответствующему новой величине измерительного зазора. Скорость звука в воздухе при нормальной температуре (15—30°С) составляет (34- 35) 10 ж/сек а длина воздухопровода от измерительного сопла до клапана стабилизатора давления обычно не более 2— 3 м. Поэтому первым явлением можно пренебречь. Время перестановки клапана стабилизатора давления обычно меньше 0,1 сек, и этим явлением также можно пренебречь. [c.25] По мере перестановки клапана стабилизатора давления изменяется расход воздуха через стабилизатор давления. Время достижения новым воздушным потоком поплавка ротаметра, т. е. время, необходимое на устано1вление нового расхода воздуха в отсчетной трубке ротаметра, определяется как частное от деления длины воздухопровода (от клапана стабилизатора давления до поплавка ротаметра) на скорость движения воздуха. Первая величина обычно не превышает 1 м, а скорость движения воздуха в пневматических приборах высокого давления измеряется десятками метров в секунду. Следовательно, и этим явлением можно пренебречь при определении времени срабатывания. [c.25] Изменение давления в измерительной камере представляет собой явление, наиболее существенное с точки зрения времени срабатывания, в пневматических приборах с упругими чувствительными элементами. При времени срабатывания более 1,5 сек инерционностью упругих чувствительных элементов и связанных с ними передаточных механизмов можно практически пренебречь по сравнению с инерционностью пневматической части. При меньшем времени срабатывания инерционность механической подвижной части прибора влияет на время срабатывания, однако по-прежнему время срабатывания определяется в основном пневматической частью прибора. Отсюда следует, что время срабатывания не зависит от типа упругого чувствительного элемента. [c.27] В приборах с водяным манометром (в дальнейшем речь будет идти главным образом о приборе типа Солекс ) инерционностью водяного столба можно пренебречь только при диаметре отверстия входного сопла 0,8 мм и меньше. Если диаметр отверстия входного сопла больше 0,8 мм, то при срабатывании вследствие большой скорости движения уровня воды в отсчетной трубке этот уровень, достигнув точки равновесия, соответствующей измерительному зазору, не останавливается, а несколько переходит точку равновесия и затем постепенно успокаивается около этой точки. По мере увеличения диаметра отверстия входного сопла уменьшается время стабилизации измерительного давления и возрастает время успокоения уровня воды в отсчетной трубке. [c.27] На фиг. 6 даны образцы переходных кривых давления для прибора типа Солекс . Переходные кривые не являются монотонными, они имеют промежуточные максимумы. Это обусловлено тем, что при перемещении вниз уровня столба воды возрастает объем измерительной камеры и при совместном действии наполнения измерительной камеры воздухом и возрастания ее объема влияние второго фактора на каком-то этапе преобладает, вследствие чего измерительное давл ение падает. [c.28] Нн до конечной к масса воздуха в этой камере изменяется пропорционально изменению давления. В большинстве случаев Ли /г и при срабатывании имеет место наполнение измерительной камеры воздухом. Время, идущее на это наполнение, зависит от диаметра отверстия входного сопла йи измерительного зазора 5, рабочего давления Я, первоначального объема измерительной камеры V, а также от изменения этого объема в процессе срабатывания АУ. Рассмотрим влияние каждого из этих параметров на время срабатывания. [c.28] С увеличением рабочего давления увеличивается измерительное давление, соответствующее прямолинейному участку характеристики пневматической системы, увеличивается разность Л — кн (величина Нн часто близка к нулю) и соответственно увеличивается приращение массы воздуха в измерительной камере за время изменения давления от до кк. Увеличение рабочего давления сопровождается при прочих равных условиях ростом величины времени срабатывания. Например, время срабатывания приборов низкого давления с упругими чувствительными элементами в несколько раз меньше времени срабатывания приборов высокого давления. [c.29] Объем измерительной камеры, так же как и рабочее давление, определяет увеличение массы воздуха в измерительной камере за время срабатывания, поэтому время срабатывания возрастает с увеличением объема измерительной камеры (в приборах высокого давления с упругими чувствительными эле.мен-тами время срабатывания практически прямо пропорционально объему измерительной камеры). Этот объем зависит от длины воздухопровода, соединяющего входное сопло, чувствительный элемент и измерительное сопло, от внутреннего диаметра этого воздухопровода и размеров внутренней полости чувствительного элемента. Объем измерительной камеры большинства пнев- матических приборов составляет 20—100 см . [c.29] Т — абсолютная температура воздуха. [c.30] В приборе типа Солекс ра + Лк кк — к , а приращение объема из.мерительной камеры в процессе срабатывания составляет значительную долю ее первоначального объема. Вре.мя срабатывания этого прибора в значительной степени зависит от величины изменения объема измерительной камеры. Поэтому уменьшение внутреннего диаметра отсчетной трубки прибора-приводит к существенному уменьшению времени срабатывания-. [c.30] Член -у- входит в расчетное уравнение времени срабатывания прибора типа Солекс . [c.31] НИИ измерительного зазора увеличивается выходное сечение измерительной камеры, ускоряется процесс истечения из нее воздуха, и из-за этого время срабатывания должно возрастать. С другой стороны, большему измерительному зазору соответствует меньшая величина установившегося измерительного давления Нк и, следовательно, меньшее приращение массы воздуха в измерительной камере. Благодаря этому время срабатывания должно,уменьшаться. Расчеты и эксперименты показывают, что величина времени срабатывания является непрерывной функцией измерительного зазора, достигающей максимума при измерительном зазоре, соответствующем точке наибольшего расчетного пневматического передаточного отношения. Эта точка находится приблизительно в середине практически прямолинейного участка карактеристики. На краях прямолинейного участка характеристики время срабатывания уменьшается на 8—20% в сравнении со своей максимальной величиной. Таким образом, изменение величины времени срабатывания в пределах прямолинейного участка характеристики незначительно. По мере увеличения измерительного зазора за пределами прямолинейного участка характеристики время срабатывания постепенно уменьшается, и на втором прямолинейном участке оно обычно в несколькб раз. меньше, чем на первом. [c.32] Среди параметров, влияющих на величину времени срабатывания, не был упомянут диаметр отверстия измерительното сопла. При данном диаметре отверстия входного сопла геометрические площади минимальных выходных сечений измерительной камеры, соответствующие одноименным точкам прямолинейного участка характеристики пневматической системы (например, началу, середине и концу), в первом приближении постоянны и не зависят от диаметра отверстия измерительного сопла. Если диаметр отверстия измерительного сопла возрастает или уменьшается, то для попадания на прямолинейный участок характеристики соответственно изменяют измерительные зазоры, а площади выходных сечений остаются прежними. Поэтому диаметр отверстия измерительного сопла не елияет.на величину времени срабатывания. В соответствии с этим время срабатывания, найденное экспериментально при каком-то диаметре отверстия измерительного сопла, действительно и при других диаметрах. В расчетных уравнениях времени срабатывания величина этого диаметра не участвует. [c.32] Следует также упомянуть инерционность реле электронного блока, вследствие чего общее время срабатывания может возрасти на 0,020—0,035 сек. Этим в данном случае можно пренебречь. Весьма существенна одна особенность расчета и экспериментального определения времени срабатывания. Согласно расчетам функция /г = / (/) асимптотически стремится к своему пределу, равному /г , и, следовательно, для достижения /г требуется время, равное бесконечности. В связи с этим при расчетном определении величины времени срабатывания приходится подставлять в расчетные уравнения вместо величины А величину /г —А, причем необходимо условиться о выборе величины А таким образом, чтобы расчетные величины времени срабатывания соответствовали экспериментальным. Рассмотрим экспериментальные кривые перемещения подвижной части прибора. На фиг. 7 сплошной линией показан ход такой кривой I = характерной для большинства пнев-матичеоких приборов. [c.33] Вернуться к основной статье