Спосіб вимірювання динамічного тиску

Спосіб вимірювання динамічного тиску, який полягає у перетворенні тиску у прогин сприймаючої його пружної мембрани, вимірюванні прогину мембрани w(t) в момент часу t, який відрізняється тим, що вимірюють прискорення руху мембрани 3 45961 Г.И. Теория восстановления сигналов: О редукции к идеальному прибору в физике и технике. - М.: Сов. радио, 1979. с.272] потребують значних затрат часу на обробку вихідного сигналу вимірювального перетворювача і не дають необхідної точності. Такі обставини унеможливлюють застосування згаданих способів у високоточних вимірювальних системах, що працюють у реальному часі. В основу корисної моделі поставлено задачу створення такого способу вимірювання динамічного тиску, які б дозволяли підвищити точність вимірювання в реальному часі. Поставлена задача вирішується тим, що у способі вимірювання динамічного тиску, який полягає у перетворенні тиску середовища у прогин сприймаючої його пружної мембрани, вимірюванні прогину мембрани w(t) в момент часу t, згідно з корисною моделлю: - вимірюють прискорення руху мембрани w''(t); - визначають швидкість руху мембрани w'(t) за формулою t w ' ( t ) = ò w ' ' ( t)dt, 0 та визначають значення вимірюваного тиску p(t) в момент часу t за формулою w ' ' ( t ) + 2b w' ( t ) + ( w 2 + b 2 )w( t ) kw де, b - коефіцієнт демпфування; w - частота власних коливань мембрани; k - сталий коефіцієнт статичного перетворення для мембрани. Зважаючи, що процедура вимірювання динамічного тиску здійснюється шляхом апаратного відновлення вхідного сигналу, тому точність вимірювання є високою, а визначення значення вимірюваного тиску р(t) в момент часу t здійснюються практично одночасово з вимірювальними процедурами, тому вимірювання динамічного тиску відбувається в реальному часі. Як відомо, для вимірювання динамічного тиску p(t) використовують лінійні вимірювальні перетворювачі того чи іншого принципу дії. Найчастіше в таких перетворювачах вимірювальний тиск p(t) сприймається пружною мембраною, котра від його дії зазнає прогину. За виміреним значенням прогиp( t ) = Комп’ютерна верстка М. Ломалова 4 ну мембрани w(t) отримують значення вимірюваного тиску в момент часу t. Як зазначалося, отримане значення тиску іманентно містить динамічну похибку, усунення якої здійснюють вище згаданими методами. У лінійних вимірювальних перетворювачів з пружною сприймаючою мембраною її функція перетворювання описується інтегралом згортки [М. Тихан. Датчики переменного давления для систем управления с нестационарными термовлияниями. Атореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Пенза, 1995] t (1) w (r, t ) = k × ò e -b( t - t)p( t) sin( w × ( t - t))dt , 0 де, b - коефіцієнт демпфування; w - частота власних коливань мембрани; k - сталий коефіцієнт статичного перетворення для мембрани. Диференціюючи (1) двічі по часу отримуємо w ' ' ( t ) + 2b w ' ( t ) + ( w2 + b2 )w ( t ) (2) p( t ) = kw Формула (2) дозволяє точно вимірювати динамічний тиск в реальному часі. Тобто, в заданий момент часу t: - перетворюємо вимірюваний тиск у прогин сприймаючої його пружної мембрани і вимірюємо її прогин - w(t); - вимірюємо прискорення руху мембрани w"(t); - визначаємо швидкість руху мембрани w'(t) за формулою t w ' ( t ) = ò w ' ' ( t)dt; 0 - визначаємо значення вхідного вимірюваного тиску p(t) за формулою w ' ' ( t ) + 2b w ' ( t ) + ( w2 + b2 )w ( t ) p( t ) = kw . Пропонований спосіб дозволяє підвищити точність вимірювання динамічного тиску в реальному часі і таким чином розширити область його застосування. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601