скачать Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ


Факультет Приборостроение и радиоэлектроника
Кафедра Метрология, сертификация и диагностика
Специальность 200503
Дисциплина Теория и расчетизмерительных преобразователей и приборов

Контрольная работа

на тему:

Расчет узлов и деталей мембранно-дифференциального манометра

студента 5 курса Д.Н.Анохина_____________________________________________

группы ПР2-06-02д шифр 05283

Руководитель работы________________________________________Е.К.Геращенко

Москва 2010
Содержание

1 Задание и исходные данные……………………………………………………3

2 Определение статической характеристики……………………………………4

3 Расчет Дифманометра…………………………………………………………..6

Список используемых источников……………………………………………..11




1 Задание и исходные данные

Задание:

Провести расчет преобразователя с дроссельным чувствительным элементом и мембранным дифманометром, изображенном на рисунке 1.

Рисунок 1 Тип рычажно-передаточного механизма

Определить:

Перепады давления Р, соответствующие 6 точкам диапазона измерения расхода Q₀= и построить функцию ∆P=f₁(Q₀).

Детали мембранного дифманометра:

-кинематику передаточно-множительного механизма;

-характеристику мембраны, есди задана линейная шкала дифманометра, или характеристику шкалы при нелинейной характеристике мембраны;

-Геометрические параметры мембраны.

Исходные данные:

-Измеряемая среда: Вода

-Коэффициент расхода: α=0.95

-Радиус жесткого центра мембраны: r=8*10^-3м.

-Модуль зубьев зубчатой передачи m=0.3*10^-3м.

-Наибольший измеряемый объемный расход: Q₀=127 м³/ч

-Внутренний диаметр трубопровода: D_т=70*10^-3 м

-Уголшкалы дифманометра: φ_шк,⁰ =180⁰0

-Длина проекции поводка тангенсного механизма: а = 15*10^-3 м

-Начальный угол установки поводка γ₀,⁰ = -6⁰

-Характеристика мембраны: Линейная

-Максимальный ход мембраны, соответствующий Q₀: ω=3*10^-3

-Рабочий диаметр мембраны: 2R=160*10^-3 м

-Форма гофрировки мембраны: Трапецеидальная

-Материал мембраны: Бр.Б2, 5, Е=12.7*10¹⁰Па

2 Определение статической характеристики:

Перепады давления ∆P, соответствующие расходу

Q₀=127 м³/ч, определяются по формуле:

откуда:

где ρ-плотность измеряемой среды,

(для воды ρ=1*10^-3 м³/ч) ;

F-площадь трубопровода.

Разобьем диапазон измерения расходомера на 6 частей и для каждого значения Q₀ определим ∆P.

Так, для максимального расхода Q₀=127 м³/ч :

Па

Па

Па

Па Па

Па

Данные расчета по всему диапазону измерения сводим в таблицу 1:

Таблица 1

		1	2	3	4	5	6	7
1	Обьемный расход Q0, м3/ч	0	21.16	42.32	63.48	84.64	105.8	127
2	Препад давления ∆P*103, Па	0	15.49	64.93	139.43	247.88	387.32	558
3	Угол поворота стрелки прибора φшк,0	0	30	60	90	120	150	180
4	Ход мембраны ω *10-3, м	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3
5	Угол поворота кривошипа γ,0	-60	-80	-100	-120	-140	-160	-180
6	Передаточное отношение КШМ uк/ш*10-3, 1/м	0,067	0,0675	0,0676	0,0676	0,0687	0,0693	0,0699

Зависимость ∆P=f₁(Q₀) изобразим графически на рисунке 2.

Углы поворота стрелки φ⁰ прибора, соответствующие опорным значениям расхода Q₀, заносим в таблицу 1 (строка 3). На рисунке 2 строим характеристику шкалы φ⁰_шк= f₂(Q₀).

Рисунок 2 – Характеристика мембраны.

Расчет Дифманометра

-Кинематический расчет передаточно-множительного механизма:

а)передаточное отношение дифманометра определяется из соотношения:

причем u_д= u_к/ш*u_зп,

где = u_к/ш-передаточное отношение кривошипно-шатунной передачи,

u_зп-передаточное отношение зубчатой передачи.

б) передаточное отношение u_к/ш определяем по заданным размерам кривошипно-шатунной передачи.

Определим пределы изменения угла γ, соответствующие ходу мембраны ω=3мм, пользуясь характеристикой механизма:

γ=f(ω)
Для данной кривошипно-шатунной передачи зависимость между перемещением мембраны ω и углом поворота кривошипа γ выражается следующей формулой:

ω=a(sinγ-sinγ₀)

Для каждого из шести участков хода ω мембраны определим γ и u_к/ш из выражения:

Тогда при ω=0 мм

sinγ=sinγ₀, γ=-6⁰,

а,следовательно,

0.067*10^-3 1/м
при ω=0.5 мм

, γ=-8⁰

а,следовательно,

0.0673*10^-3 1/м
при ω=1 мм

, γ=-10⁰

а,следовательно,

0.0676*10^-3 1/м
при ω=1.5 мм

, γ=-12⁰

а,следовательно,

0.0681*10^-3 1/м
при ω=2 мм

, γ=-14⁰

а,следовательно,

0.0687*10^-3 1/м
при ω=2.5 мм

, γ=-16⁰

а,следовательно,

0.0693*10^-3 1/м
при ω=3 мм

, γ=-18⁰

а,следовательно,

0.0699*10^-3 1/м

Данные расчета по всем шести участкам заносим в таблицу 1.

Из таблицы 1 видно, что: u_к/ш=0.06*10^-3 1/м=const

а, следовательно, и u_д=u_к/ш*u_ЗП=const

Затем строим на рисунке 1 линейную характеристику
ω=f₃(φ⁰_шк)
в)передаточное отношение зубчатой передачи:


Назначаем число зубцов триба: Z_Т=12

Тогда число зубцов сектора будет: Z_С=Z_Т*u_ЗП=12*17=204

3 Графическое построение характеристики мембраны

По характеристикам ∆P=f₁(Q₀) и ω=f₃(φ⁰_шк) строим характеристику мембраны ω=f₄(∆P), соединяя точку с координатами ω_max, ∆P_max с началом координат.

По характеристикам ∆P=f₁(Q₀) и ω=f₃(φ⁰_шк) строим характеристику шкалы φ_шк=f₂(Q₀).
Характеристика мембраны линейная.Изображаем такую характеристику на рисунке 2.

Изображаем график относительной чувствительности на рисунке 3.

Изображаем график мембраны профиля 1 на рисунке 4.

Рисунок 3 - График зависимости ω/Dp от D/h. График относительной чувствительности.

Вычислив величину:

по кривой относительной чувствительности, определяем безразмерный параметр:

,

откуда:

Рисунок 4 - Профиль мембраны обеспечивающий линейную характеристику по давлению. Мембрана профиля 1.

Список литературы
1 Д.А.Браславский - «Приборы и датчики летательных аппаратов». –М.:Машиностроение, 1970 -с.392.

2 Асс Б.А., Жукова Н.М., Антипов Е.Ф. - «Детали и узлы авиационных приборов и их расчет». –М.:Машиностроение, 1966 -416с.

3 Андреева Л.Е. - «Упругие элементы приборов». –М.:Машгиз, 1962

-455с.
скачать