14.5cm3标准旋入式测压器鉴选方法与流程

文档序号:16677335发布日期:2019-01-19 00:03阅读:316来源:国知局

本发明属于火炮膛压塑性压力测量的动态校准技术领域,主要涉及用于火炮膛压测量的塑性敏感元件—铜球/铜柱的动态压力对照表编制的14.5cm3标准旋入式测压器的鉴选。



背景技术:

我国火炮膛压塑性测压的敏感元件—铜球/铜柱的校准试验是在落锤动态校准装置上进行试验,由多路压电传感器、电荷放大器及数据采集系统组成标准压力测试系统,测试压力峰值的平均值作为标准压力pm,在压力源同一截面相对位置上安装14.5cm3旋入式测压器,14.5cm3旋入式测压器内的敏感元件—铜球/铜柱接受相同的压力而产生塑性变形△h,变形量与所承受压力之间通过数学处理编制压力对照表,实现对测压敏感元件的压力校准。

以电测法作为约定真值的比对式动态校准方法,可实现塑性测压法与电测法测试压力峰值的互转,并可通过压电传感器溯源到iso国际压力基准。因此,动态校准已被美、英、北约等西方国家普遍采用,是国际膛压检测校准技术的主流。

塑性测压器由铜球/铜柱、测压器组成,测压器的性能对测量结果影响很大,特别是压力越高,影响越大,有资料报道,压力大于500mpa,测压器对测压结果的误差占到总误差的2/3,而14.5cm3标准旋入式测压器的是编制塑性测压器敏感元件—铜球/铜柱的标准压力对照表的载体,因此,14.5cm3标准旋入式测压器的性能对塑性测压敏感元件—铜球/铜柱的压力校准及编制的压力对照表的精准性对有极大的影响。

我国现有的落锤动态校准装置所采用的14.5cm3旋入式测压器没有进行过鉴选,仅按照一定的精度要求加工制成,经过静态检验合格后直接安装在落锤动态校准装置上对塑性敏感元件进行动态压力校准,14.5cm3旋入式测压器自身性能差异带来的不确定度不明确,并且将14.5cm3旋入式测压器自身的不确定度直接分配到了塑性敏感元件—铜球/铜柱的动态压力对照表中,难以满足塑性敏感元件-铜球/铜柱的标准动态压力对照表的高精度要求。

现有文献的旋入式测压器是指在枪上使用的膛压测量器具,放入式测压器是在火炮中使用的膛压测量器具,其分级鉴选方法均是在枪或火炮上实现的,采用的平均统计相对偏差判据方法没有考虑到测压器本身性能差异对压力测量稳定性的贡献。



技术实现要素:

本发明目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于铜柱/铜球塑性压力测量值偏差及压力测量稳定性控制的14.5cm3旋入式测压器鉴选方法。

为实现上述任务,本发明采取的技术方案说明如下:一种14.5cm3旋入式标准测压器鉴选方法,随机选用一组14.5cm3旋入式测压器在落锤动态校准装置上进行鉴选试验,在塑性敏感元件——铜球/铜柱的压力校准范围内,按照高、中、低压力点的原则选择3~5个压力点,每个压力点重复试验3-5次,当某14.5cm3旋入式测压器的塑性压力测量值与平均压力测量值的相对偏差均小于1%,则该14.5cm3旋入式测压器为标准旋入式测压器。

14.5cm3旋入式标准测压器的鉴选步骤包括:

步骤1:静态检验

a.外观检测:活塞杆圆柱面及活塞杆工作面、螺塞工作表面及活塞孔内表面不应有脱层、裂纹及影响工作性能的烧蚀或锈痕、崩落;弹簧弹性良好无毛刺;

b.装配要求检测:活塞杆支承面与其中心线应相互垂直,其垂直度不大于0.001mm,螺塞锥体与测压器本体锥孔的配合表面圆周应完全无间断的密合,其长度应不小于锥体母线长度的1/3;将活塞杆套上弹簧放入活塞孔时,活塞杆能够自由上下活动和旋转。

c.气密性检测:将螺塞旋至装配状态,在活塞杆工作面蘸上少量锭子油,再将活塞杆圆柱从活塞孔外端压入,活塞杆能够自动弹起。

步骤2:落锤动态校准试验鉴选

a.将静态检验合格的14.5cm3旋入式测压器4个一组随机分配,安装在落锤动态校准装置的压力发生器上,同一截面安装有高精度的压力监测系统,监测压力偏差优于0.5%。

b.在压力校准范围内选择高、中、低3~5个压力点进行落锤动态校准试验,记录各14.5cm3旋入式测压在各压力点下的铜柱塑性压力测量值,计算铜柱组塑性压力测量平均值及各14.5cm3旋入式测压在各压力点下铜柱塑性压力测量的相对偏差,每个压力点重复试验3-5次。

c.一个压力点下一组旋入式测压器装配的铜柱/球为同一批次,且铜柱/球压前高度一致,即铜柱的硬度系数一致。

步骤3:14.5cm3标准旋入式测压器鉴选

a.所有需要鉴选的14.5cm3旋入式测压器重复步骤2的试验过程。

b.满足14.5cm3标准旋入式测压器合格判据的14.5cm3旋入式测压器为14.5cm3标准旋入式测压器。

本发明14.5cm3标准旋入式测压器合格判据为:

(1)在压力校准范围内14.5cm3旋入式测压器的塑性压力测量值相对偏差的标准偏差小于0.5%,标准偏差采用贝塞尔公式计算;

(2)在压力校准范围内各压力点上的14.5cm3旋入式测压器的铜柱塑性压力测量值与在各对应压力点上的平均塑性压力测量值的相对偏差小于1%。

满足上述两项判据的14.5cm3旋入式测压器为14.5cm3标准旋入式测压器。

本发明优点:与现有技术相比,本发明对铜球/铜柱在落锤动态计量校准体系中的载体——14.5cm3旋入式测压器进行了鉴选,减少了14.5cm3旋入式测压器自身性能差对铜球/铜柱动态压力对照表不确定度造成的影响,填补了我国缺乏14.5cm3标准旋入式测压器鉴选方法的空白,维护了测压器量值传递链的稳定性,为该技术领域标准的制定奠定了基础。

与现有技术相比,本发明的优势还在于:对14.5cm3旋入式测压器进行全压力测量范围内的相对压力偏差计算和压力偏差的标准偏差计算,消除了发与发之间压力源偏差的影响,表征了14.5cm3旋入式测压器的性能稳定性。

具体实施方式

以下是发明人给出的实施例,需要说明的是,这些实施例是优选实施例,本发明不限于这些实施例。

实施例1

本实施例中14.5cm3旋入式测压器在落锤动态校准装置上进行旋入式标准测压器鉴选试验,其试验方法包括以下步骤:

步骤1:静态检验

a.外观检测:活塞杆圆柱面及活塞杆工作面、螺塞工作表面及活塞孔内表面不应有脱层、裂纹及影响工作性能的烧蚀或锈痕、崩落;弹簧弹性良好无毛刺;

b.装配要求检测:活塞杆支承面与其中心线应相互垂直,其垂直度不大于0.001mm,螺塞锥体与测压器本体锥孔的配合表面圆周应完全无间断的密合,其长度应不小于锥体母线长度的1/3;将活塞杆套上弹簧放入活塞孔时,活塞杆能够自由上下活动和旋转。

c.气密性检测:将螺塞旋至装配状态,在活塞杆工作面蘸上少量锭子油,再将活塞杆圆柱从活塞孔外端压入,活塞杆能够自动弹起。

步骤2:落锤动态校准试验

a.将静态检验合格的14.5cm3旋入式测压器4个一组随机分配,安装在落锤动态校准装置的压力发生器上,同一截面安装有高精度的压力监测系统,监测压力偏差优于0.5%。

b.在压力校准范围内选择高、中、低3~5个压力点进行落锤动态校准试验,记录第i个压力点下编号j的14.5cm3旋入式测压的铜柱塑性压力测量值pij,计算第i压力下的塑性压力测量平均值及相对偏差;每个压力点重复试验3~5次。

c.每个压力点下一组旋入式测压器装配的铜柱/球为同一批次,且铜柱/球压前高度一致,即铜柱的硬度系数一致。

步骤3:14.5cm3标准旋入式测压器鉴选

a.所有需要鉴选的旋入式测压器重复步骤2的试验过程,并且试验压力点与每个压力点试验重复次数一致。

b.在压力校准范围内,参加鉴选的编号j的14.5cm3旋入式测压器的塑性压力测量值相对偏差的标准偏差小于0.5%,且在第i压力点上的塑性压力测量值pij与对应的平均值的相对偏差均小于1%,即:

则,判定编号j的14.5cm3旋入式测压器为14.5cm3标准旋入式测压器。

实施例2

本实施例中对编号为17101、17102、……、17108的14.5cm3旋入式铜柱测压器在落锤动态校准装置上进行标准旋入式测压器鉴选试验,其试验方法包括以下步骤:

步骤1:静态检验

a.外观检测:活塞杆圆柱面及活塞杆工作面、螺塞工作表面及活塞孔内表面无脱层、裂纹及烧蚀或锈痕、崩落;弹簧弹性良好无毛刺;

b.装配要求检测:活塞杆支承面与其中心线相互垂直,其垂直度不大于0.001mm,螺塞锥体与测压器本体锥孔的配合表面圆周完全无间断的密合,其长度不小于锥体母线长度的1/3;将活塞杆套上弹簧放入活塞孔时,活塞杆能够自由上下活动和旋转。

c.气密性检测:将螺塞旋至装配状态,在活塞杆工作面蘸上少量锭子油,再将活塞杆圆柱从活塞孔外端压入,活塞杆能够自动弹起。

编号为17101、17102、……、17108的14.5cm3旋入式铜柱测压器均静态检验合格。

步骤2:落锤动态校准试验鉴选

a.将静态检验合格的14.5cm3旋入式铜柱测压器4个一组随机分配,安装在落锤动态校准装置的压力发生器上,同一截面安装有高精度的压力监测系统,监测压力偏差优于0.5%。

b.在20mpa~700mpa压力校准范围内选择100mpa、350mpa和640mpa左右的3个压力点进行落锤动态校准试验,每个压力点重复试验3次,记录各压力点下旋入式铜柱测压器的塑性压力测量值pij和平均值及相对偏差、塑性压力测量值相对偏差的标准偏差详见表1。

表1铜柱塑性压力测量值及测量偏差

c.14.5cm3旋入式测压器装配的铜柱为1603批次,且铜柱压前高度一致,即铜柱的硬度系数一致。

步骤3:14.5cm3旋入式标准测压器鉴选

编号为17101、17102、……、17108的14.5cm3旋入式铜柱测压器在20mpa~700mpa压力校准范围内的塑性压力测量值相对偏差的标准偏差小于0.5%,且在各压力点上的塑性压力测量值δpij与对应的平均值相对偏差均小于1%的14.5cm3旋入式铜柱测压器编号为17101、17103、17104、17105、17106,则判定编号为17101、17103、17104、17105和17106为14.5cm3标准旋入式测压器。

实施例3

本实施例中对编号为1502、1507、1513、1523的14.5cm3旋入式铜球测压器在落锤动态校准装置上进行14.5cm3标准旋入式测压器鉴选试验,其试验方法包括以下步骤:

步骤1:静态检验

a.外观检测:活塞杆圆柱面及活塞杆工作面、螺塞工作表面及活塞孔内表面无脱层、裂纹及烧蚀或锈痕、崩落;弹簧弹性良好无毛刺;

b.装配要求检测:活塞杆支承面与其中心线相互垂直,其垂直度不大于0.001mm,螺塞锥体与测压器本体锥孔的配合表面圆周完全无间断的密合,其长度不小于锥体母线长度的1/3;将活塞杆套上弹簧放入活塞孔时,活塞杆能够自由上下活动和旋转。

c.气密性检测:将螺塞旋至装配状态,在活塞杆工作面蘸上少量锭子油,再将活塞杆圆柱从活塞孔外端压入,活塞杆能够自动弹起。

编号为1502、1507、1513、1523的14.5cm3旋入式铜球测压器均静态检验合格。

步骤2:落锤动态校准试验鉴选

a.将静态检验合格的14.5cm3旋入式铜球测压器4个一组安装在落锤动态校准装置的压力发生器上,同一截面安装有高精度的压力监测系统,监测压力偏差优于0.5%。

b.在100mpa~550mpa压力校准范围内选择130mpa、350mpa和500mpa左右的3个压力点进行落锤动态校准试验,每个压力点重复试验3次,各压力点下14.5cm3旋入式铜球测压器的塑性压力测量值pij,以及塑性压力测量值pij和平均值的相对偏差、塑性压力测量值相对偏差的标准偏差详见表2。

表2旋入式铜球测压器的塑性压力测量值及测量相对偏差

步骤3:14.5cm3旋入式标准测压器鉴选

编号为1502、1507、1513、1523的14.5cm3旋入式测压器在100mpa~550mpa压力校准范围内的塑性压力测量值相对偏差的标准偏差,且在各压力点上塑性压力测量值pij和平均值的相对偏差小于1%的14.5cm3旋入式铜球测压器编号为1502、1507、1513,则判定编号为1502、1507和1513为14.5cm3标准旋入式测压器。

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