izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-10-34-40izmertech-1957Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSДатчики импульсного давления: критерии применимостиThe impulse pressure transducers: applicability criteriaНедбайлоА. А.NedbayloA. A.

Андрей Александрович Недбайло

Снежинск, Челябинская обл.

Аndrey А. Nedbaylo

Snezhinsk, Chelyabinsk region

omit@vniitf.ruРоссийский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики им. акад. Е. И. ЗабабахинаРоссияRussian Federal Nuclear Center – Zababakhin All-Russia Research Institute of Technical PhysicsRussian Federation2021160820230103440Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1957

Рассмотрена проблема поиска и верификации критериев выбора датчика определённого типа в зависимости от предполагаемого входного воздействия – критериев применимости датчика импульсного (динамического) давления, основанных на его динамических характеристиках. Систематизированы существующие положения в области измерения импульсных давлений. Экспериментально исследованы динамические характеристики датчиков импульсного давления нескольких типов, получены их передаточные функции и смоделированы отклики датчиков на задаваемое входное воздействие. Предложен экспериментальный метод получения передаточной функции с использованием пневматической ударной трубы и прикладных математических программных пакетов. Подтверждено отсутствие единого универсального критерия применимости датчика импульсного давления в зависимости от предполагаемого входного воздействия. Результаты исследования могут быть востребованы при выборе датчика необходимого типа для измерения импульсного (динамического) давления в различных задачах науки и техники.

The problem of search and verification of criteria of sampling of the transducer of certain type depending on prospective entrance affecting - criteria of usability of the impulse (dynamic) pressure transducer, based on its dynamic characteristics is observed. Thus similar transducers are widely used at research fluid-gas-dynamics processes. Existing rules in the field of measurement of pulsing pressures are systematized. Dynamic characteristics of impulse pressure transducers of several types are experimentally investigated, their transfer functions are gained and responses of transducers to set entrance affecting are simulated. The experimental method of reception of a transfer function with use of a pneumatic shock tube and applied mathematical software packages is offered. Absence of uniform universal criterion of usability of the impulse pressure transducer depending on prospective entrance affecting is confirmed. Results of research can be claimed at a choice of necessary type of the transducer at measurement of impulse (dynamic) pressure in various tasks of a science and technics.

динамическое давлениединамические характеристикипередаточная функциярезонансная частотаударная трубакритерий применимостиdynamic pressuredynamic propertiestransfer functionresonant frequencyshock tubecriterion of usabilitReferencesBean V. E., Dynamic Pressure Metrology, Metrologia, 1994, vol. 30, iss. 6, pр. 737–741. https://doi.org/10.1088/0026-1394/30/6/037Bean V. E., Dynamic Pressure Metrology, Metrologia, 1994, vol. 30, iss. 6, pр. 737–741. https://doi.org/10.1088/0026-1394/30/6/037Tomasi L., Wieser E., Baruah E., Collomb D., Jolly F., Krötz G., Storm S., Jänker P., Obermeier E., Development of a new piezoelectric dynamic pressure generator for high pressure periodic and aperiodic calibration, Proceedings of the XVII IMEKO World Congress, Dubrovnik, Croatia, June 22–27, 2003, IMEKO and HMD Publ., 2003, pр. 1995–1996.Tomasi L., Wieser E., Baruah E., Collomb D., Jolly F., Krötz G., Storm S., Jänker P., Obermeier E., Development of a new piezoelectric dynamic pressure generator for high pressure periodic and aperiodic calibration, Proceedings of the XVII IMEKO World Congress, Dubrovnik, Croatia, June 22–27, 2003, IMEKO and HMD Publ., 2003, pр. 1995–1996.Tsing T. T., Ho Ch., Chen L. Ch., Wu J. L., Han L. L., Measurement science and technology, 2003, vol. 14, pp. 1927–1337. https://doi.org/10.1088/0957-0233/14/11/010Tsing T. T., Ho Ch., Chen L. Ch., Wu J. L., Han L. L., Measurement science and technology, 2003, vol. 14, pp. 1927–1337. https://doi.org/10.1088/0957-0233/14/11/010Elkarous L., Coghe F., Pirlot M., Golinval J. C., J. Phys., Conf. Ser., 2013, no. 459, 012048. https://doi.org/10.1088/1742-6596/459/1/012048Elkarous L., Coghe F., Pirlot M., Golinval J. C., J. Phys., Conf. Ser., 2013, no. 459, 012048. https://doi.org/10.1088/1742-6596/459/1/012048Bruns Th., Franke E., Kobusch M., Metrologia, 2013, no. 50, pр. 580–585. https://doi.org/10.1088/0026-1394/50/6/580Bruns Th., Franke E., Kobusch M., Metrologia, 2013, no. 50, pр. 580–585. https://doi.org/10.1088/0026-1394/50/6/580Salminen J., Hogstrom R., Saxholm S., Lakka A., Riski K., Heinonen M., Metrologia, 2018, vol. 55, no. 2, S52–S59. https://doi.org/10.1088/1681-7575/aaa847Salminen J., Hogstrom R., Saxholm S., Lakka A., Riski K.,Багдатьев Е. Е., Ефимова А. А., Санина Э. Б. Импульсная установка для идентификации датчиков переменных давлений // Измерительная техника. 1989. № 3. С. 18–19.Heinonen M., Metrologia, 2018, vol. 55, no. 2, S52–S59. https://doi.org/10.1088/1681-7575/aaa847Кузнецов Е. А. Автоматизированный комплекс для определения статико-динамических характеристик датчиков давления в широком диапазоне температур // Измерительная техника. 1993. № 6. С. 40–43.Bagdat’ev E. E., Efi mova A. A., Sanina E. B., Measurement Techniques, 1989, no. 32, pp. 212–213. https://doi.org/10.1007/BF00865299Серридж М., Торбен Р. Л. Справочник по пьезоэлектрическим акселерометрам и предусилителям, Дания: Ларсен и сын, 1987, 194 с.Kuznetsov E. A., Measurement Techniques, 1993, no. 36, pp. 682–686. https://doi.org/10.1007/BF00980016Patrick L. Walter, Shock and Blast Measurement – Rise Time Capability of Measurement Systems? URL: http://www.pcb.com/contentstore/MktgContent/linkeddocuments/technotes/TN-11-0904_Calculating_Rise_Time.pdf(дата обращения:05.09.2021).Mark Serridge, Torben R. Licht, Piezoelectric Accelerometers and Vibration Preamplifi ers: Theory and Application Handbook, Denmark, К. Larsen and Son A/S, 1987, 160 p.Стрижнев А. Г., Марков А. В., Русакович А. Н. Идентификация объекта управления по переходной характеристике замкнутой системы // Доклады БГУИР. 2012. № 5 (67). C. 65–72.Patrick L. Walter, Shock and Blast Measurement – Rise Time Capability of Measurement Systems?, available at: http:// www.pcb.com/contentstore/MktgContent/linkeddocuments/technotes/TN-11-0904_Calculating_Rise_Time.pdf (accessed: 05.09.2021).Гейдон А., Герл И. Ударная труба в химической физике высоких температур. Пер. с анг. М.: Мир, 1966. 428 с.Stryzniou A. G., Marcov A. V., Rusakovich A. N., Control object identifi cation using closed-loop system transient response, Doklady BGUIR, 2012, no. 5, pp. 65–72. (In Russ.)Matthews С., Pennecchi F., Eichstädt S., Malengo A., Esward T., Smith I., Elster C., Knott A., Arrhén F., Lakka A., Metrologia, 2014, vol. 51, no. 3, pp. 326–338. https://doi.org/10.1088/0026-1394/51/3/326A. G. Gaydon, I. R. Hurle, The shock tube in high-temperature chemical physics, Chapman and Hall Ltd, London, 1963, 367 p.Шипунов А. В. Определение динамических характеристик пьезоэлектрических датчиков давления: сравнительный анализ методов // Приборы и системы управления. 1999. № 7. C. 35–37.Matthews С., Pennecchi F., Eichstädt S., Malengo A., Esward T., Smith I., Elster C., Knott A., Arrhén F., Lakka A., Metrologia, 2014, vol. 51, no. 3, pp. 326–338. https://doi.org/10.1088/0026-1394/51/3/326Shipunov A. V., Opredelenie dinamicheskikh kharakteristik p’ezoelektricheskikh datchikov davleniya: sravnitel’nyi analiz metodov [Determination of the dynamic characteristics of piezoelectric pressure sensors: a comparative analysis of methods], Pribory i sistemy upravleniya, 1999, no. 7, pp. 35–37. (In Russ.)Shipunov A. V., Opredelenie dinamicheskikh kharakteristik p’ezoelektricheskikh datchikov davleniya: sravnitel’nyi analiz metodov [Determination of the dynamic characteristics of piezoelectric pressure sensors: a comparative analysis of methods], Pribory i sistemy upravleniya, 1999, no. 7, pp. 35–37. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.