Development of a Mechanical System to Dynamically Calibrate Pressure Sensors using a Vibrating Liquid Column

This report describes a simple mechanical system developed for producing dynamic pressures of up to 50 kPa from zero-to-peak and over the frequency range 0-58 Hz. The system is constructed for dynamic calibration of pressure sensors and consists of an open tube, 30 cm in height, mounted vertically on the support plate. The support plate is connected to the vibration exciter which is driven by a piston, a connecting rod, disc and axle, and an electric motor. The pressure sensor to be calibrated is mounted vertically at the bottom of the open tube so that the diaphragm of the sensor is in contact with the working liquid in the tube. When the system is started, the motion of the piston provides a sinusoidal movement to the open tube and calibration is achieved. The different parts of the system are designed using NX Siemens. MatLab is used to determine the results and graphs from the equations derived. The analysis shows that the displacement, velocity, and acceleration of the system are highly affected by the distance between the disc centre and the disc pin, and the rotational speed of the system. The length of the connecting rod does not affect the displacement and barely affects the velocity and acceleration of the system. The total force, torque, and power of the system is utilized to select the electric motor and the frequency inverter.Denna rapport beskriver ett enkelt mekaniskt system som utvecklas för att producera dynamiska tryck upp till 50 kPa från noll-till-topp och över frekvensområdet 0-58 Hz. Systemet är konstruerat för dynamisk kalibrering av trycksensor och består av öppet rör 30 cm höjd monteras vertikalt på stödplattan. Stödplattan är ansluten till vibrationsexcite dvs, den yttre cylindern som drivs av en kolv, en vevstake, skiva och axel och en elmotor. Trycksensorn som skall kalibreras är monterad vertikalt vid botten av det öppna röret så att membranet hos sensorn är i kontakt med arbetsvätskan i röret. När systemet startas, ger rörelsen hos kolven som ger vibrationer till det öppna röret och kalibrering uppnås. De olika delarna av systemet är utformade med hjälp av NX Siemens. MatLab används för att bestämma resultaten och diagram härledda från ekvationerna. Analysen visar att den förskjutning, hastighet och acceleration av systemet är i hög grad påverkade av avståndet mellan skivans centrum och skivtappen, och rotationshastigheten hos systemet. Längdn av vevstaken påverkar inte försjutningen och påverkar knappt hastigheten och accelerationen hos systemet. Den totala kraften, vridmomentet och kraften i systemet användes för attvälja de andra komponenterna i systemet dvs, den elektriska motorn och frekvensomvandlaren