ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ / Безбах МВТ-13сп Модернізація вагового дозатора Пояснювальна записка 2003 ворд / 6. Метрологічні характеристики приладу

6. Метрологічні характеристики приладу

   1. Рівняння перетворення ваговимірювального каналу

Для того, щоб аналітично визначити рівняння перетворювання вимірювальних каналів розроблюваного засобу вимірювання розглянемо структурну схему самого приладу.

Принцип дії тензодатчиків датчиків, які використовуються у модернізованому ваговому дозаторі, заснований на зміні електричного опору тензорезисторів, з’єднаних в мостову схему, при їх деформації, що виникає в місцях наклеювання тензорезисторів на пружний елемент датчика, під дією навантаження яке докладається. Зміна електричного опору викликає розбаланс мостової схеми і появу у діагоналі моста електричного сигналу, що змінюється пропорціонально щодо навантаження.

Метрологічні характеристики - це характеристики властивостей засобу вимірювань, які нормуються для визначення результату вимірювання і його похибок. Для кожного типу засобу вимірювань встановлюють свої метрологічні характеристики. Однією з основних метрологічних характеристик вимірювальних перетворювачів є статична характеристика перетворення. Вона встановлює залежність інформативного параметра вихідного сигналу вимірювального перетворювача від інформативного параметра вхідного сигналу.

Під дією інформативного параметру (зусилля), відбувається деформація матеріалу з якого виготовлений чутливий елемент.

, (6.1)

де – зміна опору мостової схеми;

Q – інформативний параметр (зусилля);

– тензочутливість.

На рисунку 6.1 зображено графічне представлення залежності зміни опору від прикладеного зусилля.

Рисунок 6.1 – Графічне представлення залежності зміни опору від прикладеного зусилля

Вихідна напруга тензомоста складає:

_, (6.2)

де – напруга якою живиться тензоміст;

– зміна опору мостової схеми;

– опір мостової схеми тензорезисторів.

Відштовхуючись від рівняння (2.1), вихідну напругу тензомоста можна записати:

, (6.3)

де – струм джерела живлення мостової схеми .

Для підсилення малих різниць напруги на фоні синфазної завади застосовують вимірювальний підсилювач. Внаслідок підсилення вихідного сигналу вихідну напругу каскаду можна записати:

, (6.4)

де k – коефіцієнт підсилення вимірювального підсилювача.

Аналого-цифровий перетворювач оснащений цифровими фільтрами для виключення впливу на результати вимірювань зовнішніх механічних завад шляхом визначення їх спектру за допомогою швидкого перетворення Фур’є і подальшої цифрової фільтрації змінних складових сигналу завади і інтерфейсом RS232.

Датчики виготовляються з сильфоном з нержавіючої сталі, припаяним до його корпусу.

Після обробки вхідних сигналів АЦП отримаємо певне значення вихідного коду кожної величини, яке в подальшому буде передаватися мікроконтроллеру і оброблятися. Тоді рівняння на виході АЦП буде мати загальний вигляд (6.5):

(6.5)

де n – розрядність відповідного АЦП.

Рівняння перетворення вимірювального каналу буде мати вигляд:

(6.6)

Загальний вигляд номінальної функції перетворення представлено нижче:

, (6.7)

де – номінальний коефіцієнт перетворення або чутливість засобу вимірювання;

, – зміна чутливості в діапазоні перетворення. Отже, підставивши значення отримаємо:

(6.8)

Тоді рівняння перетворення ваговимірювального каналу має вигляд:

(6.9)

Графічне представлення рівняння перетворення ваговимірювального каналу зображено на рисунку 6.2:

Рисунок 6.2 – Графічне представлення рівняння перетворення вимірювального каналу

2. Результати метрологічних досліджень вимірювального каналу ваги

Повірка дозатора виконується по методиці ГОСТ 24619 і ГОСТ 10223. Періодичність повірки вагового дозатора АД-50-РКМ повинна бути не рідше одного разу на рік у відповідності з додатком до ГОСТу 24619 і ГОСТу 10223. Межа допустимої похибки середнього арифметичного значення маси дози з десяти послідовних доз одного й того ж номінального значення не повинен перевищувати половини значень меж допустимої похибки кожної дози. У таблиці 6.1 зображені результати метрологічних досліджень вагового дозатора АД-50-РКМ.

Таблиця 6.1– Результати метрологічних досліджень модернізованого вагового дозатора АД-50-РКМ

Назва метрологічної характеристики	Одержане значення метрологічної характеристики	Назва, тип робочих еталонів, застосованих під час атестації
1	2	3
Абсолютна похибка вагового пристрою дозатора, г	30,0	Гирі еталонні КГО-ІУ-20 ГО-ІУ-1110
Відносна похибка маси кожної дози борошна, %	0,18
Похибка середнього арифметичного значення 10-ти послідовних доз борошна, %	0,07
Експериментальне середнє квадратичне відхилення маси дози, г	0,85