Математическая обработка результатов экспериментальных данных ГЭПП / massiv

3 МАССИВЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Целью проведения эксперимента является оценка зависимости силы тока индуктивного датчика от плотности рабочей среды при различных значениях температуры и давления. На основе снятых и статически обработанных показаний оценивается стабильность, надежность и точность разработанного устройства. Полученные в ходе эксперимента результаты являются необходимыми данными для получения коэффициента зависимости тока от плотности жидкости.

Эксперимент заключается в оценке степени изменения положения чувствительного элемента относительно геометрической нормали, при соответствующем изменении плотности вещества. При проведении опытов присутствуют два вида факторов величин. Первым фактором является входное воздействие, определяемое перемещением пассивного чувствительного элемента, вторым является выходное воздействие, определяемое силой тока на миллиамперметре, подключенного к датчику перемещения.

Эксперимент проводится для трансформаторного масла Т–1500 (=880 кг/м³ при t=20⁰С) 7 раз для получения достоверных результатов и уменьшения погрешности измерений /6/. По результатам наблюдений определяются средние значения силы тока.

3.1 Массивы экспериментальных данных при изменении температуры от 20⁰С до 50 ⁰С

Для построения необходимых зависимостей результаты эксперимента представим в виде таблиц. Значения силы тока в таблицах представлены в мА.

Результаты 7 наблюдений значений силы тока при различной температуре, для давления жидкости в трубопроводе р=0,38*10⁵ Па, представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Значения силы тока I*10^-3 А при давлении масла в трубопроводе р=0,38 *10⁵ Па

№ наблюдений № эксперимента		1	2	3	4	5	6	7
1	200С	0,078	0,076	0,076	0,1	0,06	0,06	0,045
2	250С	0,076	0,07	0,075	0,077	0,075	0,076	0,077
3	300С	0,076	0,075	0,077	0,075	0,075	0,073	0,074
4	350С	0,1	0,078	0,075	0,06	0,07	0,07	0,07
5	400С	0,06	0,05	0,06	0,068	0,06	0,06	0,06
6	450С	0,06	0,05	0,065	0,065	0,05	0,055	0,06
7	500С	0,045	0,05	0,06	0,06	0,045	0,05	0,05

По данным таблицы 2 изобразим полученную зависимость графически точками координатной плоскости. Такое изображение статистической зависимости называется полем корреляции /7/ рисунок, 3.

Таблица 3 – Значения силы тока I*10^-3 А при давлении масла в трубопроводе р=0,4 *10⁵ Па

№ наблюдений № эксперимента		1	2	3	4	5	6	7
1	200С	0,094	0,087	0,092	0,095	0,097	0,085	0,094
2	250С	0,092	0,092	0,095	0,093	0,095	0,092	0,095
3	300С	0,117	0,092	0,097	0,087	0,092	0,092	0,092
4	350С	0,087	0,097	0,087	0,087	0,092	0,087	0,087
5	400С	0,085	0,087	0,077	0,087	0,087	0,092	0,077
6	450С	0,077	0,077	0,085	0,072	0,077	0,077	0,087
7	500С	0,077	0,092	0,092	0,077	0,092	0,082	0,077

Рисунок 3 – Поле корреляции по данным таблицы 2 относительно осей координат при давлении трансформаторного масла в трубопроводе 0,38 *10⁵ Па. По оси абсцисс отложены значения температуры, по оси ординат – значения силы тока

Результаты 7 наблюдений значений силы тока при различной температуре, для давления жидкости в трубопроводе р=0,42 *10⁵ Па, представлены в таблице 4.

Расположение точек по данным таблицы 3 и таблицы 4 изображено на рисунке 4 и рисунке 5 соответственно.

Таблица 4 – Значения силы тока I*10^-3 А при давлении масла в трубопроводе р=0,42 *10⁵ Па

№ наблюдений № эксперимента		1	2	3	4	5	6	7
1	200С	0,1	0,1	0,125	0,12	0,1	0,13	0,12
2	250С	0,125	0,11	0,114	0,125	0,11	0,11	0,1
3	300С	0,11	0,1	0,125	0,1	0,125	0,11	0,11
4	350С	0,09	0,125	0,11	0,115	0,11	0,1	0,11
5	400С	0,11	0,085	0,095	0,1	0,095	0,095	0,098
6	450С	0,085	0,098	0,11	0,095	0,093	0,11	0,095
7	500С	0,098	0,09	0,086	0,097	0,098	0,094	0,01

Результаты 7 наблюдений значений силы тока при различной температуре, для давления жидкости в трубопроводе р=0,44 *10⁵ Па и р=0,46 *10⁵ Па представлены в таблице 5 и таблице 6 соответственно.

Таблица 4 – Значения силы тока I*10^-3 А при давлении масла в трубопроводе р=0,44 *10⁵ Па

№ наблюдений № эксперимента		1	2	3	4	5	6	7
1	200С	0,13	0,14	0,129	0,135	0,13	0,133	0,129
2	250С	0,13	0,129	0,129	0,13	0,132	0,13	0,13
3	300С	0,135	0,12	0,133	0,13	0,125	0,12	0,13
4	350С	0,115	0,128	0,115	0,112	0,12	0,12	0,117
5	400С	0,119	0,115	0,125	0,115	0,119	0,118	0,125
6	450С	0,115	0,115	0,112	0,117	0,118	0,115	0,112
7	500С	0,115	0,11	0,113	0,105	0,11	0,113	0,115

Рисунок 4 – Поле корреляции по данным таблицы 3 относительно осей координат при давлении трансформаторного масла в трубопроводе 0,4 *10⁵ Па. По оси абсцисс отложены значения температуры, по оси ординат – значения силы тока

Таблица 6 – Значения силы тока I*10^-3 А при давлении масла в трубопроводе р=0,46 *10⁵ Па

№ наблюдений № эксперимента		1	2	3	4	5	6	7
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	200С	0,15	0,155	0,155	0,13	0,14	0,15	0,135

Продолжение таблицы 6

1	2	3	4	5	6	7	8	9
2	250С	0,135	0,135	0,14	0,145	0,14	0,14	0,145
3	300С	0,135	0,14	0,135	0,138	0,138	0,135	0,134
4	350С	0,134	0,135	0,134	0,134	0,133	0,134	0,134
5	400С	0,126	0,13	0,13	0,133	0,134	0,128	0,129
6	450С	0,126	0,125	0,126	0,11	0,125	0,115	0,117
7	500С	0,126	0,125	0,126	0,13	0,124	0,125	0,126

Рисунок 5 – Поле корреляции по данным таблицы 4 относительно осей координат при давлении трансформаторного масла в трубопроводе 0,42 *10⁵ Па. По оси абсцисс отложены значения температуры, по оси ординат – значения силы тока

Рисунок 6 – Поле корреляции по данным таблицы 5 относительно осей координат при давлении трансформаторного масла в трубопроводе 0,44 *10⁵ Па. По оси абсцисс отложены значения температуры, по оси ординат – значения силы тока

Расположение точек по данным таблицы 5 и таблицы 6 изображено на рисунке 6 и рисунке 7 соответственно.

По данным из таблиц видно, что при росте температуры трансформаторного масла в трубопроводе значения силы тока на амперметре датчика положения уменьшается. По рисункам 3 – 7 хорошо видно приближение точек к оси абсцисс по мере роста температуры.

Рисунок 7 – Поле корреляции по данным таблицы 6 относительно осей координат при давлении трансформаторного масла в трубопроводе 0,46 *10⁵ Па. По оси абсцисс отложены значения температуры, по оси ординат – значения силы тока

На рисунке 8 изображены точки по данным таблиц 2 – 6. Красным цветом изображены точки по данным 2-ой таблицы, синим – по данным 3-ой таблицы, зеленым – по данным 4-ей таблицы, черным – по данным 5-ой таблицы и коричневым – по данным 6-ой таблицы.

Построение полей корреляции происходит по мере роста давления трансформаторного масла в гидросистеме.

Из графиков видно, что по мере роста температуры значения силы тока датчика убывают.

Рисунок 8 – Расположение точек по данным таблиц 2 – 6 относительно осей координат при давлении трансформаторного масла в трубопроводе от 0,38 до 0,46 *10⁵ Па. По оси абсцисс отложены значения температуры, по оси ординат – значения силы тока

3.2 Массивы экспериментальных данных при изменении давления от 0,38*10⁵ Па до 0,46*10⁵ Па

Результаты 7 наблюдений значений силы тока при различных давлениях жидкости, для температуры жидкости в трубопроводе t=20⁰С, представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Значения силы тока при температуре масла в трубопроводе

t=20⁰С

№ наблюдений № эксперимента		1	2	3	4	5	6	7
1	0,38	0,078	0,076	0,076	0,1	0,06	0,06	0,045
2	0,4	0,094	0,087	0,092	0,095	0,097	0,085	0,094
3	0,42	0,1	0,1	0,125	0,12	0,1	0,13	0,12
4	0,44	0,13	0,14	0,129	0,135	0,13	0,133	0,129
5	0,46	0,15	0,155	0,155	0,13	0,14	0,15	0,135

Результаты 7 наблюдений значений силы тока при различных давлениях жидкости, для температур жидкости в трубопроводе t=25⁰С, t=30⁰С, t=35⁰С представлены в таблицах 8 – 10 соответственно.

Таблица 8 – Значения силы тока при температуре масла в трубопроводе

t=25⁰С

№ наблюдений № эксперимента		1	2	3	4	5	6	7
1	0,38	0,076	0,07	0,075	0,077	0,075	0,076	0,077
2	0,4	0,092	0,092	0,095	0,093	0,095	0,092	0,095
3	0,42	0,125	0,11	0,114	0,125	0,11	0,11	0,1
4	0,44	0,13	0,129	0,129	0,13	0,132	0,13	0,13
5	0,46	0,135	0,135	0,14	0,145	0,14	0,14	0,145

Расположение точек значений силы тока по данным таблицы 7 – 10 изображено на рисунках 9 – 12 соответственно.

Рисунок 9 – Поле корреляции по данным таблицы 7 относительно осей координат при температуре трансформаторного масла в трубопроводе 20 ⁰С. По оси абсцисс отложены значения температуры, по оси ординат – значения давления

Таблица 9 – Значения силы тока при температуре масла в трубопроводе

t=30⁰С

№ наблюдений № эксперимента		1	2	3	4	5	6	7
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	0,38	0,076	0,075	0,077	0,075	0,075	0,073	0,074