Ислом каримов номидаги

f_B  10ГГц
bilan tavsiflanadi, shu bilan birga, elektrodlarning

induktiv maydoni va oqimli toklari f_В ni 10MGs ga cheklaydi; shunday qilib, XE yuqori chastotali datchikdir; [5]

8. 
   ^{uzatish xarakteristikasining chiziqli bo'lmaganligi —zaif maydonlarda}  ^{B  0,1Тл}
   

^{hatoligi 0,1÷1%ga etadi, kuchli maydonlarda} ^{В 10Тл} ^{esa xatolik 1÷10% ga etadi; shunday qilib,} XE "foiz" datchigidir. XE oddiy ulanish sxemasi 4-rasmda ko'rsatilgan, bu erda XE tokli elektrodlar orqali stabil oqim hosil qilish uchun kuchaytirgichning qayta aloqa zanjiriga kiritilgan, va XE chiqish signali o'lchash kuchaytirgichidan olinadi.
4–rasm. XЭ ulanish sxemasi Xoll effekti asosidagi datchiklardan foydalanish xususiyatlari:

1. 
   Tokli elektrodlarning aloqa nuqtalarida, Peltier ta'siri tufayli, isitish sodir bo'ladi va natijada
   

bu – harorat gradienti
Т , bu Xoll elektrodlarida termoEDK paydo bo'lishiga olib keladi. Masalan,

agar
^{Т  0,10 С} , unda
E 10 100 мкВ . Shu sababli, XEni massiv issiqlik o'tkazuvchan (mis,

berilliy yoki alyuminiy) asosga o'rnatiladi. Biroq, bu holatda ham, qoldiq termoEDK
^{E 15 мкВ} hisoblanadi. [1,2]

2. 
   Joriy elektrodlar ta’siridan yaratilgan kimyoviy elementning o'z-o'zidan maydoni ta'sirida xatolikning mavjudligi Tokli elektrodlar tomonidan yaratilgan XEni xususiy maydonning ta'siri ostida xatolikning mavjudligi. 100 mA dan kam toklarda xususiy maydonning qiymati –
   

^{B  0,11 мТл} . Agar XE quvvatlantirishda elektrodlarning bifilyar joylashuvi ishlatilsa (1-rasm va 4-rasmga qarang), u holda maydon kompensatsiyasi sodir bo'ladi, bu esa xatolikni 1-2 darajaga kamaytiradi. [5]

3. 
   Xoll elektrodlaridagi U_qold qoldiq kuchlanishini hisobga olish zarurati. U nol maydonda va ^{nominal tokda o'lchanadi} ^{В  0; I  IНОМ} ^{. Qoldiq kuchlanish XE ning ruxsat beruvchi qobiliyatini}
   

aniqlaydi, chunki bu qo'shimcha xatolikdir. Bu haroratga bog'liq va mV
^^110
мВgacha etadi.

Pasport ma'lumotlarida ko'pincha U_qold qiymatini emas, balki U_qoldni baholashga imkon beruvchi

qoldiq qarshilik R_qold qiymatini beradi.
^ROCT
_ ^UOCT
IНОМ
 10^1 10^2
Ом. Masalan,
^IНОМ
=10 мА va

R_qold =10^–2 Ом bo’lganda,
^Uqold ^{ R}qold ^{ I}НОМ ^{
0,1 мВ} . U_qold xatosini qoplash uchun ko'plab

sxemalar taklif qilingan. R₂ potansiyometri yordamida eng oddiy U_qold kompensatsiya sxemalaridan biri 4-rasmda ko'rsatilgan, ammo u nisbatan tor harorat diapazoni uchun samaralidir.
Ayrim rus monolit Xoll datchiklarining xarakteristikalari 1 -jadvalda, Honewell firmasini monolitik Xoll datchiklarining xarakteristikalari esa 2-jadvalda keltirilgan. [2]


Rosssiya monolit Xoll datchiklarining xarakteristikalari

1. 
   jadval
   

Model	^Rkir^/Rchiq^,^Ом	IB max, mА	Uqoid max, mV	ТК(Сх)max, %/С	^ТК(UQOID^)max, mкV/С	Maxsimal chiziqli bo'lmaganlik koeffitsienti, %	SB min, mV/mТл	Bmax, mТл	Hajm, mm
ПХЭ605118	5	100	0,01÷0,03	+(0,005÷0,02)	+1	+(0,5÷2)	0,03÷0,075	15	2х2х0,6
ПХЭ605817	10	100	0,01÷0,03	+(0,01÷0,03)	+2	+(0,5÷2)	0,06÷0,1	10	2х2х0,6

Honewell firmasini monolitik Xoll datchiklarining xarakteristikalari

2. 
   jadval.
   

Model	Bmax, мТл	^ET^, V	^IB ^max, mА	^Imax chiq^, mА	^Usilj0 max, V	ТК(Сх) max, %/С	ТК ^(^Usilj0^)max, %/С	Maxsimal chiziqli bo'lmaganlik koeffitsienti, %	^KBmin, ^mV/mТl	^Тjav^,^mks	Eslatma
SS94А2С	±10 0	6,6÷12,6	30	1	4,0 ± 0,04	±0,02	±0,012 5	1,5	0,25± 0,05	3	Yuqori sezuvchanlik
SS496А1	±75	4,5÷10,5	7	1	2,50 ± 0,075	–0,01÷ +0,06	±0,032	1,5	0,25± 0,075	–	Yuqori aniqlik

Eslatma. I_B — boshqaruv toki; I_chiq — chiqish toki; U_silj0 — nol siljish kuchlanishi; Сх — Xoll doimiyligi; K_B — magnit sezuvchanligi; В — magnit maydonini induksiyasi; ТК — harorat koeffitsienti; E_T — ta'minot kuchlanishi; Т_jav – javob vaqti.


Adabiyotlar

1. 
   Р.Г. Джексон. Новейшие датчики.- М: Техносфера, 2007.-384с.
   

2. 
   Дж.Фрайден. Современные датчики. Справочник.- Москва: Техносфера, 2005. - 592c.
   
3. 
   Игнатов, А.Н. Оптоэлектроника и нанофотоника: учеб. пособие [Электронный ресурс] – Электрон. дан. – СПб: Лань, 2017. – 596 с.
   
4. 
   Датчики: Справочное пособие / Под общ. ред. В.М. Шарапова,Е.С. Полищука Москва: Техносфера, 2012.. 624 с.
   
5. 
   Кашкаров А. П. Датчики в электронных схемах: от простого к сложному. - М.: ДМК Пресс, 2013. - 200 с.
   

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКУЛЬТРАЗВУКОВОГО СЧЕТЧИКА ГАЗА


Doi: 10.51346/tstu-conf.22.1-77-0055


Раҳимов Анваржон Комилович
ТашГТУ, магистрант кафедры "Метрология, техническое регулирование, стандартизация и сертификация"
Бобоев Ғайбулла Ғафурович
ТашГТУ, доцент (PhD) кафедры "Метрология, техническое регулирование, стандартизация и сертификация"


Аннотация: Исследованы метрологические характеристики ультразвукового счетчика газа на эталонных расходоизмерительных стендах лабораторий теплотехнических измерений Pigsar Обнаружено, что при использовании счетчика с калибровочными коэффициентами, рассчитанными при условиях, отличных от условий измерений, происходит увеличение относительной погрешности измерений объемного расхода газа. Анализ полученных данных позволил установить, что причиной этого является влияние паразитных акустических шумов, избыточного давления на отдельные компоненты счетчика и его корпус и изменение коэффициента усиления акустического сигнала. Приведены рекомендации по компенсации погрешности.
Ключевые слова: ультразвуковой преобразователь расхода, ультразвуковой расходомер, калибровка меры, эталонная расходоизмерительная установка.
Annotation: The metrological characteristics of an ultrasonic gas meter were studied on reference flow measuring stands of the Pigsar laboratories for thermal measurements. An analysis of the obtained data made it possible to establish that the reason for this is the effect of parasitic acoustic noise, overpressure on individual components of the meter and its case, and a change in the acoustic signal amplification factor. Recommendations for error compensation are given.
Keywords: ultrasonic flow converter, ultrasonic flow meter, calibration of the measure, reference flow measuring unit.

Обеспечение единства измерений неразрывно связано с периодическим контролем метрологических характеристик средств измерений. Возможность поверки ультразвуковых преобразователей расхода (далее – УЗПР) на расходоизмерительных (поверочных) установках, воспроизводящих единицу расхода и/или объема в условиях, сопоставимых условиям эксплуатации поверяемых УЗПР (давление, температура, расход, скорость газа, компонентный состав газа, и т.д.) и с требуемой величиной погрешности измерений в нашей стране ограничена. Отсутствие данных поверочных установок или несоответствие существующих по каким-либо критериям привело к распространению так называемого «без

проливного» имитационного метода поверки УЗПР, либо поверки УЗПР, предназначенных для эксплуатации «на природном газе под давлением» на «атмосферном воздухе» [1,2].
Ультразвуковой счетчик газа
Счетчики газа ультразвуковые предназначены для измерений и вычислений объема и объемного расхода природного газа, пропана, бутана и других газов при рабочих условиях. Принцип действия счетчиков основан на методе измерения разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени, пропорциональная скорости потока, преобразуется в значение объемного расхода.
В рамках проведения сличений использовался счетчик стандартной модификации серийного исполнения DN100. Основные метрологические характеристики счетчика:
Диапазон измерений расхода газа при рабочих условиях от 13 до 1000 м³/ч
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях, %:
0,1Q_max ≤ Q ≤ Q_max ± 0,3;
Q_min≤Q<0,1Q_max ± 0,5.
Примечание: представленные характеристики точности измерений применимы к счетчику прошедшему калибровку (настройку, тарировку) на расходоизмерительной установке. Требования к счетчикам при выпуске из производства (в том числе и к характеристикам точности измерений) изложены, в частности, в ISO 17089.
Определение метрологических характеристик счетчика
Счетчик был подвергнут динамическим испытаниям (определению метрологических характеристик на расходоизмерительной установке) в 3 различных лабораториях при разных условиях. Помимо этого, в соответствии со стандартом предприятия изготовителя, все выпускаемые ультразвуковые счетчики в обязательном порядке проходят первичную юстировку и проверку метрологических характеристик в статических условиях (так называемая «сухая калибровка»). Результаты «сухой калибровки» позволяют с минимальными затратами оценить качество изготовления счетчика и провести предварительную оценку его метрологических характеристик. В рамках данной статьи результаты «сухой калибровки» не рассматривались, однако необходимо отметить, что данный конкретный образец счетчика с успехом прошел все процедуры проверки, предусматриваемые отделом контроля качества завода-изготовителя в рамках «сухой калибровки».
Ультразвуковые счетчики имеют широкие возможности настройки, юстировки и подстройки на основании данных о калибровках (как «сухих», так и с использованием расходоизмерительных установок) [3]. Типичными для современных ультразвуковых преобразователей являются следующие виды корректировки показаний, основанные на оценке их метрологических характеристик полученных в динамических условиях:

• 
  корректировка по средневзвешенному;
  
• 
  полиномиальная корректировка;
  
• 
  кусочно-линейная интерполяция.
  

Корректировка по средневзвешенному – вид корректировки при котором показания расходомера умножаются на поправочный коэффициент AF, рассчитанный на основании данных об отклонении значения расхода полученного испытуемым счетчиком от значения эталонной расходоизмерительной установки. Данный коэффициент определяется единственным образом для всего рабочего диапазона расхода (исключение составляют
«двунаправленные расходомеры», способные измерять реверсивный поток, для них возможно определение второго поправочного коэффициента по средневзвешенному для реверсивного потока). Конкретная процедура нахождения поправочного коэффициента описывается в технической документации на расходомер. Чаще всего используется следующий способ нахождения средневзвешенного корректировочного коэффициента (номинальный расход 70% от максимального):
AF=1/(1+WME/100) (1)
WME=Σ^m_j=1k_jfp_Qj/Σ^m_j=1k_j, (2)
где fp_Qj – относительное отклонение показаний расходомера от показаний расходоизмерительной установки при расходе Q_j;
𝑘_𝑗 = 𝑄^′ ⁄𝑄_𝑚𝑎𝑥, при 𝑄^′ < 0,7𝑄_𝑚𝑎𝑥 ;
𝑗 𝑗
𝑘_𝑗 = 1,4 − 𝑄^′ ⁄𝑄_𝑚𝑎𝑥, при 𝑄^′ < 0,7𝑄_𝑚𝑎𝑥 ;
𝑗 𝑗
j – индекс поверочного расхода (j=1…m); m – число точек по расходу (m=5).
Корректировка по средневзвешенному позволяет линейно сместить график ошибок расходомера вверх или вниз, оставляя вид характеристической кривой ошибок неизменным.
Корректировка полиномиальной функцией –вид корректировки, при котором показания расходомера умножаются на поправочный коэффициент AFP, являющийся в свою очередь полиномиальной функцией расхода. Для каждого значения расхода измеренного расходомером рассчитывается свой корректировочный коэффициент. Типичной формулой полиномиальной корректировки является следующий вид зависимости:
AFP(Q)=A_-2Q^-2+ A_-1Q^-1+A₀+ A₁Q+ A₂Q² (3)
Значения коэффициентов A_-2…A₂ зависят от отклонений показаний расходомера и эталонной расходоизмерительной установки.


Литература

1. 
   Ганиев Р.И., Ермолаев С.А., Горчев А.И. Анализ метро- логических характеристик врезных ультразвуковых расходомеров с применением методов вычислительной гидродинамики // Вестник Казан технол.ун-та. - 2011.- №22.-С.155-162.
   
2. 
   Замалетдинова Э.Ю., Ягьяева Л.Т., Замалетдинов Р.Р. Имитационный метод поверки ультразвуковых расходомеров // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2011.- №19.- С.211-214.
   
3. 
   Фафурин В.А., Галеев М.К. Расчет корректирующего коэффициента ультразвукового расходомера // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2011.- №23.-С.152-156.
   
4. 
   Исаев, И.А. Исследование метрологических характеристик ультразвукового счетчика газа на эталонных расходоизмерительных установках /И.А. Исаев, Д.Р. Хакимов, А.И. Горчев, Р.И. Ганиев //Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - Т.15, №18. - С. 239-244.