Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям - Пронкин Н.С.
ISBN 978-5-98704-267-4
Скачать (прямая ссылка):
В схеме измерителя проката в токовом режиме (рис. 11.16) в отличие от предыдущей установки (пример 11.6) импульсы заряда с ИК интегрируются на входной емкости усилителя С и усиливаются МДМ-усилителем (примерно в 1000 раз) до уровня, необходимого для нормальной работы АЦП. Сигнал с АЦП обрабатывается вычислительным устройством (ВУ) в соответствии с заложенной в нем номинальной градуировочной зависимостью. Сигнал с ВУ может преобразовываться в ЦАП в непрерывный сигнал и передаваться на усилитель мощности (УМ) для управления прокатным станом. Программа ВУ корректируется в соответствии с уставками, задающими толщину проката, сорт стали, режим проката и т.д.
Для обеспечения нормальной работы установки и достижения необходимой погрешности измерения:
— рабочая температура ПП, включая АЦП, поддерживается в диапазоне 25—350C с помощью водяной рубашки, непрерывно охлаждаемой проточной водой;
— рабочая температура сопротивления обратной связи R00, определяющего коэффициент усиления МДМ-усилителя, поддерживается в термостате с точностью ±0,5°С, поскольку выходной сигнал усилителя UBUX = 1^xR00.
К особенностям этой установки можно отнести:
— слабую зависимость эффективности регистрации гамма-излучения радионуклида америция-241 от температуры окружающей среды;
356
X U)
Водяная рубашка ±5"С
Рис. 11.16. Схема установки измерения толщины стального листа (проката)
— слабое изменение активности радионуклида со временем (период полураспада америция-241 составляет 433 года), а также возможность автоматической подстройки градуировочной зависимости в ВУ с учетом временного распада радионуклида;
— практически отсутствие влияния электронных шумов И К на результат измерения (обратный ток — ток утечки ИК снижен благодаря охранному кольцу вокруг сигнального электрода ИК);
— полный сбор носителей с ИК, длительность которых может изменяться из-за температуры и напряжения питания (Z8x= QNx^);
— отсутствие пофешности, связанной с нестабильностью мертвого времени, присущей всем СИ, работающим в счетном режиме.
Составляющие методической и инструментальной погрешностей подобны тем, которые были рассмотрены в примере 11.6. Составляющая инструментальной погрешности, обусловленная отличием градуировочной зависимости от номинальной, в этой установке устраняется индивидуальной градуировкой и соответствующей корректировкой ВУ.
Дисперсия динамической и основной составляющей погрешности из-за флуктуации радиационного сигнала определяется формулами (5) и (10) примера 10.18., где G0(jco)=l, <7CH(jw) = 1/(1+jcot),
т= CA00; (со) = 2сса2/(1 +а2со2), Cc = T;1, xx=lx/v, Ix — постоянная линейной корреляции толщины проката; 5®(со) = 2Д Ja2TV2). В примере 10.19 приведена оценка регистрируемой скорости счета при заданной относительной динамической погрешности.
357
Пример 11.8. На рис 11.17 приведена схема радиоизотопного следящего уровнемера, предназначенного для измерения положения уровня жидкости относительно базовой точки (дна емкости), а также для слежения за изменением уровня в этой емкости.
Поскольку блоки источника и детектора (БИ и БД) конструктивно жестко связаны с электромеханическим приводом (ЭМП), система находится в равновесии, когда на детектор поступает половина ИИ от БИ. При этом сигнал на выходе устройства сравнения (УС) равен нулю (рис. 11.17 и 11.18). При заполнении емкости уровень жидкости начинает перекрывать поток излучения, и на выходе УС появляется сигнал рассогласования +АС/, который приводит в движение ЭМП с БД и БИ, осуществляя слежение за уровнем. При снижении уровня на выходе УС вырабатывается сигнал противоположной полярности (-Af/), и ЭМП начинает движение вниз. Отсчет уровня жидкости производится электромеханическим устройством (ЭМУ) по положению системы БИ—БД.
На рис. 11.19 приведена модель для расчета погрешностей уровнемера.
Преобразователь Kh осуществляет преобразование изменения положения системы БИ—БД относительно уровня Ah в изменение потока излучения, падающего на чувствительную поверхность детектора, AN=/(Ah), где AN= N-N0 = N- NJl = (Nm/lK)Ah, в пределах режима слежения, когда рассогласование (расстояние) между
эмп
Устройство управления У двигателем
Рис. 11.17. Схема радиоизотопного следящего уровнемера: P — редуктор; Дв — электродвигатель; Пр — преобразователь сигнала с интенсиметра (И) в сигнал на усилитель мощности (УМ). На схеме показаны сигналы, соответствующие состоянию равновесия системы слежения
358
AU-AN
AN1 = NnJKN=NnJ
AN1 = O (N=N0)
Ah = Нш-H
LN-NnJl (N=N^J
Рис. 11.18. Зависимость сигнала рассогласования от положения системы БД—БИ относительно уровня жидкости H (чувствительность преобразования Sh = AN/Ah* A U/Ah)
L** ANAl^ AN AlV- A(At/)
AU^AU'
A(Ah) Ah'
h = const
Ah
A(Ah') 1
I sny
Pwc. //.79. Модель для расчета погрешности измерения (слежения) уровня: Kh, Кпп, КИН, Кэмп — преобразователи изменения входного сигнала в изменение выходного сигнала; ANh, AN, A(AU), A(Ah), A(Ah') — генераторы погрешностей на выходе соответствующих преобразователей
уровнем и системой БИ—БД не превышает ±/к/2, где /к — длина КС БИ-БД.
