Способ определения систематической погрешности ультразвукового контрольно-измерительного прибора Советский патент 1989 года по МПК G01B17/02 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и цожет быть использовано при определении метрологических характеристик ультразвуковых контрольно-измерительных приборов, работающих как в средах с незначительным затуханием ультразвука, так и средах, имеющих квадратичную зависимость коэффициента затухания ультразвука от частоты. .

Целью изобретения является повышение точности определения систематической погрешности измерения за сче

учета зависимости затухания ультразвука в среде от частоты.

Способ определения систематической погрешности ультразвукового контрольно-измерительного прибора заключается в следующем.

Возбуждают ультразвуковые колебания в контролируемой cpeia& измеряют расстояние 1

Scpl,u

.ср

«,

(I)

где 1,

о

31460604

- истинное значение расстоя- чии полезного сигнала, этот процесс

ведет к возникновению погрешности

кия;

о-а. - погрешность измерения. Погрешность измерения Ор, можно представить следующим, образом:

So - 8й+ Si

+ So

j

Просуммировав (1) и (2), вычтя из результата (3) и учтя (4), получим

ч пр

где 8g|j - погрешность, определяе- мая конструкцией ультразвукового преобразователя;

5р - norpemHocjb, зависящая от задержки в электрической схеме контрольно-измерительного прибора;

10

1ср ср- Чср

So -t-l np

+8в + о

°е«

10р«

пор г

е„

Г

8р. . (5)

РП

1ор9

Затем к контрольно-измерительному прибору подключают электронную мо- 15 дель среды, которая обеспечивает не только задержку электрического сигнала, но и имитацию квадратичной зависимости коэффициента затухания от частоты. Устанавливают расстояние, помощью которого принима- 20 равное нулю, и фиксируют показания

о - погрешность, вносимая по- i-nopi„

роговым устройством, с

ется решение о наличии полезного сигнала. Аналогичным образом измеряют расприбора 1о„оЭ

стояние Ijf и 1зср

омоЗ °° °

P«J

2g так как lg

О,

Ч,р

+ е

Sf

2U ег

.§.„рЛ,

2g так как lg

fo Рэ 1

(6)

порг

Мер

+ е,

1

5 5U

5U

порз причем 1

Погрешности о

(2)

(3)

1U 1-2-м 3U

ТО омоЭ

т.е. составляющая Og погрешности (5) однозначно определяется в данно 30 измерении.

На электронной моделе устанавливают значения расстояния , Im 1 и Фиксируют показания прибора

1моЭ гмоЗ моЗ

бпр .и 9,,

35

моЭ

1..м.Э

.

+ е«)(1

(7)

2.оа ,э

гц

е„+

(8)

одинаковы для всех измерений, так как они определяются только конструкцией и схемным решением прибора соответственно. Физическую сущность возникнове-до ния погрешности объяснить следующим образом. Некоторые среды, в частности воздух, обладают квадратичной зависимостью коэффициента затухания ультразвуковых колебаний 45 от частоты. Поэтому при распространении сигнала в такой среде высокочастотные составляющие его спектра затухают сильнее, чем низкочастотные.

Высокочастотные составляющие спект-др ра определяют крутизну фронтов сигнала, поэтому при распространении фрон™к ГрГе:Гг ::,Тр:Г„ с: Следо„,елько. .„.но определись

искажения фронтов зависит от расстоя- 55 « личину ния, которое сигнал проходит в среде. .

Ьмоэ° Ьм 4 P « p

(9)

Просуммировав (7) и (8), вычтя из результата (9) и учтя (4), получим

i.a iiMoa e,.

S,

nopi

. вворэ

При фиксированном значении порога срабатывания устройства, с помощью которого принимается решение о налиKiTOpi 1

еворг °Рпвр-ь мо9

1моЭ

-

9А

(10

чии полезного сигнала, этот процесс

ведет к возникновению погрешности

Se

пор

которая зависит от величины

измеряегмого расстояния.

Просуммировав (1) и (2), вычтя из результата (3) и учтя (4), получим

1ср ср- Чср

So -t-l np

+8в + о

°е«

10р«

пор г

е„

Г

8р. . (5)

РП

1ор9

прибора 1о„оЭ

омоЗ °° °

P«J

g так как lg

О,

fo Рэ 1

(6)

ТО омоЭ

т.е. составляющая Og погрешности (5) однозначно определяется в данном 0 измерении.

На электронной моделе устанавливают значения расстояния , Im 1 и Фиксируют показания прибора

1моЭ гмоЗ моЗ

35

моЭ

1..м.Э

.

+ е«)(1)

(7)

до 45

,э

гц

е„+

2

(8)

Ьмоэ° Ьм 4 P « pv

(9)

Просуммировав (7) и (8), вычтя из результата (9) и учтя (4), получим

i.a iiMoa e,.

S,

nopi

ледо„,елько

. вворэ

ичину .

KiTOpi 1

еворг °Рпвр-ь мо9

1моЭ

-

9А

5

Поскольку левая часть уравнения

(5)известна, то, подставив в него

(6)и (10), можно определить последнюю составляющую погрешности (5).

Spop 1

1, - 1.

1ф Ч.р эд °Рпор, °e4ofi + проору

Таким образом, в результате про- веденных операций, определены все составляющие систематической погрешности ультразвукового контрольно-измерительного прибора.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает повышение точности определения систематической погрешности измерений при использовании рабочих сред с квадратичной зависимостью коэффициента затухания ультразвука.

6060А6

ормулаизобретен

Способ определения систематической погрешности ультразвукового контрольно-измерительного прибора, . заключающийся в том, что в контролируемой среде возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют три различных расстояния, а о погрешности судят

10 по разности между результатом измерения большего расстояния и суммой результатов измерений меньших расстояний, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности деления систематической погрешности измерения, с помощью имитатора частотно-зависимого затухания ультразвуковых колебаний в контролируемой среде имитируют те же значения рас20 стояний и нулевое расстояние, фиксируют результаты измерения каждого из. имитируемых расстояний и учитывают последние при определении систематической погрешности ультразвукового

25 контрольно-измерительного прибора.

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано при определении метрологических характеристик ультразвуковых контрольно-измерительных приборов, работающих как в средах с незначительным затуханием ультразвука, так и в средах, имеющих квадратичную зависимость козффициента затухания ультразвука от частоты. Цель изобретения - повьщ1енне точности определения систематической погрешности измерения за счет учета зависимости затухания ультразвука в среде от частоты. В контролируемой среде возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют три различных расстояния, имити-: руют те же значения расстояний и нулевое расстояние с помощью имитатора, учитывающего влияние частотно-зависимого затухания ультразвуковых колебаний в контролируемой среде, фиксируют результаты измерений каждого из имитируемых расстояний, которые и учитывак1т их при определении систематической погрешности ультразвуковых контрольно-измерительных приборов. (Л