Коррекция результатов измерений

Связь между выходным сигналом лг, измерительного преобразователя (ИП) и сигналом на его входе х, без учета динамики, определяется полной статической характеристикой.

В этом выражении функция /является непрерывной и дифференцируемой по всем своим аргументам, a z — вектор влияющих величин.

Однозначная зависимость между выходным сигналом ИП и значением измеряемого параметра существует только лишь при постоянстве значений влияющих величин. Для обеспечения однозначного соответствия между х_{ и х для каждого ИП в его паспорте указывают номинальные значения влияющих величин z^. При подстановке в уравнение статической характеристики ИП (4.3) номинальных значений влияющих величин получают номинальную статическую характеристику ИП.

Операцию аналитической градуировки выполняют с использованием градуировочной характеристики ИП, представляющей собой функцию, обратную его номинальной статической характеристике (4.4):

где х^г — значение измеряемой величины, определенное по значению сигнала измерительной информации х, в соответствии с градуировочной характеристикой ИП.

Очевидно, что применение аналитической градуировки ИП дает возможность определить по сигналу х_л действительное значение измеряемого параметра л: только тогда, когда преобразование х в сигнал выполнено согласно номинальной статической характеристике ИП (4.4), т. е. при выполнении условия

Так как на производстве трудно, а подчас и невозможно осуществить стабилизацию всех влияющих величин на их номинальных уровнях, то при нарушении условия (4.6) появляется дополнительная погрешность результатов измерения.

где х, =f (x_y z° 4- Azj; Az — вектор отклонений влияющих величин от номинальных значений.

При нарушении условия (4.6) истинное значение измеряемой величины х можно найти с помощью функции, обратной полной статической характеристике ИП.

Истинное значение измеряемой величины х можно найти и другим путем — через определение величины х^г по выражению (4.5) и умножение ее на некоторый коэффициент коррекции &_кор :

На основании (4.5), (4.7), (4.8) получим.

Пример При измерении расхода перегретого пара, вырабатываемого парогенератором, существенное влияние на результаты измерений оказывают изменения температуры и давления пара, т. к. при этом меняется плотность контролируемой среды. Рассмотрим применение описанного выше способа коррекции результатов измерений на примере измерения массового расхода перегретого пара.

Массовый расход пара при его измерении с помощью расходомера переменного перепада давления можно определить по функции, обратной полной статической характеристике расходомера.

где АР — перепад давления на дифференциальном манометре расходомера; р — плотность перегретого пара; к₀ — коэффициент расхода.

Для перегретого пара плотность зависит от давления и температуры, поэтому коэффициент коррекции найдем делением выражения (4.10) на градуировочную характеристику.

С учетом (4.9) к_К0р = ^р/р₀. Для перегретого пара при изменении давления в пределах 10… 15 МПа и изменении температуры от 500 до 600 °C значение его плотности может быть определено по следующему аппроксимирующему выражению.

Имея функциональную зависимость плотности перегретого пара от давления и температуры и определив для их номинальных значений р₀, можно рассчитать текущее значение фактической плотности пара р, а затем и коэффициент коррекции ?_кор. При известном коэффициенте к_кор коррекция измерения массового расхода перегретого пара осуществляется согласно выражению (4.8).