Разработка и исследование методов и аппаратуры для определения динамических характеристик средств измерений переменной температуры водных потоков

• Автор: Кочарян, Самвел Агасиевич
• Шифр специальности: 05.11.01, 05.11.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 177 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение Глава 1.

Физические принципы и средства контактных измерений переменной температуры водных потоков.

1.1 Физикоматематические модели взаимодействия измерительных

преобразователей температуры со средой водного потока.

1.2. Нормируемые динамические характеристики и оценка погрешности преобразования переменной температуры контактными датчиками.
1.3 Быстродействующие рабочие средства измерения переменной температуры водной среды.

1.4 Принципы действия и математические модели быстродейст

вующих эталонных датчиков Государственного специального эталона переменных температур.
Глава 2.
Методы и средства обеспечения единства измерений переменной температуры водных потоков. Метод повышения точности определения ДХ эталонных датчиков на ГСЭ ПТ
2.1 Задача и особенности обеспечения единства динамических измерений температуры.
2.2 Стандарты и правила, используемые при измерениях переменной температуры.
2.3 Государственный специальный эталон и государственная пове
рочная схема в области измерений переменной температуры водной среды.
з
2.4.Эталонные гидродинамические установки для определения динамических характеристик малоинерционных электротермометров.
2.5 Метод повышения точности определения параметров переходной характеристики эталонного датчика ДТ 1 на ГСЭ ПТ.
2.6 Математический алгоритм и экспериментальное определение
КЧХ эталонного датчика температуры методом исключения влияния оз неидеальности испытательного сигнала ГСЭ ПТ Глава 3.
Разработка метода и аппарату ры для определения динамических характеристик датчиков переменной температуры с использованием случайного испытательного сигнала
3.1. Предпосылки разработки и алгоритм метода определения параметров комплексных частотных характеристик быстродействующих датчиков температуры в затопленной струе
3.2. Эталонная гидродинамическая установка Затопленная струя и эксперимент по исследованию характеристик случайного испытательного сигнала.
3.3. Экспериментальное определение динамических характеристик быстродействующих рабочих датчиков переменной температуры на установке Затопленная струя.
3.4. Метод аппаратной и программной коррекции динамических характеристик датчиков переменной температуры.
3.5 Экспериментальное исследование модели датчика ДТ1 с аппаратным корректором комплексной частотной характеристики
Заключение.
Список литературы


Кроме этого, в диссертации решена задача исключения влияния неидеальности испытательного сигнала, воспроизводимого Государственным специальным эталоном единицы переменной температуры ГСЭ ПТ, что позволило значительно повысить точность передачи размера единицы эталонным малоииерционным термометрам, используемым при поверке и калибровке рабочих СИ переменной температуры водных потоков. Для решения этой задачи автором разработан и аппаратно реализован алгоритм обработки измерительной информации, позволяющий автоматически исключать пофешность воспроизведения, возникающую изза неидеальности испытательного сигнала. В диссертации одновременно поставлена и решена задача значительного расширения диапазона частот измеряемых пульсаций эталонным датчиком, входящим в состав ГСЭ ПТ. О до 0 Гц. Разработанные в диссертации методы определения динамических характеристик базируются на математической теории идентификации динамических систем, являющейся универсальной по отношению к динамическим измерениям любых физических величии, в том числе скорости, давления и удельной электрической проводимости водных потоков и поэтому могут использоваться для исследования метрологических характеристик СИ соответствующих физических величин. В первой главе диссертации изложен обзор основных физикоматематических моделей взаимодействия датчиков температуры при контактных измерениях переменной температуры водных потоков. Описаны принципы нормирования и оценки погрешности СИ переменной температуры водных потоков. Приведено описание и принципы действия быстродействующих эталонных и рабочих СИ. Показано, что выбор математической модели датчика и модели погрешности измерения мгновенных значений температуры определяются конструкцией, размерами, теплофизическими свойствами и условиями теплообмена датчика со средой. Во второй главе сформулирована задача и подчеркнуты особенности обеспечения единства динамических измерений температуры. Изложены принципы действия Государственного эталона единицы переменной температуры, эталонных датчиков и существующих эталонных установок, используемых при передаче размера единицы быстродействующим рабочим датчикам температуры. Приведен разработанный автором метод и математический алгоритм определения параметров полных динамических характеристик быстродействующих датчиков переменной температуры, автоматически исключающий влияние неидеальности прямоугольного испытательного сигнала, воспроизводимого ГСЭ ПТ, на погрешность определения показателей тепловой инерции датчиков. В третьей главе приведен разработанный автором метод, дано его обоснование и описана гидродинамическая установка Затопленная струя, обеспечивающая определение полных динамических характеристик быстродействующих датчиков температуры с использованием случайного испытательного сигнала, генерируемого свободной затопленной струей. Описан принцип действия и конструкция разработанного автором нового широкополосного эталонного датчика пульсаций температуры. Представлены результаты экспериментов по определению динамических характеристик разнотипных датчиков турбулентных пульсаций температуры с помощью разработанного метода и гидродинамической установки. В згой же главе показана иерархическая схема передачи размера единицы температуры средствам измерения турбулентных пульсаций температуры водных потоков. Тема диссертации связана с выполнением ряда научнотехнических проектов, входящих в Государственные научнотехнические программы ГНТП, Федеральные целевые программы ФЦП, программы метрологических работ ПМР ВНИИМ им. Д.И. Программа метрологических работ ГНЦ РФ ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, Совершенствование Государственного эталона единицы переменной температуры водной среды, руководитель ученый хранитель ГСЭ Кочарян С. ГНТП Миннауки РФ Экология и рациональное природопользование, Программа ГНЦ РФ ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, Проект 2. НИОКР Создание научнотехнической базы центра поверки и калибровки средств измерений гидрофизических величин при исследовании Мирового океана, научный руководитель Кочарян С. ФЦП Мировой океан. НИР Разработка путей создания системы метрологического обеспечения гидрофизических и гидрометеорологических измерений для освоения ресурсов и пространств Мирового океана и реализации Федеральной целевой программы ФЦП Мировой океан, научный рук. С.А.