摘要:基(jī)于水流(liu)量标準(zhun)裝置計(ji)算機控(kong)制系統(tǒng)，研究開(kāi)發金屬(shu)管浮子(zǐ)流量計(ji) 的性能(néng)測試與(yǔ)檢定實(shí)驗。硬件(jian)采用數(shu)字量采(cǎi)集卡7505、脈(mo)沖量🐪采(cai)集卡7606,對(duì)流量标(biao)準裝置(zhi).上各種(zhǒng)信号進(jin)行控制(zhì)，并實時(shi)采集測(ce)試、檢定(ding)數據。通(tōng)過軟件(jian)編程，對(dui)測試、檢(jiǎn)定結果(guǒ)進行數(shù)據處理(li)、曲線拟(ni)合。實驗(yàn)表明，實(shí)驗者運(yùn)用所學(xué)流體力(li)學、檢測(ce)技術、誤(wù)差理論(lun)等💛方面(mian)的知識(shi)，對金屬(shǔ)管浮子(zi)流量計(jì)進行性(xing)能測試(shì)、檢定、誤(wu)差計算(suan);并通過(guo)實驗掌(zhǎng)🌈握三次(cì)曲線拟(nǐ)合在浮(fú)子流量(liàng)🔞計非線(xiàn)性特性(xìng)處理上(shàng)的應用(yòng)。
流量的(de)正确測(cè)量與國(guó)民經濟(jì)、國防建(jian)設、科學(xué)研究🐕等(děng)🛀諸多🧡領(lǐng)域有着(zhe)密切關(guān)系,對保(bǎo)證産品(pin)質量、提(ti)高生産(chan)效率、促(cù)進科學(xue)技術♋的(de)發展起(qǐ)着非常(chang)重要的(de)作用。随(sui)着經濟(jì)的快速(sù)發展,對(duì)完成流(liú)量測量(liàng)的流量(liàng)計提出(chu)了更高(gāo)的要求(qiu)。因此,本(běn)實驗室(shì)研究開(kai)發了基(jī)于計算(suan)機的金(jīn)屬管浮(fú)子流量(liàng)計👣檢定(dìng)實驗系(xi)統,實現(xian)了對金(jin)屬管浮(fú)子流量(liàng)計的性(xing)能測試(shì)✍️和檢定(ding),達到了(le)🎯金屬管(guǎn)浮子流(liú)🔞量計在(zài)實📧際應(yīng)用中的(de)正确定(dìng)位的目(mu)的。
1計算(suan)機控制(zhì)系統的(de)構成
　　水(shui)流量标(biao)準裝置(zhì)計算機(jī)控制系(xì)統舊由(you)計算機(jī)、高位水(shui)塔、流量(liàng)實驗裝(zhuang)置、被檢(jian)表(金屬(shu)管浮子(zǐ)流量計(ji))等組成(chéng)。水流量(liang)标準裝(zhuang)置計算(suàn)機控制(zhi)系統結(jié)構圖如(ru)圖1所示(shì)。
 
通觀整(zhěng)個控制(zhì)系統,得(de)知:
　　計算(suàn)機通過(guò)數字量(liang)采集卡(kǎ)7505完成電(dian)磁閥的(de)開/關信(xìn)❄️号、換向(xiang)🙇‍♀️器的開(kai)/關信号(hào)及底閥(fa)的開/關(guān)信号控(kòng)制，标準(zhun)表的脈(mo)沖信号(hào)通過7606采(cǎi)集卡采(cai)人計算(suan)，電子秤(chèng)讀數信(xin)号通過(guò)RS232串✔️行通(tong)訊👌接口(kou)與計算(suan)機進行(háng)通訊。3]通(tong)過軟件(jiàn)編程,[45]對(dui)檢定測(ce)試結果(guǒ)進行數(shu)據處理(lǐ)、線性拟(ni)合等。
　　高(gāo)位水塔(tǎ)起穩定(dìng)水頭作(zuo)用,保證(zhèng)整個實(shi)驗過程(cheng)的流量(liàng)穩🛀🏻定👌。标(biāo)🤩準表和(hé)被檢表(biǎo)串聯在(zài)實驗管(guan)路中,根(gēn)據流體(tǐ)流動連(lián)⭐續性🏃‍♂️原(yuan)理，在定(ding)常流動(dong)下,流過(guò)它們的(de)流量是(shì)相等的(de)。經标準(zhun)砝碼🏃調(diao)校電子(zi)秤可使(shǐ)其精度(du)比标準(zhǔn)表精度(du)高出3倍(bei),因此用(yong)稱重法(fa)檢定标(biāo)準表,然(rán)後再用(yòng)标準表(biao)檢定被(bèi)校表。用(yòng)稱重法(fa)檢定👨‍❤️‍👨儀(yí)表朔源(yuán)性🎯好,但(dàn)工作效(xiao)率低,故(gù)-一般實(shí)驗用标(biao)準♍表進(jin)行,并定(ding)期對标(biao)準表進(jìn)行檢定(dìng)🏃🏻‍♂️。
2水流量(liàng)标準裝(zhuāng)置
　　實驗(yàn)裝置結(jie)構圖如(rú)圖2所示(shi):
 
　　工作過(guò)程:用水(shui)泵将水(shui)池中的(de)水打入(rù)水塔,在(zài)整個💚實(shi)驗過程(chéng)中使水(shuǐ)塔處于(yú)溢流狀(zhuang)态，以保(bǎo)證系統(tǒng)的壓頭(tou)不變。待(dai)水流穩(wěn)定後,打(da)開截止(zhi)閥,水通(tong)過标準(zhǔn)表、上遊(yóu)直管段(duan)、被檢流(liu)⭕量計、下(xià)遊直管(guan)段、夾表(biao)器、調節(jiē)閥、換向(xiang)器,流出(chu)實驗管(guan)路。
3金屬(shu)管浮子(zi)流量計(ji)檢定實(shi)驗研究(jiū)
　　浮子流(liu)量傳感(gan)器又稱(chēng)轉子流(liú)量傳感(gan)器。本實(shi)驗室用(yong)🙇🏻到的被(bei)檢定浮(fú)子流量(liang)計是金(jin)屬管浮(fu)子流量(liang)計✉️,而金(jīn)屬管浮(fú)子流量(liàng)🌐計的💯檢(jian)定實驗(yàn)是流量(liàng)檢測技(ji)術實驗(yan)🚶的重點(dian)⭕，也是本(ben)控制系(xi)統設計(ji)的重點(diǎn)。
　　金屬管(guǎn)浮子流(liu)量計引(yin)入計算(suàn)機技術(shu)取代凸(tu)輪機械(xiè)結構進(jìn)行流量(liang)計算,将(jiāng)流量信(xin)号通過(guo)傳感器(qì)、轉換器(qi)由數字(zì)液晶顯(xian)🏃🏻‍♂️示出來(lai)，并通過(guò)鍵盤置(zhì)人密度(du)、溫度、壓(yā)力等工(gong)況參數(shù),具有智(zhi)能化、高(gāo)🐅精度、使(shǐ)用方便(bian)、工作可(kě)靠等特(tè)點🏃🏻‍♂️。
　　流量(liang)傳感器(qi)是将非(fēi)電量的(de)流量信(xin)号轉化(hua)爲電量(liàng)信号的(de)感應裝(zhuang)置,金屬(shu)管轉子(zǐ)流量計(jì)輸出的(de)則是⛱️電(diàn)壓信号(hào)。由于其(qí)流量-電(dian)壓特性(xing)有較強(qiáng)的非線(xiàn)性,常用(yòng)最小二(èr)乘法對(duì)其進行(hang)三次曲(qǔ)線拟合(he)。
3.1實驗原(yuán)理
　　金屬(shu)管浮子(zi)流量計(ji)管體由(yóu)錐管和(hé)浮子組(zu)成,當流(liú)🈲體自下(xià)而上✌️流(liú)人錐管(guan)時,被浮(fú)子節流(liu),當流體(ti)作用❤️在(zai)浮子的(de)動壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻力(li)、浮子在(zai)流體中(zhōng)的浮力(lì)、浮子的(de)重力達(da)到平衡(heng)時，浮子(zǐ)就平穩(wěn)地浮在(zai)錐管内(nei)某-位置(zhì)上。浮子(zi)在錐管(guǎn)中的位(wèi)置與流(liú)體流經(jing)錐管流(liú)量的🐅大(da)小一對(duì)應。其浮(fu)子位置(zhi)高度是(shi)由角位(wei)移傳感(gan)器檢測(cè)并轉換(huan)成電壓(yā)信号。因(yin)此,某一(yi)個流量(liang)點Q對應(yīng)一個電(dian)壓值,實(shi)驗要求(qiú)在各流(liu)量點下(xià)正反行(háng)程各進(jin)行3次實(shí)驗,将其(qí)平🚩均值(zhí)作爲輸(shu)出電壓(ya)❄️V。用實驗(yan)數據拟(nǐ)合出Q~Vo的(de)關系式(shi)，再🙇‍♀️次進(jin)流量檢(jian)定實驗(yan),以驗證(zhèng)拟合公(gōng)式的拟(ni)合👈精度(du)。
3.2金屬管(guan)浮子流(liu)量計性(xìng)能測試(shi)
　　在浮子(zǐ)流量計(ji)的流量(liàng)範圍内(nèi)選擇6~7個(gè)流量點(diǎn)(最好是(shì)均勻分(fèn)布的,且(qie)由标準(zhǔn)渦輪流(liu)量計讀(dú)取),調節(jie)閥廣]達(dá)到所要(yao)求的流(liú)量值點(diǎn)Q(瞬時流(liú)量m'/h),測出(chu)與流量(liàng)點Q對應(ying)的浮子(zǐ)輸出電(diàn)😘壓V(從浮(fu)子的液(ye)晶顯示(shì)上讀得(de))。
從小流(liu)量向大(da)流量測(cè)量稱正(zheng)行程,反(fan)之稱反(fǎn)行程。正(zheng)反行程(chéng)各3次,當(dāng)測量數(shù)據全部(bu)測量完(wán)成時,計(jì)算機自(zi)動将各(ge)流量點(dian)的電壓(yā)平均值(zhí)V計算出(chū)來。
3.3拟合(he)曲線Q~V0
　　根(gēn)據圖3檢(jian)定測試(shi)的數據(ju)，在圖3窗(chuāng)口按[報(bao)台計算(suàn)機自動(dong)完成用(yòng)🎯最小二(er)乘法拟(nǐ)合3次曲(qǔ)線91(實質(zhi)爲:若拟(ni)🐪合n次🌈曲(qu)線💚,則n+1個(ge)待定系(xì)數,需解(jiě)n+1元一次(cì)線性方(fāng)程組🛀,此(cǐ)程序用(yong)高斯📧消(xiao)去法求(qiu)解),求得(de)浮子電(diàn)壓一流(liú)量特性(xìng)曲線如(rú)圖4,并得(dé)🍉出拟合(hé)公式。
 
3.4金(jīn)屬管浮(fu)子流量(liang)計的檢(jiǎn)定
　　再次(cì)選定5~6個(gè)流量點(diǎn)進行測(ce)試,将這(zhe)些點的(de)浮子流(liu)量🈲計的(de)輸出電(diàn)壓代人(ren)拟合公(gōng)式,計算(suan)出通過(guò)浮子的(de)流量。金(jīn)屬管浮(fú)子流量(liang)計的檢(jian)定計算(suàn)結果如(rú)圖5所示(shì)。在圖5中(zhōng)，渦🆚輪流(liú)量是指(zhi)标準表(biǎo)流㊙️量，拟(ni)合曲線(xiàn)流量指(zhi)将浮子(zi)電壓帶(dài)人3次拟(ni)合曲線(xiàn)公式後(hòu)計算得(dé)到的浮(fú)子🌈流量(liang)計的流(liu)量。
　　将浮(fú)子流量(liàng)計的流(liu)量Q與标(biao)準表測(cè)得的流(liú)量Qo帶人(ren)計算滿(man)度誤差(chà)[10公式(2),進(jin)而求得(dé)對應的(de)滿度誤(wu)差E,并找(zhao)出最大(da)🥵滿度誤(wù)差Emax。
 
4結語(yu)
　　随着計(ji)算機技(ji)術的飛(fēi)速發展(zhǎn),高等教(jiao)育的深(shēn)化改革(ge),教學質(zhi)量的不(bu)斷提高(gao),原有的(de)實驗設(she)備就顯(xiǎn)得落後(hou)了。在💜原(yuán)有的高(gao)位水塔(tǎ)的基礎(chu)上,對實(shi)驗設備(bei)進行了(le)😄改造和(hé)擴建。除(chú)了保留(liu)稱重顯(xian)示儀以(yǐ)獲取💯電(dian)子秤的(de)讀數,其(qí)餘工作(zuò)如定時(shí)、控制換(huan)✂️向器動(dòng)作💜、控制(zhi)底閥開(kai)關、脈沖(chong)計數等(děng)都由計(ji)算機完(wán)成。實驗(yàn)🙇‍♀️中做到(dao)實時控(kong)制、實時(shí)采集數(shù)據,并及(jí)時對數(shù)據進🏃行(hang)相應的(de)計算、處(chu)理。用一(yi)🙇🏻台計算(suan)機取代(dai)了原來(lái)繁多的(de)儀器儀(yí)表,這使(shǐ)得系統(tǒng)的整體(ti)結構🈲趨(qū)于簡單(dān),自動化(huà)程度更(geng)高,實驗(yàn)手段更(gèng)加先進(jìn),激發了(le)👌學生📐的(de)學習興(xing)趣。學生(shēng)通過實(shi)驗過程(cheng)，不僅對(duì)這門]課(ke)加深了(le)理解,而(ér)且對本(ben)專業其(qi)🈚他課加(jiā)以應用(yòng);拓寬了(le)✉️知識面(mian),感受到(dào)了計算(suàn)機控制(zhì)系🥰統在(zai)流量測(ce)量領域(yù)中的實(shí)際應用(yong)。同時，基(ji)于計算(suàn)機的金(jīn)屬管浮(fu)子流量(liàng)計檢定(ding)實驗系(xi)統的建(jian)成，爲自(zì)動化專(zhuan)業以及(jí)從事流(liú)量測量(liàng)方面的(de)研究人(ren)員提供(gòng)了一個(ge)良好的(de)實♉驗平(ping)台。

本文(wén)來源于(yú)網絡,如(rú)有侵權(quan)聯系即(jí)删除！