2.5.2 Не исключенная систематическая погрешность измерений
За не исключенную систематическую погрешность принята погрешность прибора. По паспортным данным, погрешность определения параметров сигнала осциллографа составляет:
по времени -dtn = 0.01%,
по амплитуде - д1п = 0.3%.
Также к не исключенной систематической погрешностью относится динамическая погрешность датчиков.
Определение динамической погрешностью магнитострикционного датчика, позволяющей судить об отсутствии запаздывания в показаниях прибора, было проведено по методике приведенной в [96].
Испытуемый датчик устанавливался на неподвижный кронштейн, после чего на него воздействовали ударной волной, которую имитировали при помощи падения стального шарика массой 0.7 гр с высоты 560 мм. Ударная волна в идеале должна отражаться прямоугольным сигналом на осциллографе, а она отражается на осциллографе с некоторым запаздыванием, что показано на рисунке 2.8а. Время т характеризует собою «время запаздывания» динамического процесса. Предельная частота^ собственных электрических колебаний датчика, обуславливающая запаздывания в записи динамического процесса равна:Јо. г = —
/Д = 2л- ? при этом 6)0, где 00 - частота собственных колебаний, поэтому
/д=2г. (2.12)
Из анализа полученных осциллограмм определяем время т и для полученного значения т вычисляем частоту/д по формуле 2.12.
Согласно методике оценки погрешности приведенной в [96] осциллограммы для амплитуды силы, изменяющейся с частотой, показывают, что для правильной записи динамического процесса можно идти до частот:
/= 1/2/д= 1/4т, причем ошибка в этом случае не превышает 5%.
На рисунке 2.8а представлены полученные осциллограммы нагрузочных толчков для применяемого магнитострикционного датчика с энергией 3.85 Дж. Из анализа этих осциллограмм видно, что время запаздывания т составляет 0.05 миллисекунды, т.е. его можно считать безинерционным при записи изменения давления, изменяющегося с частотой, порядка 1 ООО пер/сек.
ю
5
Е 0 В мвт
2015 5 2015 6 2015 7 2015.8 2015 9 2016 2016 1 2016 2 2016 3 2016 4
t ыс
10 5
Е 0 Вольт
-5 -10
б)
Рисунок 2.8 - Осциллограммы применяемого магнитострикционного датчика от падения стального шарика массой 0.7 гр с высоты 560 м а) при температуре 20°С; б) при температуре 100°С
-5 -10
Как видно из рисунка 2.86, частота колебаний при изменении температуры нагрева датчика, не изменилась и составила 0.05 мс. Изменение температуры на 80 °С с 20°С до 100°С, привело к увеличению амплитуды сигнала на 0.6 вольта, с 9.52 до 10.12 вольта. Для достоверности полученных результатов проводилось по 10 повторений, для каждой температуры. Как показали эксперименты, рисунок 2.8, с увеличением температуры, амплитуда колебаний затухает значительно, быстрее.
Динамическая погрешность ионизационного датчика можно пренебречь, так как система не имеет движущихся частей, поэтому является без инерционной.