摘(zhai)要:基(ji)于水(shui)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)計算(suan)機控(kong)制系(xi)統，研(yan)究開(kai)發金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)計 的(de)性能(neng)測試(shi)與檢(jian)定實(shi)驗。硬(ying)件采(cai)用數(shu)字量(liang)采集(ji)卡💜7505、脈(mo)沖量(liang)采集(ji)卡7606,對(dui)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi).上各(ge)種信(xin)号進(jin)行控(kong)制，并(bing)實🈲時(shi)采集(ji)測試(shi)、檢定(ding)數據(ju)。通過(guo)軟件(jian)編程(cheng)，對測(ce)試、檢(jian)定結(jie)果進(jin)行數(shu)據處(chu)理、曲(qu)線拟(ni)合。實(shi)驗表(biao)明♍，實(shi)驗者(zhe)運用(yong)所學(xue)流體(ti)力學(xue)、檢測(ce)技術(shu)、誤差(cha)理論(lun)等🏃方(fang)面的(de)知識(shi)，對金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)計進(jin)行性(xing)能測(ce)試、檢(jian)定、誤(wu)差計(ji)💚算;并(bing)通過(guo)實驗(yan)掌🌈握(wo)三次(ci)曲線(xian)拟合(he)在🌈浮(fu)子流(liu)量計(ji)非線(xian)👄性特(te)性處(chu)理上(shang)的❓應(ying)用。
流(liu)量的(de)正确(que)測量(liang)與國(guo)民經(jing)濟、國(guo)防建(jian)設、科(ke)學研(yan)究🚩等(deng)諸多(duo)領💁域(yu)有着(zhe)密切(qie)關系(xi),對保(bao)證産(chan)品質(zhi)量、提(ti)高生(sheng)産效(xiao)率👄、促(cu)進科(ke)學💋技(ji)術的(de)發展(zhan)起着(zhe)非常(chang)重要(yao)的作(zuo)用。随(sui)着經(jing)濟的(de)快速(su)⛷️發展(zhan),對完(wan)成流(liu)量測(ce)量的(de)流量(liang)計提(ti)出了(le)更高(gao)的要(yao)求。因(yin)此♻️,本(ben)實驗(yan)室🔞研(yan)究開(kai)發了(le)基于(yu)計算(suan)機的(de)金屬(shu)管🏃浮(fu)子流(liu)量計(ji)檢定(ding)實驗(yan)系統(tong),實現(xian)了對(dui)金⛹🏻‍♀️屬(shu)管浮(fu)子流(liu)量計(ji)的性(xing)能測(ce)試和(he)檢定(ding),達到(dao)了金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流✌️量(liang)計在(zai)實際(ji)應用(yong)中的(de)正🧑🏾‍🤝‍🧑🏼确(que)🈲定位(wei)的目(mu)的。
1計(ji)算機(ji)控制(zhi)系統(tong)的構(gou)成
　　水(shui)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)計算(suan)機控(kong)制系(xi)統舊(jiu)由計(ji)算機(ji)、高位(wei)水塔(ta)、流🏃‍♀️量(liang)⛷️實驗(yan)裝置(zhi)、被檢(jian)表(金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)計)等(deng)組成(cheng)。水流(liu)量🚩标(biao)準裝(zhuang)置計(ji)算機(ji)控制(zhi)系統(tong)結構(gou)圖如(ru)圖1所(suo)示。
 
通(tong)觀整(zheng)個控(kong)制系(xi)統,得(de)知:
　　計(ji)算機(ji)通過(guo)數字(zi)量采(cai)集卡(ka)7505完成(cheng)電磁(ci)閥的(de)開/關(guan)信号(hao)👨‍❤️‍👨、換向(xiang)器的(de)🔴開/關(guan)信号(hao)及底(di)閥的(de)開/關(guan)信号(hao)控制(zhi)，标準(zhun)表的(de)脈沖(chong)信号(hao)通過(guo)7606采集(ji)卡采(cai)人計(ji)算，電(dian)子秤(cheng)讀數(shu)信号(hao)通過(guo)RS232串✂️行(hang)通訊(xun)接口(kou)與計(ji)算機(ji)進行(hang)通訊(xun)。3]通過(guo)軟件(jian)編程(cheng),[45]對檢(jian)定測(ce)試結(jie)果進(jin)行數(shu)據🎯處(chu)理、線(xian)性拟(ni)合等(deng)。
　　高位(wei)水塔(ta)起穩(wen)定水(shui)頭作(zuo)用,保(bao)證整(zheng)個實(shi)驗過(guo)程的(de)流量(liang)穩定(ding)。标準(zhun)表和(he)被檢(jian)表串(chuan)聯在(zai)實驗(yan)管路(lu)中,根(gen)據流(liu)體流(liu)動連(lian)續性(xing)原理(li)，在定(ding)常流(liu)動下(xia),流過(guo)它們(men)的流(liu)量是(shi)相等(deng)的。經(jing)标準(zhun)砝碼(ma)🔞調校(xiao)電子(zi)秤可(ke)使其(qi)👣精度(du)比标(biao)準表(biao)精度(du)高出(chu)3倍,因(yin)⚽此用(yong)稱重(zhong)法檢(jian)定标(biao)準表(biao),然後(hou)再用(yong)标準(zhun)表檢(jian)🈲定被(bei)校表(biao)。用稱(cheng)重法(fa)檢定(ding)儀表(biao)朔源(yuan)性好(hao),但工(gong)作效(xiao)率低(di)🐉,故-一(yi)般實(shi)驗用(yong)标準(zhun)表進(jin)行,并(bing)定期(qi)對标(biao)準表(biao)進行(hang)檢定(ding)。
2水流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置
　　實(shi)驗裝(zhuang)置結(jie)構圖(tu)如圖(tu)2所示(shi):
 
　　工作(zuo)過程(cheng):用水(shui)泵将(jiang)水池(chi)中的(de)水打(da)入水(shui)塔,在(zai)整個(ge)實☁️驗(yan)過程(cheng)中使(shi)水塔(ta)處于(yu)溢流(liu)狀态(tai)，以保(bao)證系(xi)統的(de)👣壓頭(tou)不變(bian)。待水(shui)流穩(wen)♋定後(hou)💁,打開(kai)截止(zhi)閥,水(shui)通過(guo)标準(zhun)表、上(shang)遊直(zhi)管段(duan)、被檢(jian)流量(liang)計、下(xia)遊直(zhi)管段(duan)、夾表(biao)器、調(diao)節閥(fa)、換向(xiang)器,流(liu)出實(shi)驗管(guan)路。
3金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)計檢(jian)定實(shi)驗研(yan)究
　　浮(fu)子流(liu)量傳(chuan)感器(qi)又稱(cheng)轉子(zi)流量(liang)傳感(gan)器。本(ben)實驗(yan)室用(yong)到的(de)被檢(jian)定浮(fu)子流(liu)量計(ji)是金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)計,而(er)金屬(shu)管浮(fu)子流(liu)量計(ji)的檢(jian)定實(shi)驗是(shi)流量(liang)檢測(ce)技術(shu)實驗(yan)的重(zhong)點，也(ye)是本(ben)控制(zhi)系統(tong)設計(ji)的重(zhong)點。
　　金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)計引(yin)入計(ji)算機(ji)技術(shu)取代(dai)凸輪(lun)機械(xie)結✏️構(gou)進♌行(hang)流量(liang)計算(suan),将流(liu)量信(xin)号通(tong)過傳(chuan)感器(qi)、轉換(huan)器由(you)數字(zi)液晶(jing)顯示(shi)出來(lai)，并通(tong)過鍵(jian)盤置(zhi)人密(mi)度、溫(wen)度、壓(ya)力等(deng)工況(kuang)參數(shu),具有(you)智⛹🏻‍♀️能(neng)化、高(gao)精度(du)、使用(yong)方便(bian)、工作(zuo)可靠(kao)等特(te)點。
　　流(liu)量傳(chuan)感器(qi)是将(jiang)非電(dian)量的(de)流量(liang)信号(hao)轉化(hua)爲電(dian)量信(xin)号的(de)❤️感應(ying)裝置(zhi),金屬(shu)管轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)輸出(chu)的則(ze)是電(dian)壓信(xin)号。由(you)于☁️其(qi)流量(liang)-電壓(ya)特性(xing)有較(jiao)強的(de)非線(xian)性,常(chang)用最(zui)小二(er)乘法(fa)對其(qi)進行(hang)三次(ci)曲線(xian)拟合(he)。
3.1實驗(yan)原理(li)
　　金屬(shu)管浮(fu)子流(liu)量計(ji)管體(ti)由錐(zhui)管和(he)浮子(zi)組成(cheng),當流(liu)體自(zi)下而(er)上流(liu)人錐(zhui)管時(shi),被浮(fu)子節(jie)流,當(dang)流體(ti)作用(yong)在浮(fu)子的(de)動壓(ya)力、浮(fu)子在(zai)流體(ti)中的(de)浮力(li)、浮子(zi)的重(zhong)力達(da)到💛平(ping)衡時(shi)，浮子(zi)就平(ping)穩地(di)浮在(zai)錐管(guan)内某(mou)-位置(zhi)上。浮(fu)子在(zai)錐管(guan)中的(de)🏃‍♂️位置(zhi)與流(liu)體流(liu)經錐(zhui)管流(liu)量的(de)大小(xiao)一對(dui)應。其(qi)浮子(zi)位置(zhi)高度(du)是由(you)角位(wei)移傳(chuan)感器(qi)❌檢測(ce)并轉(zhuan)換成(cheng)電壓(ya)信号(hao)。因此(ci),某一(yi)個流(liu)量點(dian)Q對應(ying)一個(ge)電壓(ya)值,實(shi)驗要(yao)求在(zai)各流(liu)量點(dian)下正(zheng)反行(hang)程各(ge)進行(hang)3次實(shi)驗,将(jiang)其平(ping)均值(zhi)作爲(wei)輸出(chu)電壓(ya)V。用實(shi)驗數(shu)據拟(ni)合出(chu)🔴Q~Vo的關(guan)系式(shi)，再次(ci)進流(liu)量檢(jian)定實(shi)驗,以(yi)驗證(zheng)拟合(he)公式(shi)的拟(ni)合精(jing)度。
3.2金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)計性(xing)能測(ce)試
　　在(zai)浮子(zi)流量(liang)計的(de)流量(liang)範圍(wei)内選(xuan)擇6~7個(ge)流量(liang)點(最(zui)好🔴是(shi)均勻(yun)分布(bu)的,且(qie)由标(biao)準渦(wo)輪流(liu)量計(ji)讀取(qu)),調節(jie)閥廣(guang)]達到(dao)所要(yao)求🔞的(de)流量(liang)值點(dian)Q(瞬時(shi)流量(liang)m'/h),測出(chu)與流(liu)量點(dian)Q對應(ying)的浮(fu)子輸(shu)出電(dian)壓V(從(cong)浮子(zi)的液(ye)晶顯(xian)示上(shang)讀得(de))。
從小(xiao)流量(liang)向大(da)流量(liang)測量(liang)稱正(zheng)行程(cheng),反之(zhi)稱反(fan)行程(cheng)。正反(fan)行程(cheng)各3次(ci),當測(ce)量數(shu)據全(quan)部測(ce)量完(wan)成時(shi),計算(suan)機自(zi)🈲動将(jiang)⛹🏻‍♀️各流(liu)量點(dian)的電(dian)📧壓平(ping)均值(zhi)V計算(suan)出來(lai)。
3.3拟合(he)曲線(xian)Q~V0
　　根據(ju)圖3檢(jian)定測(ce)試的(de)數據(ju)，在圖(tu)3窗口(kou)按[報(bao)台計(ji)算機(ji)自動(dong)完成(cheng)用最(zui)小二(er)乘法(fa)拟合(he)3次曲(qu)線91(實(shi)質爲(wei):若拟(ni)合n次(ci)曲線(xian),則n+1個(ge)待定(ding)系數(shu),需解(jie)n+1元一(yi)次線(xian)性方(fang)程組(zu),此程(cheng)序❗用(yong)高斯(si)消去(qu)法🔱求(qiu)解),求(qiu)得浮(fu)子電(dian)壓一(yi)流量(liang)特性(xing)曲線(xian)如圖(tu)4,并得(de)出拟(ni)合公(gong)式。
 
3.4金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)計的(de)檢定(ding)
　　再次(ci)選定(ding)5~6個流(liu)量點(dian)進行(hang)測試(shi),将這(zhe)些點(dian)的浮(fu)子流(liu)🏒量計(ji)的輸(shu)出電(dian)壓代(dai)人拟(ni)合公(gong)式,計(ji)算出(chu)通過(guo)浮子(zi)的流(liu)😄量。金(jin)屬管(guan)浮子(zi)流量(liang)💃計的(de)檢定(ding)計算(suan)結果(guo)如圖(tu)♋5所示(shi)。在圖(tu)5中，渦(wo)輪流(liu)量是(shi)指标(biao)準表(biao)流量(liang)，拟合(he)曲線(xian)流量(liang)指将(jiang)浮子(zi)電壓(ya)帶人(ren)3次拟(ni)合曲(qu)線公(gong)式後(hou)計算(suan)得到(dao)的浮(fu)子流(liu)量計(ji)的流(liu)量。
　　将(jiang)浮子(zi)流量(liang)計的(de)流量(liang)Q與标(biao)準表(biao)測得(de)的流(liu)量Qo帶(dai)人計(ji)算滿(man)度誤(wu)差[10公(gong)式(2),進(jin)而求(qiu)得對(dui)應的(de)滿度(du)誤差(cha)E,并找(zhao)出最(zui)大滿(man)度誤(wu)差🚶Emax。
 
4結(jie)語
　　随(sui)着計(ji)算機(ji)技術(shu)的飛(fei)速發(fa)展,高(gao)等教(jiao)育的(de)深化(hua)改革(ge)🔆,教🤞學(xue)🛀質量(liang)的不(bu)斷提(ti)高,原(yuan)有的(de)實驗(yan)設備(bei)就顯(xian)得落(luo)後🌍了(le)。在原(yuan)有的(de)高位(wei)水塔(ta)的基(ji)礎上(shang),對實(shi)驗設(she)備進(jin)行了(le)改造(zao)和擴(kuo)建。除(chu)了保(bao)留🈲稱(cheng)重顯(xian)示儀(yi)以獲(huo)取🌈電(dian)子秤(cheng)的讀(du)數,其(qi)餘工(gong)作如(ru)定時(shi)、控制(zhi)換向(xiang)器動(dong)作、控(kong)制底(di)閥開(kai)關、脈(mo)沖計(ji)數等(deng)都由(you)計算(suan)機完(wan)成。實(shi)驗中(zhong)做到(dao)實時(shi)控制(zhi)、實時(shi)采集(ji)數據(ju),并及(ji)時對(dui)數據(ju)進行(hang)相應(ying)的計(ji)算、處(chu)理。用(yong)一台(tai)計算(suan)機取(qu)代了(le)原來(lai)繁🌈多(duo)📧的儀(yi)器儀(yi)表,這(zhe)使👉得(de)系統(tong)的整(zheng)體結(jie)構趨(qu)于簡(jian)單☀️,自(zi)動化(hua)程度(du)更高(gao),實驗(yan)手段(duan)更加(jia)先進(jin),激發(fa)了學(xue)生✌️的(de)學習(xi)興趣(qu)。學生(sheng)通過(guo)實驗(yan)過程(cheng)，不僅(jin)對這(zhe)門]課(ke)加🐆深(shen)了理(li)解,而(er)且對(dui)本專(zhuan)業🔴其(qi)他課(ke)加以(yi)應用(yong);拓寬(kuan)了知(zhi)識面(mian),感受(shou)到了(le)計算(suan)機控(kong)制系(xi)統在(zai)流量(liang)測量(liang)領🐆域(yu)中的(de)實際(ji)應用(yong)。同時(shi)，基于(yu)計算(suan)機的(de)金屬(shu)管浮(fu)子流(liu)量計(ji)檢定(ding)實驗(yan)系統(tong)的建(jian)成，爲(wei)自㊙️動(dong)化專(zhuan)業以(yi)及💋從(cong)事流(liu)量測(ce)量方(fang)面的(de)研究(jiu)人員(yuan)提供(gong)了一(yi)個良(liang)好的(de)實🥵驗(yan)平台(tai)🔞。

本文(wen)來源(yuan)于網(wang)絡,如(ru)有侵(qin)權聯(lian)系即(ji)删除(chu)！