15. И змерение плотности среды, подробный анализ погрешностей и вызывающих их причин.

Существует два способа измерения плотности:

1. Прямое измерение (ареометр - поплавок);

Погрешности при измерении ареометром:

• неравномерное прогревание жидкости (зависит от места погружения;

• чистота жидкости;

• погрешность веса грузика;

• погрешность центровки (расположение груза, толщина стенок);

• смещение шкалы;

• погрешность объема (диаметр трубки);

• нелинейность стенок;

• погрешность изготовления шкалы;

• температура прибора;

• качество поверхности (смачиваемость);

• субъективные ошибки;

• оптические искажения.

2. Косвенное измерение плотности (весы, мерное устройство, тара).

Главное требование – большой измеряемый объем, вес тары как можно меньше.

Погрешности:

• Примеси;

Если знаменатель стремится к нулю, то относительная погрешность стремится к бесконечности. Из этого следует, что вес тары должен быть как можно меньше, а вес груза как можно больше.

Абсолютная ошибка уменьшается, зато ошибка взвешивания груза с тарой возрастает пропорционально весу груза.

16. Измерение статического давления в потоках. Управление чувствительностью к углу скоса потока.

Статическое давление – давление, не учитывающее кинетическую энергию потока, при его измерении не происходит торможение потока (или происходит торможение с рассеиванием кинетической энергии в теплоту – диссипативное торможение).

Для измерения статического давления используются отверстия в стенках канала или трубки датчика, сечения для забора воздуха которых расположены параллельно направлению потока.

Угол скоса потока вызывает погрешности измерения (максимально допустимый скос потока – 2-3 градуса), для выравнивания потока применяют дефлекторы. При их использовании необходимо производить тарировку шкалы, так как скорость потока в дефлекторе увеличивается по сравнению с основным потоком. При этом скорость ограничивается от скорости звука. Дальнейшее увеличение скорости ведет к запиранию канала и постоянной скорости в канале, давление не измеряется. Максимальное значение скорости:

Трубка Пито измеряет статическое и полное давление. Для забора статического давления отверстия выполняются на боковой поверхности трубки, на расстоянии от закругленного конца, где возмущения, вызванные закруглением, уже не оказывают влияния.

Инерционность показаний датчика зависит от размеров трубки, расстояние датчика до чувствительного элемента.

Погрешности чувствительного элемента могут возникать из-за обтекания отверстия, резкое изменение давления в потоке, забоины на краях отверстия, фаски и скругления в отверстии, нестационарность потока, скос потока.

Требования к чувствительному элементу: как можно меньший диаметр отверстия, острые кромки отверстия или фаски.

17. Измерение полного давления потока. Управление чувствительностью к углу скоса потока.

Давление измеряется прямым способом.

Чувствительный элемент датчика – отверстие, оно должно быть соответственным способом ориентировано относительно вектора скорости потока (поверхность, на которой выполнено отверстие).

На любой поверхности в сплошных средах наблюдается торможение, соответственно, для замера статического давления необходимо использовать диссипативный механизм торможения, а для – измерения полного давления необходимо обеспечить изоэнтропное торможение.

Борьба с погрешностью:

• поворот трубки;

• поворот потока.

Мин возмущения – при использовании Г-образной трубки

Канал дефлектора – проточный, поэтому должен иметь как можно меньшее сужение.

Если . Давление в дефлекторе становится полным, т.к.

На скорости больше чем дефлектор применять нельзя.

Разность диаметров нужно иметь как можно меньше.

Фаска имеет направляющее действие.

Источники погрешности:

• Скос потока

Чувствительность к углу скоса потока

Для компенсации этого делают несколько сквозных отверстий. В идеале – кольцевой канал.

В доль носка Г-образной трубки давление постоянно меняется.

• Инерционность (см. нестационарные уравнения основных законов сохранения вещества, импульса, энергии)

Чем больше объем, тем дольше будет происходить процесс опорожнения или заполнения.

Нестационарность потока при малой инерционности вызывает дополнительную погрешность.