Способ определения систематической погрешности ультразвукового контрольно-измерительного прибора

 

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано при определении метрологических характеристик ультразвуковых контрольно-измерительных приборов , работающих как в средах с незначительным затуханием ультразвука, так и в средах, имеющих квадратичную зависимость козффициента затухания ультразвука от частоты. Цель изобретения - повьщ1енне точности определения систематической погрешности измерения за счет учета зависимости затухания ультразвука в среде от частоты . В контролируемой среде возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют три различных расстояния, имити-: руют те же значения расстояний и нулевое расстояние с помощью имитатора , учитывающего влияние частотно-зависимого затухания ультразвуковых колебаний в контролируемой среде, фиксируют результаты измерений каждого из имитируемых расстояний, которые и учитывак1т их при определении систематической погрешности ультразвуковых контрольно-измерительных приборов. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сЮ 4. С 01 В 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4312607/25-28 (22).24.07,87 (46) 23.02.89.Бюл. N 7 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.Н.Кольцов, М.А.Кондратьев и А.В,Половинкин (53) 620 ° 179.16 (088.8) (56) Jornal,7арап of NDT, 1979, vol.28, У 6, р.379-384. . Авторское свидетельство СССР

У 744320, кл. G 01 В 7/02, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА (57) Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано при определении метрологических характеристик ультразвуковых контрольно-измерительных приборов, работающих как в средах с нез1 Изобретение относится к области измерительной техники и,может быть использовано при определении метрологических характеристик ультразвуковых контрольно-измерительных приборов, работающих как в средах с незначительным затуханием ультразвука, так и средах, имеющих квадратичную зависимость коэффициента затухания ультразвука от частоты.

Целью изобретения является повыше.ние точности определения систематической погрешности измерения sa счет

„„SU „„3460604 А 1 начительным затуханием ультразвука, так и в средах, имеющих квадратичную зависимость коэффициента затухания ультразвука от частоты. Цель изобретения - повышение точности определения систематической погрешности измерения за счет учета зависимости

l затухания ультразвука в среде от частоты. В контролируемой среде возбуждают ультразвуковые колебания, иэмеряют три различных расстояния, имитируют те же значения расстояний и нулевое расстояние с помощью имитатора, учитывающего влияние частотно-зависимого затухания ультразвуковых колебаний в контролируемой среде, g фиксируют результаты измерений каждого as имитируемых расстояний, которые и учитывают их при определении систематической погрешности ультра звуковых контрольно-измерительных приборов.

2 учета зависимости затухания ультразвука в среде от частоты.

Способ определения систематической погрешности ультразвукового контрольно-измерительного прибора заключается в следующем.

Возбуждают ультразвуковые колебания в контролируемой среде-и измеряют расстояние 1, 1,- 1+ е, (1) о

0604

4 чин полезного сигнала, этот процесс ведет к возникновению погрешности

3 которая зависит от величины

«ор

5 измеряемого расстояния.

Просуммировав (1) и (2), вычтя иэ результата (3) и учтя (4), получим

10 (5) Затем к контрольно-измерительному прибору подключают электронную мо15 дель среды, которая обеспечивает не только задержку электрического сигнала, но и имитацию квадратичной зависимости коэффициента затухания от частоты. Устанавливают расстояние, 20 равное нулю, и фиксируют показания прибора 1о м„а о моя ом Ео

25 так как 1ои 0

1«ма Е, Е,. 1 (6) т.е. составляющая 3Е погрешности (5) однозначно определяется в данном

30 измерении. !

На электронной моделе устанавли" вают значения расстояния 1 ц, 12« . 1 „ и фиксируют показания прибора

1 1

» мо3 2 мод» мод

O) 1»»» + 12»» 11„° причем

Погрешности ЗЕ„ и 9Е одинаков« вы для всех измеренйй, так как они определяются только конструкцией и схемным решением прибора соответственно. Физическую сущность возникнове-40 ния погрешности ЗЕ« можно объяснить э следующим образом. Некоторые среды, в частности воздух, обладают квадратичной зависимостью коэффициента затухания ультразвуковых колебаний 45 от частоты. Поэтому при распространении сигнала в такой среде высокочастотные составляющие его спектра затухают сильнее, чем низкочастотные.

Высокочастотные составляющие спект-50 ра определяют крутизну фронтов сигнала, поэтому при распространении фронты становятся более пологими, сигнал как бы растягивается ° Причем степень искажения фронтов зависит от расстоя- 55 ния, которое сигнал проходит в среде.

При фиксированном значении порога . срабатывания устройства, с помощью которого принимается решение о нали(10) 3 146 где 1 — истинное значение расстояis ния; вЂ, погрешность измерения.

Погрешность измерения 3е, можно представить следующим образом:

ОЕ Е +ОВ +ОЕ

» «ð ул «ор» где 3Š— погрешность, определяе«р мая конструкцией ультразвукового преобразователя;

Sp „ — погрешность, зависящая от задержки в электрической схеме контрольно-измерительного прибора;

3Š— погрешность, вносимая по«ор l роговым устройством, с помощью которого принимается решение о наличии . полезного сигнала.

Аналогичным образом измеряют расстояние 12 и 1 3ср

2ер

2д 20 В 2 Е

В„ор (2) - 1м, 8Е - 1эи 8Е + Е +

Эор М > Ъ» «р Эл

+ е„„, (Э) +3 +II ++8 е„,„, е „,р, е„,р, .

12-а 1м ЯЕ, а 1,„+ е,„+ е«ор,1 (8) .

1зм.а 1- Е,м,д 1ъ. 4 + Е«ор ъ (9) Просуммировав (7) и (8),. вычтя из результата (9) и учтя (4), получим

1 + 1 - 1 +о + оа «.а ..а Е,.

+ »ээ»э — э»ээрЭ °

Следовательно, можно определить величину

+ -о -1 + е«ор 2. е«о„Qyg 1 .а 1.а- å,„, Таким образом, в результате про— веденных операций, определены все составляющие систематической погрешности ультразвукового контрольно-измерительного прибора.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает повышение точности определения систематической погрешности измерений при использовании рабочих сред с квадратичной зависимостью коэффициента затухания ультразвука.

Составитель.Г.Максимочкин

Техред Л. Олийнык Корректор И.Муска

Редактор Л.Гратилло

Заказ 534/50 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 14

Поскольку левая часть уравнения (5) известна, то, подставив в него (6) и (10), можно определить последнюю составляющую 3 „ погрешности (5).

60604 6

@ормулаизобретения

Способ определения систематической погрешности ультразвукового

5 контрольно-измерительного прибора, заключающийся в том, что в контролируемой среде возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют три различных расстояния, а о погрешности судят по разности между результатом измерения большего расстояния и суммой результатов измерений меньших расстояний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения систематической погрешности измерения, с помощью имитатора частотно-зависимого затухания ультразвуковых колебаний в контролируемой среде имитируют те же значения раср0 стояний и нулевое расстояние, фиксируют результаты измерения каждого из имитируемых расстояний и учитывают последние при определении систематической погрешности ультразвукового

25 контрольно-измерительного прибора.