Тарировка датчика. Средняя дисперсия выходного параметра в опытах матрицы

3 Тарировка датчика

Данные, которые необходимо изменить в рамках (выделены соответствующим цветом):

Номер по списку группы

Название раздела (точно так же, как в заголовке раздела)

ФИО студента

Обратите внимание, как оформляется ссылка на литературный источник

Особенность тензометрического метода измерения состоит в том, что величина давления определяется косвенно через величину деформации тензоэлемента. Вид функциональной зависимости между деформацией пружины и величиной действующего давления неизвестен. Поэтому для проведения измерений прибор необходимо протарировать следующим образом. Образец изделия нагружается известной силой, по величине которой можно вычислить теоретическое давление, действующее на датчик. Затем снимается показание электрического измерительного прибора, связанного с датчиком, и это показание ставится в соответствие расчетной величине давления.

Для тарировки создана специальная установка, схема которой показана на рисунке 3.1.

На жестко закрепленном цилиндре 2 размещается датчик давления 1, который сверху накрывается полоской эластомерного трикотажного полотна 3. На концы полоски подвешиваются грузы 4 определенной массы. Величина массы грузов переводилась в величину давления на чувствительный элемент датчика по формуле (3.1) [2].

Рисунок 3.1 – Схема установки для тарировки датчика

                                                   (3.1)

где  – измеряемое давление, Па;

 – масса груза с одной стороны полоски полотна, кг;

 – ускорение свободного падения, м/c² (9,81);

 – радиус цилиндра, м (0,043);

 – ширина полоски полотна, м (0,1);

 – коэффициент, учитывающий погрешность, вносимую датчиком.

Тарировка датчика с точки зрения теории планирования эксперимента представляет собой активный однофакторный эксперимент. В качестве входного фактора  выбирается масса груза с одной стороны полоски полотна, а в качестве выходного  – показания измерительного прибора (ток в мкА).

Диапазон изменения фактора: от  кг до  кг с интервалом варьирования фактора  кг. Число уровней варьирования фактора в матрице планирования эксперимента принимаем , каждый опыт матрицы повторяется  раз.

В результате обработки данных эксперимента необходимо получить регрессионную модель шкалы прибора и определить адекватность полученной модели. Для проведения регрессионного анализа используется схема, включающая в себя следующие этапы [11].

1. Исключение резко выделяющихся данных.

2. Проверка гипотезы о нормальном распределении выходной случайной величины.

3. Проверка гипотезы об однородности дисперсий в опытах матрицы.

4. Определение средней дисперсии выходного параметра в опытах матрицы.

5. Определение подходящего вида регрессионной модели.

6. Определение коэффициентов регрессии.

7. Определение адекватности полученной зависимости.

8. Определение значимости коэффициентов регрессии и их доверительных интервалов.

9. Определение доверительных интервалов средних значений выходного параметра при фиксированном значении фактора.

10. Определение доверительных интервалов для индивидуальных значений выходного параметра при каждом уровне фактора.

В результате проведения активного эксперимента получены следующие данные (таблица 3.1), где  – уровень варьирования фактора,   – номер опыта при одинаковом уровне варьирования фактора.

Таблица 3.1 – Экспериментальные данные