Разработка вторичного эталона единицы длины для измерения уровня жидкости, страница 7

2.3.3  Описание устройства макета

Макет представляет собой металлический каркас, на верхней части которого установлен упорный фланец. На фланце на изолирующей прокладке из текстолита установлен электромотор, ось которого сопряжена с намоточным барабаном для рулеточной ленты и направляющим шкивом. Внутренний конец рулетки закреплен на оси барабана (механически и электрически). Для подсоединения к цепи рулетки используется подвижный щеточный электроконтакт, опирающийся на корпус намоточного барабана, в цепи которого появляется ток при контакте иглы щупа с поверхностью воды. К внешнему концу рулетки прикреплен щуп на свободном подвесе. Щуп выполнен в виде латунного цилиндра диаметром 25мм, в нижнюю часть которого ввинчена стальная контактная игла. На верхнюю упорную часть щупа закреплена изолирующая прокладка, чтобы исключить замыкание контактной цепи щупа на корпус прибора. Таким образом, система электроконтактный щуп, рулетка, намоточный барабан образуют электрическую цепь, изолированную от электронной аппаратуры макета.

Внутри каркаса расположены электронные устройства:

-  блок питания электропривода;

-  устройство формирования импульса “контакт”.

Органы управления выведены на боковые панели каркаса. Они включают: тумблер изменения величины скорости опускания ОДУ-э, кнопка “Пуск” блокирующая концевик, отключающий питание при подходе щупа в верхнее упорное положение.

Для питания формирователя импульса “контакт” используется внешний стабилизированный источник питания типа ИПС1. Подключение к электросети осуществляется сетевым кабелем.

Формирователь импульса “контакт” содержит два выходных контакта, один из которых подключается к токосъемной щетке намоточного барабана, а второй – к металлическому сосуду, в котором находится вода.

Для проведения измерения сосуд размещается на определенном расстоянии с водой по вертикали опускания ОДУ-э от каркаса макета. В качестве рулеточной ленты использована лента от рулетки по ГОСТ 7502-89 шириной 10мм, толщиной 2мм и длинной 3,5м, что обеспечивает измерение дистанции до 3м.

При проведении измерений каркас необходимо установить на горизонтальную поверхность, а сосуд – на гладкую металлическую пластину для возможности проведения контрольных измерений с помощью штангенрейсмасса, устанавливаемого на пластину.

При проведении измерений на эталоне ДЕТУ03-02-97 каркас макета устанавливается на установочный стол эталона.

2.3.4  Экспериментальные исследования макета

2.3.4.1  Схема эксперимента.

Экспериментальное исследование макета эталона проводится комплектным методом с помощью эталонного средства измерительной техники – штангенрейсмасса, с помощью которого контролируется расстояние от установочного фланца до поверхности жидкости при нормальных условиях его работы:

-  температура воздуха (20±5)ºC;

-  давление воздуха – нормальное;

-  относительная влажность воздуха – 85%;

-  напряжение сети питания (220±22)В с частотой (50±1)Гц.

Определение метрологических характеристик макета эталона проводится комплектно методом непосредственного сличения значений длины рулеточной ленты, измеренной по формуле (2.2), и определенной штангенрейсмассом.

Опыт 1. Цель: определение погрешности расстояния до границы раздела сред воздух-жидкость, фиксируемой измерительным щупом, т.е. оценка погрешности “контакта”. Измерения проводились на двух расстояниях до поверхности воды: 340,775мм и 443,5мм.

Для определения погрешности проведены многократные независимые измерения расстояния от установочного фланца до поверхности жидкости в автоматическом режиме, это расстояние также контролируется с помощью эталонного средства – штангенрейсмасса. Результаты измерений сведены в таблицы 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 Результаты первичных измерений

№п./п.	Установочное расстояние , мм	Расстояние, измеренное по рулетке , мм	, мм	Эталонное значение расстояния , мм
1	654,0	997,0	343,180		2,405
2	654,0	997,1	343,280		2,505
3	654,0	997,2	343,380		2,605
4	654,0	996,7	342,880		2,105
5	654,0	997,3	343,480		2,705
6	653,8	997,2	343,380		2,605
7	653,8	997,5	343,680		2,905
8	653,8	997,5	343,680		2,905
9	653,8	997,3	343,480		2,705
10	653,8	997,3	343,480	340,8	2,705
11	653,8	997,3	343,480		2,705
12	653,8	997,2	343,380		2,605
13	653,8	997,0	343,180		2,405
14	653,8	997,4	343,580		2,805
15	653,8	997,4	343,580		2,805
16	653,8	997,5	343,680		2,905
17	653,8	997,3	343,480		2,705
18	653,8	997,5	343,680		2,905
19	653,8	997,4	343,580		2,805
20	653,8	997,5	343,680	340,7	2,905
21	653,8	997,5	343,680		2,905
22	653,8	997,7	343,880		3,105
23	653,8	997,4	343,580		2,805
24	653,8	997,5	343,680		2,905
25	653,8	997,5	343,680		2,905
26	653,8	997,6	343,780		3,005
27	653,8	997,3	343,480		2,705
28	653,8	997,4	343,580		2,805