Анализ результатов линеаризации статической характеристики ультразвукового измерительного преобразователя для измерения параметров волоконных материалов

Аннотация

Известно, что качество получаемых полуфабрикатов и изделий из волоконного сырья зависит от физико-механических свойств используемых материалов. В настоящее время волоконное сырье обрабатывается на высокоскоростных агрегатах по технологиям непрерывных процессов с минимальным числом переходов. Такие технологии возможны при автоматическом регулировании работы агрегатов и автоматизированном экспресс-контроле, чтобы обеспечить показатели продуктов переработки (ленты, нити) с заданной массой (номером) и минимально допустимой неравномерностью (квадратическая неравнота). Рассматривается перспектива решения этих задач путем применения ультразвуковых акустических датчиков. Цель работы – выполнить сравнительный анализ линеаризации статической характеристики ЭАПП и произвести выбор базовой схемы, обеспечивающей минимальную статическую погрешность. Выполнена аппроксимация входной статической характеристики ультразвукового датчика экспоненциальным полиномом, на основании чего обосновано ее преимущество в сравнении с логарифмическим методом линеаризации. Рассмотрены и исследованы 2 структурные схемы линеаризации статической характеристики ультразвукового датчика: коррекция с помощью логарифмического усилителя, коррекция с помощью функционального генератора. Без линеаризации коэффициент усиления изменяется от 6,1 до 0,4 В/кТекс, а относительная погрешность достигает 110%. Логарифмическая схема не обеспечивает линейности: отклонения K_и составляют от -36% до +61% относительно среднего значения 3,1 В/кТекс. Предложенная схема с функциональным генератором стабилизирует коэффициент усиления на уровне 3 В/кТекс с отклонениями, не превышающими погрешности измерительного тракта. Полученные результаты могут быть использованы при модернизации систем автоматизированного контроля качества волокнистого сырья на предприятиях агропромышленного комплекса.