Способ градуировки устройства для измерений электрической проводимости морской воды с трансформаторным первичным преобразователем

 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти широкое применение в аппаратуре для океанологических исследований. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости градуировки. В предлагаемом спо собе совокупность значений электрической проводимости (ЭП), при которой фиксируется значение выходного сигнала градуируемого устройства, создается не с помощью измерения солености растворов в градуировочном баке, а путем изменения сопротивления имитатора витка воды. При этом образцовыми средствами для измерения совокупности создаваемых значений ЭП являются не солемер и образцовая термометрическая установка , а магазин сопротивления с известными действительными значениями сопротивления его декад. В результате значения ЭП могут быть измерены с меньшей погрешностью, т.к. образцовые средства измерения сопротивления обеспечивают получение более высокой точности во всем диапазоне измерений. 2 з.п. ф-лы. Q (Л а

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (1) 4 G 01 R 35/00, С 01 Я 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 ) 3849431/24-21 (22) 11.12.84 (46) 23.03.88.Бюл. И 11 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР (72) А.С.Светличный, В.В.Воскресенский и В.В.Холкин (53) 621.317.7 (088.8) (56) Современные методы и средства измерения гидрологических параметров океана. — Киев: Наукова думка, 1979.

Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. - Л.:

Гидрометеоиздат, 1977. (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ УСТРОЙСТВА

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ МОРСКОЙ ВОДЫ С ТРАНСФОРМАT0PHblM ПЕРВИЧНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти широкое применение в аппаратуре для океанологических исследований. Цель изобретения — повьппение точности и снижение трудоемкости градуировки.

В предлагаемом способе совокупность значений электрической проводимости (ЭП), при которой фиксируется значение выходного сигнала градуируемого устройства, создается не с помощью измерения солености растворов в градуировочном баке, а путем изменения сопротивления имитатора витка воды. При этом образцовыми средствами для измерения совокупности создаваемых значений ЭП являются не солемер и образцовая-термометрическая установка, а магазин сопротивления с д е известными действительными значениями сопротивления его декад. В результате значения ЭП могут быть измерены с меньшей погрешностью, т.к. об- ( разцовые средства измерения сопротивления обеспечивают получение более высокой точности во всем диапазоне измерений. 2 з.п. ф-лы.

1383241

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано, в частности, при градупронке измерительных каналов электрической проводимости морской воды с трансформаторным первичным преобразователем, нашедших широкое применение в аппаратуре для океанологических исследований. 10

Цель изобретения — повышение точности и снижение трудоемкости градуировки.

Поставленная. цель достигается !5 тем, что согласно способу градуировки устройства для измерений электрической проводимости морской воды с трансформаторным первичным преобразователем путем определения коэф- 20 фициентов его характеристики преобразования по совокупности различных значений электрической проводимости соответствующих им значений ныход-. ного сигнала устройства, включающему 25 измерение электрической проводимости электропроводящего раствора н градуиравочном баке с помощью солемера и образцовой термометрической установки, снимают зависимость выходного 30 сигнала N градуируемого устройства от сопротивления имитатора витка воды — проводника с известным сопротивлением, пропущенного через отверстие первичного преобразователя и замкнутого на магазин сопротивления, рассчитывают коэффициенты g и g, характеристики преобразования

40 (1) ьь gî о яо+ Й1 1 1

% = - ------ )

Ro (2),о где R — относительная или удель55 ная электрическая проводимость электропроводящего раствора в градуировочном баке, измеренная с помощью электрической проводимости 7 витка воды, определяемой по параметрам имитатора, в выходной сигнал устрой- 45 ства,. после чего в градуировочном баке при одном фиксированном значении солености электропроводящего раствора 35+0,3 определяют коэффициент преобразования q первичного преобразователя солемера и образцовой термометрической установки; о

N — значение выходного сигнала устройства, соответствующее

R,,а коэффициенты а, и а, статической характеристики преобразования относительной или удельной электрической проводимости R в выходной сигнал N градуируемога устройстна получают путем деления коэффициентов 8 и g характеристики преобразования электрической проводимости 7 витка воды в выходной сигнал устройства на коэффициент преобразования Я первичного преобразователя, при этом проводимость имитато- . ра нитка воды 7 рассчитывают по формуле

Y

) (3)

r -(m1) r + r м.с мо пр где гм — сопротивление, равное сумме действительных значений сопротивлений включенных декад магазина сопротивления;

m — число включенных декад магазина сопротивления;

r„, — начальное сопротивление магазина;

r — сопротивление проводника, замкнутого на магазин сопротивления, а при определении коэффициента в градуировочном баке применяют раст- 1 вор с соленостью 35,0-35,3 при использовании для калибровки солемера стандартной морской воды с относительной электрической проводимостью большей или равной единице, и с соленостью 34,7-35,0 при использовании стандартной морской воды с относительной электрической проводимостью, меньшей или равной единице.

Достижение поставленной цели обусловлено тем, что в предлагаемом способе совокупность значений электрической проводимости, при которой фиксируется значение выходного сигнала градуируемого устройства, создается не с помощью изменения солености растворов в градуироночном баке, а с помощью изменения сопротивления имитатора витка воды, при этом образцовыми средствами для измерения совокупности создаваемых значений электрической проводимости являются не солемер и образцовая

1383241 термометрическая установка, а магазин сопротивления с известными действительными значениями сопротивления его декад.

В этом случае значения электрической проводимости, используемые при градуировке, могут быть измерены с меньшей погрешностью в силу того, что образцовые средства измере-1р ния сопротивления позволяют получить более высокую точность во всем диапазоне измерений, нежели использующийся в известном способе солемер.

Измерение электрической проводи- 15 мости в градуировочном баке с помощью солемера и образцовой термометрической установки, применяемое в предлагаемом способе для определения коэффициента преобразования пер- 2р вичного преобразователя g по соотношению (2), производится лишь в одной фиксированной точке при солености раствора 35+0,3.

Погрешность измерения солемером 25 электрической провсдимости в этой точке минимальна, поскольку калибровка солемера производится по стандартной морской воде с соленостью, близкой к 35, и солемер используется в качестве компаратора. В этом случае составляющая погрешности градуировки, вносимая солемером, уменьшается более, чем в 10 раэ.

Предлагаемый способ градуировки измерительного устройства, например, по относительной электрической проводимости реализуется следующим образом. 40

С помощью магазина сопротивления, например, типа P4830/1, аттестованного подекадно с указанием действительных значений сопротивления и проводника с известным сопротивлени- 45 ем, представляющего собой медный провод любой марки с сечением не менее 0,75 мм и длиной 0,5-1 м, измеренным, например, с помощью омметра цифрового типа Щ34, пропущенного через отверстие трансформаторного, первичного преоб разователя градуируемого устройства и замкнутого на магазин сопротивления, собирают имитатор витка воды. Аттестация магазина сон55 ротивления производится, например, с помощью потенциометрической установки У309. Устанавливают поочередно табличные значения электрической проводимости имитатора витка воды (8-10 равномерно распределенных по диапазону измерений точек) с помощью декадных переключателей магазина сопротивления. Проводимость имитатора витка воды У „„ рассчитывают по соотношению (3) . Для каждого значения проводимости имттатора фиксируют значения выходного сигнала градуируемого устройства. Используя массив полученных данных У и N, íàïðèмер, с помощью метода наименьших квадратов, определяют значения коэффициентов g u g „ характеристики о преобразования электрической проводимости У в выходной сигнал N измерительного устройства.

Создают в градуировочном баке раствор с соленостью 35+0,3 путем растворения определенного количества морской соли в дистиллированной воде или разведением профильтрованной морской воды. Так как нелинейность характеристики преобразования солемера определяется неточностью деления старших разрядов индуктивного делителя напряжения солемера, то их значения при калибровке солемера по стандартной морской воде не должны отличаться от значений при измерении электрической проводимости пробы.

Это требование для двух старших декад делителя напряжения солемера выполняется при соблюдении следующих условий: если для калибровки солемера используется стандартная морская вода с относительной электрической проводимостью, большей или равной единице, то в градуировочном баке должен создаваться раствор с соленостью 35-35,3, при использовании стандартной морской воды с относительной электрической проводимостью, меньшей или равной единице, — раствор с соленостью 34,7-35. Помещают в бак градуируемое устройство (его погружаемую часть с первичным преобразователем электрической проводимости ) и первичный преобразователь образцовой термометрической установки. Интенсивно перемешивают раствор в баке, при этом визуально контролируют отсутствие воздушных пузырьков на внутренней и внешней поверхности первичного преобразователя электрической проводимости и удаляют их, если они появляются. После установ1383241

ЗО

К, », (l+ (» -1) (T-I 5) (I 20--Т(l 96-0,019Т)-R (50,67-0,215Т 71 «) «10 1 (4) 35 .<.. =- R fl-(R . -1) (Т -15)»

T.«p i$ ) )5 «-р (1 ° 96 0»019Т г

Р„„(50, 67-0,21 5Т -1 7 47R ))х (5) :<„=й,„ (6»766097 1 0 + 2,00564" (6) 10 Т„, + 1»104259 10 Т, 6,9698 10 Т, + 1,0031 10 Т, )»

R,ïðèÒ=15Ñ 50

R, при темпера. де R — î".íîø< )øå

Р. — oò-.»"àøåíèå

" «1 туре Т, .1спользуя полеченные значения

Е " и В. рассчитывают значение коэффя«кента преобразования первичного «рэобряэователя А по соотношению

12) К«)эффициенты а< и а, характери.."тики преобразования R = a + а,N

S5 ления в бяке стабильной температурь) . егистрируют 8-10 значений выходного сигнала N градуируемого устройств a » синхронных с ними значений

5 температуры раствора Т„ при градуировке. Величина Т, определяется с помощью образцовой термометрическай установки, состоящей из платинового термометра, например, типа ПТС-10 первого разряда, потенциометра, например типа Р348 и катушки сопротив,ления, например, типа Р321 класса т..х :ности 0,01.

1« начале и конце снятия синхрани а . атсчетов из градуировочного бака отбирают в подготовленные стеклянные бутылки вместимостью 0,5 л с притертыми пробками две пробы раствора. С помощью солемера тнпя ГМ-65 ог<ределяют для каждой пробы значения

R„ и Т. 0средняют этп значения по

ar z) пробам, так же как асредняют о

-.начения синхронных отсчетов N u

Т „,. 25

Образцовое значение относительной электрической проводимости R рассчи..ывают по результатам измерений

R,,Т и Т,, используя соотношения относительной электрической проводимости R в выходной сигнал N градуируемого устройства находят па фарм лам (7) й< а=-"1

В случае градуиравки измерительного канала по удельной электрической

<) проводимости расчет R по измеренным значениям R»T и Т, производится по известным соотношениям.

На градуировку устройства для измерения электрической проводимос-ти с помощью предлагаемого способа ., затрачивается 1-1,5 ч, причем погрешность градуировки не превышает

< 2,5 10 .

Таким образом, технико-экономическим преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является сокращение затрат на градуировку как за счет снижения ее трудоемкости, так и за счет сокращения используемых <атерияльных средств с одновременным повышением точности градуировки.

Формула изобретения

Способ градуировки устройства длч измерений электрической проводимости морской воды с трансформаторным первичным преобразователем путем определения коэффициентов его характеристики преобразования по совокупности различных значений выходного сигнала устройства, включающ щ измерения электрической проводимости электропроводящего раствора в градуиравочном баке с помощью солемера и образцовой термаметрическай установки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости градуировки> снимают зависимость выходного сигнала N градуируемого устройства от сопротивления имитатора витка воды— проводника с известным сопротивлением, пропущенного через отверстие первичного преобразователя и замкнутого на магазин сопротивления, рассчитывают коэффициенты g, и g, характеристики преобразования Y, = g + g,N электрической проводимости У витка воды, определяемой по параметрам

1383241 п.l отличаючто проводимость воды Y рассчитынаВЬ

2. Способ по шийся тем, имитатора витка ют по формуле имитатора, в выходной сигнал устройства, после чего в градуировочном баке при одном фиксированном значении солености электропроводящего раствора 35+0,3 определяют коэффициент преобразования A первичного преобразователя

) ов r -(m 1) r + r м.о м,о

Е а! о

10 о где R — относительная или удельная электрическая проводимость электропроводящего раствора в градуировочном баке, измеренная с помощью солемера и образцовой термометрической установки; о

N — значение выходного сигнала устройства, 20

Составитель А.Заборня

Редактор С.Пекарь ТехредМ.яндык Корректор О.Кундрик

Заказ 1291/42 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул. Проск гная, 4 соответствующее R, а коэффициенты а, и а, характеристики преобразования относительной или удельной электрической проводимости R в выходной сигнал N градуируемого устройства получают путем деления коэффициентов g и g, характеристики преобразования электрической проводимости У витка воды в выходной сигнал N градуируемого устройства на коэффициент преобразования 3 первичного преобразователя. где г — сопротивление равное сумме действительных значений сопротивлений включенных декад магазина сопротивления;

m — число включенных декад магазина сопротивления;

r — начальное сопротивление маМ.о газина;

r„ сопротивление проводника, замкнутого на магазин сопротивления.

3. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что при определении коэффициента A в градуировочном баке применяют раствор с соленостью

35,0-35,3 при использовании для калибровки солемера стандартной морской воды с относительной электрической проводимостью, большей или равной единице, и с соленостью 34,735,0 при использовании стандартной морской воды с относительной электрической проводимостью, меньшей или равной единице.