Главная страница  Измерения влажности 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [ 117 ] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

нах находится лишь в стадии создания; ее состояние рассматривается в § 11-2 и 11-3.

Метрология измерений влажности тесно связана со стандартизацией, в частности со следующими её направлениями:

а) регламентация влагосодержания различных материалов, используемых в народном хозяйстве; б) стандартизация методов аналитического лабораторного контроля влажности; в) стандартизация физических методов измерения влажности и технических средств, основанных на этих методах; г) стандартизация поверочных схем, эталонов, образцовых методов, установок и веществ; д) создание единой терминологии, системы единиц измерения и стандартных справочных данных в области измерении влажности.

Последнее направление разрабатывается сейчас в СССР; в других странах стандартизованы лишь отдельные вопросы (см., например, [Л. 11-1]). Рассмотрим здесь первые три пункта из перечислен- ных выше.

Ограничения допустимых пределов влагосодержания разных материалов предусмотрены более чем в 1 500 государственных стандартов СССР, а также в ряде ведомственных норм на различные виды промышленной и сельскохозяйственной продукции [Л. В-2].

Лабораторные аналитические методы определения влажности предусмотрены в ГОСТ на материалы и, реже, в специальных стандартах на методы и аппаратуру их испытаний. Основные методы для твердых материалов и жидкостей были рассмотрены в § 1-3; для газов стандарты в большинстве случаев рекомендуют гравиметрический метод полного поглощения или точки росы.

Система государственных стандартов, относящихся к регламентации и определениям влажности, создавалась на протяжении ряда лет для различных отдельно взятых материалов или групп материалов и страдает существенными недостатками. Методики и аппаратура этих определений не унифицированы; большие расхождения имеются также в способах отбора и подготовки проб.

Для градуировки и noBepKH влагомеров .и гигрометров наиболее важно то обстоятельство, что точность аналитических методов во многих случаях не выше точности градуируемого или поверяемого прибора. В большинстве случаев значения погрешностей лабораторных методов вообще не известны. Действующие стандарты, как правило, нормируют лишь допустимые расхождения между параллельными определениями влажности, чаще всего для двух проб, как это принято для нефти (ГОСТ 2477-65), зерна (ГОСТ 3040-55) и ряда других материалов. Эти расхождения характеризуют, в лучшем случае, сходимость результатов определений, но не могут служить критерием их точности.

Физические методы измерения влажности и приборы, основанные на этих методах, очень слабо представлены в стандартах. В большинстве стран стандартизированы лишь простейшие (кондуктометрические и, реже, диэлькометрические) влагомеры для зерна и древесины.

В последние годы в СССР разрабатываются и вводятся в действие государственные стандарты на влагомеры и гигрометры современных типов также для других материалов, например [Л. 11-2].

Рассмотрим теперь «екоторые общие вопросы, относящиеся к градуировке и определению погрешностей влагомеров и гигроме-



тров {Л. .11-3]. Как уже -указывалось в предыдущих главах, большинство приборов для измерения влажности градуируется эмпирически. При градуировке и поверке этих .приборов их показания (у) сличают с резу,льтатами определения влажности образцовым методом (х). Допущенные при градуировке ошибки яе являются одноразовыми, а становятся составляющей систематической погрешности градуируемого прибора.

Эмпирическая градуировка обычно должна решать -две задачи:

а) определение градуировочной зависимости у{х), удовлетворяющей требованию наиболее точного соответствия статистическим данным;

б) оценка основной погрешностя градуируемого прибора.

При построении градуировочной хара1ктеристики по экспериментальным данным возможен различный подход:

1. Если рассматривать эгу характеристику как зависимость случайной зависимой перемеииой у от неслучайной независимой переменной X, можно применить для градуировки репрессионный анализ экоперимептальных данных. Это соответствует наиболее просто.му решению задачи и допустимо, если погрешность образцового метода пренебрежимо мала (практически не больше /з погрешности градуируемого влагомера или гигрометра).

2. Если погрешностью образцового метода нельзя пренебречь или если ее значение не известно, следует рассматривать у и х как случайные величины, между которыми существует не регрессионная, а корреляционная связь.

iB общем случае тесноту связи характеризует корреляционное отношение рух (ОРих1); при линейной форме связи pyic = = \гух\ (Гух - коэффициент парной корреляции между у и х). Критерием для выбора вида уравнения регрессии может служить -максимизация коэффициента детерминации р, определяющего часть изменчивости у, обусловленную изменчивостью х. Величина (1-р) характеризует ту часть общей дисперсии, причиной которой являются другие влияющие величины, ие учиты-ваемые при градуировке Для оценки погрешности влагомера или гигрометра можно использовать дисперсию D(ylx) и доверительные интервалы градуировочной характеристики, соответствующие принятой доверительной вероятности (например, для влагомеров 0,95).

Форма связи между у п х -может быть линейной или нелинейной. В широком диапазоне -влажности градуировочная хара1ктери-стика влагомеров и гигрометров многих типов нелинейна.

iB случае, когда уравнение регрессии иел-инеино относительно коэффициентов, его можно линеаризовать с помощью преобразований различных видов, например логари-фмических. Если же фун-кцня У(х), нел-инеиная относительно х, линейна относительно коэффициентов, целесообразно применить параболическую аппроксимацию. Известно, что такую функцию можно аппроксимировать на конечном интервале с любой точностью параболой k-ro порядка.

Градуировка диэлькометрического влагомера методом линейной корреляции раосмотрена в [Л. 11-4]. В [Л. 11-5] на примере кондуктометрических влагомеров показано, что аппроксимация парабо-лои позволяет повысить точность градуировки. Громоздкость и трудоемкость вычислений, связанных с -использованием для градуировки корреляционного анализа, легко преодолеваются при применении средств современной вычислительной техники (ЭЦВМ).



11-2. МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ГРАДУИРОВКИ И ПОВЕРКИ ГИГРОМЕТРОВ

Систему передачи единицы измерения от эталона (или эталонной установки) к рабочим измерительным приборам описывают проверочной схемой. Сложность создания проверочной схемы для гигрометров обусловлена тем, что диапазон измерений влажности газов и парогазовых смесей охватывает 10-11 порядков (от 5 • 10"* до 103 г1м и более), диапазон температур от -©ОС и ниже .до 600 °С и выше при давлениях до 400 kzcjcm.


а) г)

а) В)

1 1

/По6ериа\ I /70 образца- \ \ Вым j \ смесям У

а) б)

a>l>iff)ej 7


/ ПоВериа I г7в образцо-\ Вым V смесям


Поверт \ / \

т обраэцо- \ ( Смирение \

Вып Г \ показании j

diifT74Pffaifti

Гигрометры г ffnnmnvNtifMu

датчииапи

Рис. 11-1. Общая поверочная схема для гигрометрии.




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [ 117 ] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

0.0657