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采用声学法怎么测量砝码体积
时间:2019/8/21 11:12:20 点击次数:4747

采用声学法怎么测量砝码体积:

    声学法测量砝码体积*早由日本**的TKobata等人提出,是*种基于声学原理的非接触式砝码体积测量方法[4]。声学法砝码体积测量装置主要由两个腔体组成,腔体间放置扬声器产生声学信号,利用理想气体绝热过程方程,通过测量声压变化计算得出砝码体积。其中上腔体为参考腔,下腔体用于放置待测砝码,扬声器发出的正弦调制信号产生声波,两腔体内信号幅值相同,相位相反,声压信号由声音采集卡接收,并经信号调理电路传输至计算机处理,该测量装置如图2*示。图2声学法砝码体积测量装置示意图理想气体绝热过程公式如式(1)*示:pVγ=C(1)其中p为声压,V为体积,γ为绝热系数,C为常数。对式(1)进行微分可得,VdVpdp=−γ,当dp远小于p,dV远小于V时,可认为dp=?p,dV=?V,经推导可得:(1)00RRV=V−210ppR??=43ppR??=(2)其中,V0是被测腔体积,V是待测砝码体积,1?p和2?p分别为放入待测砝码后上下腔体的声压,?p3和4?p分别为放入待测砝码前上下腔体的声压。放入待测砝码前后上下腔体声压由声音采集卡收集并经数据处理可得,因此式(2)为二元*次方程,将已知体积的砝码放入被测腔体即可求得参考腔体体积,再将待测砝码放入腔体即可测量该砝码体积,称为单砝码测量法。***对声学法体积测量装置展开了研究[5,6],提出了双砝码测量法,并实现了自动抓取砝码和自动测量体积,减少了人员因素对测量不确定度的影响,进*步提*了测量可靠性。设V1、V2分别为已知体积的两个标准砝码,则:RRRRVRRVV−−+−=212211()()(3)其中R1、R2、R分别为放入已知体积的两个标准砝码及待测砝码时的上下腔体内声压比。声学法作为*建议推荐的砝码体积测量方法*,具有较*的测量*度,可实现*度自动化测量,但该方法在实际测量过程中对环境温度及大气条件要求较*,易受环境中声波及人员活动等诸多因素影响,测量*度提*面临较大挑战。

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