Программный комплекс "Тепловой взрыв" (стр. 116 )

               (17.2)

Pин, i определяется расчетным образом с использованием уравнения состояния идеальных газов:

               (17.3)

где Pин,0– начальное давление инертного газа при герметизации реакционной ячейки (принимается равным атмосферному давлению);

– свободный объем реакционной ячейки при ее герметизации при начальной температуре T0;

свободный объем реакционной ячейки при температуре Ti.

Определение начального свободного объема реакционной ячейки при температуре выполняется по уравнению:

               (17.4)

где – объем пустой реакционной ячейки при температуре (определяется экспериментально методом взвешивания пустой ячейки и ячейки, заполненной дистиллированной водой);

m – масса раствора ПВ в ячейке;

– плотность раствора ПВ концентрации С при .

Плотность раствора ПВ в зависимости от концентрации и температуры определяется расчетным способом, используя зависимость, приведенную в [7]:

               

где W – массовый процент ПВ в растворе;

t – температура в єС.

Поскольку эксперимент проводится при малых степенях разложения ПВ (менее 1%), то влиянием изменения концентрации ПВ на плотность ПВ в ходе процесса пренебрегается.

Свободный объем реакционной ячейки при температуре определяется расчётом по зависимости:

               (17.5)

где – объем пустой реакционной ячейки при температуре T. определяется расчетным образом, используя аппроксимирующий полином зависимости объема конкретной ячейки от ее температуры T.

Давление пара над раствором ПВ в зависимости от концентрации и температуры определяется расчетным способом, используя ранее приведенную зависимость (16.20) из [7]:

               (17.6)

где pwo – давление паров воды;

xw – мольная доля воды в ПВ;

гw – коэффициент активности воды;

pho – давление паров безводной ПВ;

гh – коэффициент активности ПВ;

t – температура в ячейке,°С.

При формировании массива {} все значения измерений в каждой точке относятся к одному и тому же времени отсчета, что приводит к появлению погрешности дискретизации по времени. При времени цикла опроса 0.5 сек эта погрешность более, чем на порядок меньше погрешности измерения соответствующих параметров и не требует дальнейшего рассмотрения.

В памяти ЭВМ сохраняются результаты всех опросов (массив исходных сигналов и результаты их первичной обработки). Максимальный размер массива – до 20000 точек.

Для проведения кинетического анализа из массива собранной информации производится выборка точек с постоянным шагом по времени – 20 точек и с постоянным шагом по ординате – 20 точек. Такой алгоритм выборки точек для кинетического анализа достаточно надежно передает все особенности экспериментальной информации и снижает время кинетических расчетов.

Управление работой установки в реальном времени, сбор и первичную обработку информации осуществляет специальная программа реального времени, разработанная на основе инструментального программного обеспечения LabView 7.0 фирмы National Instrument в среде MS Windows.

Интерфейс программного модуля состоит из нескольких страниц с временными диаграммами и индикаторами, а также страниц с параметрами программы нагрева и регулирования температуры и давления.

17.2.4. Метрологическое обеспечение

Методика экспериментального исследования термического разложения ПВ, являясь разновидностью методики измерений, результаты которой используются для решения важных практических задач, должна удовлетворять всем метрологическим правилам и нормам Государственного регулирования по обеспечению единства измерений.

Метрологическое обеспечение (МО) методики должно предусматривать:

определение номенклатуры нормируемых метрологических характеристик (НМХ), позволяющих оценить погрешность (неопределенность) результатов измерений и методов оценки НМХ в процессе ее применения; обеспечение поверки или калибровки.

Поверка и калибровка технически идентичны и различаются между собой только в организационно – нормативном плане: поверка обязательна для методики, используемой в работах, подлежащих государственному регулированию по обеспечению единства измерений, калибровка является добровольной для остальных областей применения.

Особенностью рассматриваемой методики является наличие в ней вычислительного устройства, реализующего соответствующий процесс измерения электрических сигналов датчиков и их обработку. В этом случае алгоритмы обработки могут приводить к методической погрешности и требуют выполнения метрологической аттестации.

ИВС, используемая в работе, построена по агрегатному способу и использует покупные изделия. Метрологические характеристик этих изделий и методы их поверки определены в технической документации изготовителя.

Нормированные метрологические характеристики аналоговых каналов ввода устройства NI 6011E, установленные производителем, приведены в табл17.3.

Абсолютная погрешность измерения Дu, приведенная в табл.17.3, определяет максимальную ошибку измерения соответствующего измерительного канала ИВС. Она включает в себя 4 составляющих [8]:

1) M - мультипликативная погрешность в виде доли от текущего результата измерения U;

2) Sd - ошибка смещения диапазона измерения;

3) H + Q - суммарная ошибка шума H и квантования Q сигнала, которая зависит от числа точек, используемых при усреднении для фильтрации сигнала;

4) Td - температурный дрейф, который не учитывается, если температура использования устройства лежит в диапазоне от +15 до +35 °C.

Таблица 17.3

Метрологические характеристики аналоговых каналов МФУ NI 6011E

Диапазон измерения, В	Абсолютная точность, Дu мВ	Разрешение, мкВ
±10	0.1443	60.3
±5	0.1474	30.1
±1	0.0298	6.0
±0.1	0.0054	1.0
0ч10	0.1268	30.1
0ч5	0.1366	15.1
0ч1	0.0280	3.0
0ч0.1	0.0052	0.8

Абсолютная погрешность в табл. 17.3 приведена на значение измеряемого напряжения, соответствующего максимальному значению диапазона измерения.

Основанная на этих компонентах абсолютная погрешность измерения напряжения Дu, определяется выражением:

               (17.7)

Разрешение в данном диапазоне измерения, приведенное в табл. 17.3, представляет собой минимальное измеряемое различие между двумя измерениями. Основными компонентами, определяющими разрешение, являются разрядность используемого АЦП и величина системного шума Н. При нормировании абсолютной точности измерения и разрешения используется усреднение 100 единичных измерений.

Устройство проходит заводскую калибровку и поверку на соответствие образца нормированным метрологическим характеристикам с сохранением параметров калибровки во встроенной постоянной памяти и имеет встроенную автоматическую систему оперативной поверки на соответствие нормированным параметрам при эксплуатации. При необходимости может быть проведена метрологическая поверка устройства. Указанные меры обеспечивают при использовании устройства NI 6011E нормируемое производителем метрологическое качество измерений.