【标定量体积管装置的设计18000字（论文）】

PAGEPAGE35标定量体积管装置的设计体积管由管体、标准容积段、置换器、检测开关、阀和密封转换机构及控制系统等组成。本设计针对标定量具体积管,以国家航空燃油计量标准为主要依据,设计一套体积管检定系统,内容主要包括机械设计及三维仿真、控制系统两大部分。针对体积管标定量具中使用的各传感器,完成标定方法研究。通过对标定体积管的装置系统分析、示值检定、检定程序及所用传感器、阀门等一系列的优化，提高其工作效率。关键词：标定体积管；流量计；检定系统目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 I第一章绪论 11．1设计目的 11．2体积管检定技术要求 11．3性能试验 1第二章标定量体积管装置的设计 32．1标定量体积管装置系统概述 32.2标定系统及安装要求 82．3体积管的示值检定 92．4标定量体积管装置的检定程序 112．5标定量体积管装置的原理校验压电压力传感器 13第三章机械传动选用及设计计算 153.1圆锥齿轮的计算 153.2主传动轴的相关概算 173.3花键联轴器的计算 183.4管路的容积变化 203.5管路中的压力波动 20第四章：检定精度 22第五章：总结 24参考文献 26第一章绪论1．1设计目的新经济时期,中国企业普遍采用现代大批量生产和市场管理方式,使现代企业的大批量生产和营销活动更加规范、科学。计量管理设备作为一种产品,是我国企业现代质量生产管理的重要基础,对加强企业的质量生产和管理具有重要的质量控制和计量检定技术计量。本课题主要针对特定体积管的校准。依据国家航空燃油计量标准,建立了容积检定体系。内容主要包括机械设计和三维仿真与控制系统。具体材料有:容积输液泵管的标定测量工具中使用的每个传感器都完成了标定方法研究,根据国内航油测量标准设计了控制模型。为了验证航空燃油的计量标准,需要根据容积管的实际工作情况进行实际验证,以获得最准确的数据。在飞行环境中,供油软管的工作环境通常都是高压工况。它是针对这种情况设计和检查的。1．2体积管检定技术要求1)凡待国家标定或已经核定的各种标准化大体积型钢管,必须同时具有一个包括相关型号产品规格及其他有关技术参数的行业名牌,必须具备符合该标准产品的各项质量技术指标。2)导入锥度较小体积大的球形液流管在额定的锥度液体内流量大于锥度体积范围内,应能顺利地将锥度体积大的球形液流量导入锥形角度小的体积球形管,并顺利地将锥度体积锥形球从额定锥度液流中分离出来。3)每当球体在到达第一个密封检测机构开关之前和当球在大于标准值的容积段内继续运行时,密封检测机构必须能够保证完全密封,并可以便于进行检查。4)每个液压传动系统(一般包括一个推杆打球器、液压自动插销和一个液压自动换向阀)必须配备完善、可靠。5)用电检测功能开关用电发讯和配套设备使用的测量计数器的测量计数必须准确、可靠。6)企业使用的一级一等压力温度表、一等压力温度计及其适用于各种液压压力系统的2.5级一等压力表都必须要具有检定机构合格资质证书。7)钢管球,除必须完全符合公司产品的各项技术指标外,使用的钢管球必须长得比体积的钢管内径大l一4%。使用过程中和管道修理后的管道体积大当管道被检定时,必须立即进行脱水清洗[1]。1．3性能试验1)进行局部耐压抵抗能力测量试验。在最大额定电流工作压源电流额定压力1.5倍的额定工作电流压力下,如10分钟内耐压管件内部体积厚度小于耐压管的管件小且本体各处无泄漏或塑性变形,则通过耐压管件压力测定试验即为管件合格。2)密度测试。密封性试验是检查密封装置的密封性能,即检查是否有液体未经标准容积截面直接从密封装置泄漏到出口。如果10分钟内没有泄漏,则密封性可以接受。3)进行漏失的数量计算试验。在不同工作环境压力下,当多块球在一个标准管道容积段内连续运行时,应注意保证一块球与一个体积较大管道的内壁之间应具有良好的双向密封传动性能。球后的溢流液体不得超越整个球而直接流到整个球的前面的液流量一般不得超过大于其球体积为导管和球容积的0.006%。4)完成行车速度试验。在进行标准计量体积内式管的各项强度试验和进行容积计量示值整体标定试验合格后,对用于车辆安装式管在标准计量体积内的管还必须首先作车辆行车强度试验,在三级高速公路的行车路面上连续行车150公里后,再按有关规程要求作车辆耐压强度试验和进行容积计量示值综合标定。复检试捡—次,若其中的容积v和复检的数值v分别满足了上下面的两个关系式,则本次行车速度试验即为合格。其中：

：体积管的标准容积(m3)v：体积管容积示值的复现性指标s：标准量器的允差第二章标定量体积管装置的设计压力和气体流量等各种流体力学参量的检定,在众多流体工程力学领域研究中都已经具有十分重要的研究意义。各种检定压力和液体流量温度检定传动装置尽管在工作原理或技术结构上虽然有很大量的差别,检定传动装置的压力检定运动精度和压力动态检定响应不仅与压力传感器本身及由它所部分组成的压力检定流体系统的性能特性要求有关,而且还和由压力传感器、连接器和管道等部分组成的检定流体系统的检定特性要求有关。在非电量检定技术中,首先遇到的是将各种非电量变换为电量,我们称能够完成这种变换功能的装置为传感器。传感器控制系统设计是保证用户能够实现操作系统中的自动检测和自动控制的首要或可组成部分环节。如果我们没有机会利用数字传感器对原始消号信息处理参数或者信号处理进行精确可靠的检定,那么无论是原始消息信号处理参数如何转换或者如何是原始信息处理,或者最佳显示精度和对数据的精确度在显示与信息处理时的控制都几乎可能是不大也没有机会可能轻松得到实现的。传感器也甚至可以让人认为为它是一种人类内部感官的一个延伸。因此,可以这么说激光传感器测量是帮助人们主动认识人和自然界的有力测量工具,是检定测量仪器与被动检测测量事物之间的重要接口。在电子工程上也把一种提供与给定输入量变换有关的给定功率关系的输出量的变换器件,称为输入检定能量变换器。传感器检定就是一个输入量信号为被测器检定的一个检定参数变换器。传感器通常处于整个检定检测装置的一个输入端,其稳定性能将直接程度影响着整个检定检测装置的正常工作运行质量。2．1标定量体积管装置系统概述信息总是蕴涵在某些基于物理的变量之中,并且是依靠它们来进行传输的。这些粒子物理学测量信号就是量子信号。就具体它的物理传动性质而言,信号主要有分为光电传动信号、光传动信号、力传动信号,等等。其中,电信号在信息变换、处理、传输和实际运用等各个方面,都是具有明显的技术优点,因而已经成为目前世界应用最广泛的电子信号。各种非线性电信号也往往被转换成各种电信号,而后得到传输、处理和接收运用。在检定信号工作的许多应用场合中,并不仅仅考虑检定信号的具体向量性质,而是将其抽象为两个变量之间的一个函数向量关系,特别多的是考虑时间向量函数或者是空间向量函数,从而在数学上对其加以分析进行研究,从中可以得出一些比较具有国际普遍意义的检定理论。这些检验理论极大地促进发展了现代检定检验技术,并逐渐成为现代检定检验技术的重要不可组成的一部分。这些技术理论基础就是射频信号的逻辑分析和信号处理应用技术。一般说来,检定系统工作的全一个过程往往包含着许多重要环节:以适当的检定方式直接激励被动监测检定对象、信号的逻辑调理、分析与信号处理、显示与传输记录,以及必要时以检定电量表的形式同时输出高于检定值的结果[2]。因此,检定系统的大致框图可以用图2-1来表示:传输被测对象检定者显示记录信号处理信号整理传输被测对象检定者显示记录信号处理信号整理传感器信号整理信号整理被测对象被测对象图2-1应当特别指出,并非所有的虚线检定管理系统都必须具备上述图2-1中所有检定环节,尤其多的是使用虚线检定连接的控制环节和检定传输线的环节。实际上,对话的环节与操作环节之间都同样存在着数据传输。图2-1中的较远传输距离环节也就是要泛指较远传输距离的无线通讯数据传输。客观事物常常是多样的。检定信息工作所有者希望能够获取的特定信息,有可能曾经已载于某种可能被检测的特定信号中,也甚至有可能尚未被装载于不可检测的特定信号中。对于后者,检定员的工作就同样包含着如何选用合适的检测方式用来激励被动检测特定对象,使其能够产生既能充分显示表征其内在有关性的信息而又便于进行检测的特定信号。事实上,许多应用系统的基本特征处理参量在系统的某些设备状态下,可能充分地没有显示参量出来;而在另外一些系统状态下确实是可能没有充分显示参量出来,或者可能显示得很不明显,以至于系统难于通过检测显示出来。因此,在后一种应用情况下,要正确检定这些相关特征信号参量时,就通常需要充分激励该检测系统,使其长期处于一个能够充分分析显示这些特征参量本征特性的稳定状态中,以便有效地通过检测得到载有这些特征信号的相关信号。传感器直接驱动作用于被测的检定。并能按一定量程规律将被测量检定转换成同种或同类别种不同量程的输出。信号源配置是系统调理重要环节。把那些主要来自各种数字信号传感器的信息数字信号转换成一种更多的并且适合于进一步进行信息数据传输和进行数据处理的数字信号传输形式。这时这就是光与电信号双向光的转换,在多数实际应用条件情况下的这也就是光与无线电信号之间的双向信号转换。例如将信号幅值波动放大,将信号阻抗的波动变化转换成信号电压的波动变化或将信号阻抗的波动变化转换成信号频率的波动变化等等。信号控制处理系统环节可以接受各种来自信号调理系统环节的控制信号,并通过进行各种信号计算、滤波分析将计算结果等传输至各个显示器的记录或输入控制处理系统。信号用于显示、记录各个环节,以及使检测者对其易于准确认识的信号形式应用来准确显示检定的信号结果,或将信号检定后的结果进行存贮,供必要时检测使用。在所有这些设计环节中,必须严格遵循的基本设计原则之一是各系统环节的输出量与系统输入量之间必须保持一一对称响应和尽量不产生失真的平衡关系,并必须尽可能的减小或尽量消除各种小的干扰。从以上的各种与检定检验环节的相互关系中我们也就可以清楚知道,任何一个检定检验仪器都应该是由一个感受件、中间件、效用件共同组成的。A、感受件它直接与被控内测外界对象之间发生相互联系(但之间不一定直接发生接触),感知被控外测对象参数的自动变化,同时对被测外界对象发出一个相应的控制信号。作为仪器的感受件必须满足下述三个条件:(1)它必须能够随被动检测元件参数的不断变化而自动发生一个相应的内部参数变化(这个内部参数变化信号就是测量传感器的内部输出输入信号)。如果在热电偶的另外一端金属受热后,因感应金属的内部热电变化效应而可以产生大的热电势。(2)它通常只能够伴随被动所测信号参数的频率变化而自动发出信号(注意即频率不受其它任何被测参数的变化影响)。如高压热电偶等其产生电势的参数大小只随工作温度而发生变化,其它如导电压力等化学参数的大小变化不可能引起电势的大大改变。(3)检测感受件主动发出的检测信号与被动检测信息参数之间必须与同是单值的信号函数确定关系(注意即一个单值确定的被测信号函数只能与被测参数的一个确定值相同或对应)。例如,不能够使用水的流体密度系数变化公式来检定+4℃左右的流体温度,因为在这种温度情况下对于水的同一个流体密度值的大小不能可以同时代表两个不同的流体温度。实际上,这三个基本条件通常是难以完全同时得到满足的,特别地这是其中第(2)项中的条件。因此,任何一种传感器都不太有可能一定是十全十美的,它都可能受一定实际使用环境条件的很大限制。如在实际使用过程上不及时加以充分注意,就可能会容易得出错误的合格检定试验结果。B、中间件最简单的信号中介是一个"简单"的信号元件,用于一起传递控制功能,它将信号输出完整地直接传输到所有活动部件。这种简单的电源传输方式通常只有当直接来自传感器的感应信号很强,感应部分与其他有用部分之间的感应距离不高,或者电源的感应灵敏度非常高(或消费当感应能量是非常低的),它实际上可以开始使用。在现代大型内燃机检定控制中,特别要求该机实现检定数据的集中自动检测、遥感和自动数据记录。因此,大多数药品检测设备的四大核心产品,也必须分别完成"放大"、"转化"、"计算"四项任务。仪器的传动放大件主要有以下两类:一类主要是放大感受件,它发出的放大信号较强,放大时不一定需要再外加任何能量,它只需要利用传动杠杆、齿轮等各种机械传动构件用来扩大测量指针和传动标尺之间的相对方向位移,使之易于测量观测,如机械式高速示波加功器系统中的传动杠杆、弹簧管高速压力流量计中的传动杠杆和高速扇形传动齿轮中的传动器等机构。另一种新类功率放大器则是通常需要给它外加一定能量的,这在进行电磁学测量的仪器中用得很多,例如用一台电子自动电位速度计仪来检定它的热电势时,就要将电势幅度放大十万倍,这才能足以使它驱动一台伺服转子电机,并带动电子指针机来作出指示。这类信号放大在通用电子和测量等仪器中主要利用各种电子传感器件驱动来进行完成。有时,为了改变放大检定信号的特殊需要,或为了改变放大传感器进入输出放大信号检定性质的特殊需要,在各种电子检测放大仪器的两个检定放大电路中分别设有放大信号"变换器"和"运算器"。C、效用件它直接与测量监控者和观测者之间可以发生自动测量上的联系,其主要技术作用之一也就是根据自动测量监控传感器系统实时接收输出的被测量数据信号的相应变化量和大小向测量监控者和检测者进行实时发送显示被测量控制者所测量的各种参数在测量信号变化数量上的相应变化量和大小。最简单而常见的一种检测仪器质量检测仪的效用件也通常就是显示仪器检测指示件,它通过用于显示仪器标尺和测量仪器检测指针(或标尺用于显示液面、光线等)的一种相对瞬时值和位置值的关系而用来准确显示一种反映被测监检仪器检测检查仪器性能参数的相对检测瞬时值,有这种显示仪器检测效用件的被检监测检检仪器也就通常可以被称作一种具有仪器指示件的检测仪器。效用件这种多功能将被自动记录测量的效用参数不断发生变化及其发展历程记录下来的智能效用测量仪器被我们统称命名为效用自动记录式智能效用测量仪器。在这种被动记录式测试动笔检测仪器中,除了以一个记录式检测动笔的具体速度运动变化图形作用来准确地地反映被动仪器检测相应仪器系统参数的具体运动速度变化外,还要尽可能同时需要另一个控制部件用来作为对检测相应仪器参数具体运动的直接控制部件,这样检测仪器函数才能准确地操作出被动检测仪器函数的具体运动变化图形。在目前我国现有的工业技术保障条件下此类数字控制部件已被液晶数字屏和打印机等其他数字显示输出设备所广泛使用代替。记录式被动体检检测仪器管理系统目前所能及时准确反映的主要信息是被动体检所需要测量的时间处理参数在各个瞬时的具体时间处理变化以及处理后的情况,但有时候还可能需要我们及时知道被动体检所需要测量的时间处理参数对整个体检时间的数值积分。例如,在我们进行累计测定瞬时累计量的流量时,不仅仅我们需要准确性地知道检定累计流量的瞬时累计值和瞬时值,而且我们还要准确性地知道在某个特定累计时间段的特定间隔内同时累计一次流过的瞬时累计总流量,如以两个常数函数q和常量m分别表示瞬时的累计总流量（m2/s），则就是从时间t1到t2间隔内流过的总流量，但这毕竟比较麻烦,为此我们仍然可以通过考虑先将使用该流量积分仪器的所有功能效用件自己积分用来制作进行检定流量计的积分,这样的瞬时累计检定瞬时流量积分仪器也就可以我们称之为采用积分式检定流量计的累计检定流量仪器,如瞬时累计流量积分指数计、电度表等。此外,按照不同效用件的不同功能特性来进行分类的仪器还有:射频数字式应用仪器、信号式应用仪器、电接触式应用仪器、调节式应用仪器,等等。检定功能仪表按其主要用途不同可以细分为范型检定仪表和其他实用型型仪表两类。范型检定仪表表它是一种准备用以用来复制和同时保持不同检定值的单位,或是准备用做同时进行各种不同检定单位仪表精度校验和检定刻度测量工作的检定仪表。这类仪表的准确度很高,对它保养和使用有较高的要求。实用检定仪表检测是一种供实际检定工作使用的检测仪表,它又大致可以细分为化学实验室用检测仪表和化学工程用检测仪表。前者必须不需要用户提供关于它们示值读数的校正曲线或其它数值计算表,使用时后者应充分考虑到其周围环境条件对示值的直接影响(例例如空气温度、压力、磁场、振动等)。其它的检定试验结果一般具有较高的检定准确度,后者并不需要自行校正相关资料,它们的检定准确度一般是预先根据其产品结构、制造和实际运用时的条件而检定出。对它的基本要求之一是使其动作迅速、使用简单、可靠,其进行检定后的结果必须能完全满足各种工程检定中的误差所对应允许的检定范围。随机信号的描述:对随机检测信号的各种特点性从研究结果可以充分看出,随机检测信号特点是不能用确定的传统数学时间关系公式来准确描述的,不能准确预测其未来的任何一个瞬时值,任何一次性的检测值只可以代表在其不断变动时间范围中最有可能不会产生的各种结果之一,但其瞬时值的不断变动必须服从现代统计学的规律。描述随机运动信号必须用线性概率和定量统计的两种方法。对随机观测信号按一定时间样本历程长度所作的各次长度和时间样本观测值的记录可视为一个样本观测函数。样本计算函数在有限样本时间上的每一部分记录称为有限样本函数记录。在同一一个试验样本条件下,全部试验样本作为函数的整个信号(也称总体)就是随机变换过程。随机计算过程的各种集合平均值(包括均值、方差、均值平方值和均值平方根值等)也都是按照其集合平均函数来进行计算的。集合平均的时间计算不是沿某个集合样本的平均时间长度轴方向进行,而是将一个集合中所有两个样本平均函数对同一空间时刻的样本观测数值取平均。为了与其他集合平均值有相应的区别,把按单个不同样本的集合时间平均历程长度进行平均的时间计算方式称为集合时间平均。但也有的可以把它当作各种状态之间历经随机性的过程信号来进行处理。事实上,一般的随机观测过程往往需要收集足够多的随机样本及其函数(因此理论上函数应为无限多个)数据才能正确描述它,而要通过进行大量的随机观测工作来验证获取一个足够多的随机样本及其函数量则是非常困难或其他做法办不到的。实际的随机检定观测工作常把随机历经信号按各检定态势的历经检定过程顺序来进行处理,进而以有限时间长度内对样本进行记录的主动观察法和分析方法来进行判断,估计被动观测检定对象的整个随机历经过程。也就是说:在检定员的工作中常以一个或几个有限时间长度的随机样本及其记录时间来进行判断整个随机集合过程,以其持续时间平均长度来进行估计随机集合平均。故其对研究随机运动信号原理具有普遍、现实的科学意义。综上所述,加上对燃油喷射装置压力系统的分析可以知道。油管残留压力检定装置所测的油管残留压力,同样也是随机信号[3]。以上就是对检定控制系统的概述。2.2标定系统及安装要求1)检定时所需要的仪器设备(1)根据每个试管气体待量器测量量所标定的试管仪器测量体积和每个试管的实际测量设计值和仪器容积,选择一组一等测量标准的试管测量器。测量余荷的总容量(小于体积的整流导管中所有新设计的测量器的总容积的2%的余荷总余量)的不是专用的计量器,可以用二等式的专用量器。(2)必须配备与完全适应的国家自动测量仪器相同的自动托盘装置或手动尾门。(对于两个500升标准压力表,当一个换向器有负载控制选项时,速度可以选择在2-10m3/h。)[4]。(3)除体积管的专用温度计外,尚需测量范围为0一50℃的实验室一等温度计三支。(4)与最小额定排水流量系数相应的高压水泵、调节节流阀以及一个可同时容纳二倍于最大体积排水管道的设计最大容积上限值的截流水的小蓄水池。水质环境应长期保持清洁。2)建立标定流程系统(本文以图2流程系统为例)。体积小水管的自动人口装置可直接与高压水泵阀门相连或进出口经水压调节后由阀门连接至水泵换向器。如有必要时您可以自行考虑另外安装专用消气器、整流器、过滤器等其他附加燃气设备。3)对回水管出口泵的泵对回水出口吸入和对进出口的饮用水吸入应尽量不要远离那些装有大型回水管的出口泵和吸入出口,回水管的出口泵和吸入出口的饮用水同样应不要被淹没于水中。4)从大体积流量管的液压出口到流体交换的液压控制管路一般应尽可能短,弯头管路应尽可能少,从d2液压检测阀的开关到阀门的控制卷之间的流动。一般情况下,空间的使用容积与管道基本设计超流的容积系数之比应尽量不小于1/10。同时要注意保证不同数量的钢管具有一定的流动压力。连接任何低于标定温度和压力的液体时,液体中不得有漏液和吸水现象。5)在符合标定的水流量下,换向器工作应保证无外部溅水、漏水和内部存水的异常现象。6)自动换向开始运行结束计量和自动换向运行结束计量开始运行计量时,换向器的自动换向控制操作过程应由自动计量器的检测器和控制器的开关对其进行自动控制,在换向开始运行计量之后运行换向过程中,可优先考虑同时采用其他别的自动计量检测形式对其进行自动换向,换向必须可靠、无误。2．3体积管的示值检定1)所谓体积管最大体积的标定值是校准电流传感器开关站d1和d2之间电阻值的最大浓度。标准球的体积是用备用球在标准体积段内正常运行时所放出的管内水的平均体积来衡量的,因此必须确定球作为标准水管的体积。测量仪器体积[5]。2)检定程序(1)量器分配。根据各种待计量标定的各种标准计量体积和试管的大小设计计量容积,计算、分配各种计量器的容积计量启动次数。(2)自动排气。启动体积水泵,打开各个导管排气阀,向各个体积水导管内全部充水,使体积水经通过体积水导管,换向器标准的计量器之后流回体积水池。进行连续一段时间的空气水循环,当用户确认自动排气阀已无气泡可以排出时,关闭自动排气阀。(3)我们需要同时测量不同管道体积的地下水池及管道的径流入口,出口,标准箱的水位及测量器的下水进出口及地下地上水池的整个径流整体水温,当我们必须确认整个管道地下水池及循环系统的整体径流气温水漫过度已经达到一定平衡时,方可立即开始施工进行径流水温温度标定。为有效降低投球加速度需要使两个水温管的温度波动趋于一致,也就是投球可直接进行投球,使两个主投球体之间能够跟随管内固体液体对流在一个投球体积小的投球管内进行流动以便运行。(4)按规定湿润标准的测量器的箱体内壁。使得测量器内部处于正常准备工作状态。(5)、调节流体流量时,调节流体阀,使之达到合适的调节流量。(如果流量误差是由所有使用的器件可能的常数除法和换向器流量差可能导致的流量误差决定的,可以考虑忽略平均零的原则。)确保两个球阀可以在通过球阀相同的校准速度旋转,球阀的检测系数应该总是在单个校准速度调节期间保持不变。(6)然后开始进行标定。使得气球在一个体积小的管内运动随流体液流流动运行。用标准的计量器用作测量球和检测球的开关是在dl、d2之间被计量球中水置换释放出来的球中水的水晶体机,测定各次标准量器所需要计量的球中水的实际温度,并同时记录之。(7)重量当检测球的重量达到每个传感容积球的dl时,读取传感容积开口管入口传感压力的平均值作为传感量,在d1和d2测试校准意味着分析柱,并采取其平均值,它可以在检测被校准被用作从在流入管分析柱的温度检测。2)在一次标定中,水温的变化不得超过l℃。3)重复操作程序,进行多次测定。4)相关标准应用体积电导管的确定标准应用体积管数值的确定[6]。(1)单向型,取两个体积检测管和开关之间的单向标定质量值为不同体积检测管的质量标准值和体积标定值。(2)双向型,取两个检测方向的两个校准值之和,即从检测球两端到单向开关d1到检测的两个双向校准点的值之和D2,并从检测D2划分D1,这是双边量检测管的双向标准值测定值。(3)标定次数不得少于6次。5)按上述操作程序对其所进行量度测得之饮用水的标定体积,是在实际使用标定体积条件下进行量度所得的。因此,有必要把这个测量后的结果进行换算出来到一个标准状态下[20℃;一个月的大气压][7]。（1）计算公式式中：Vm：标准体积管的标准体积(m3)Vs：标堆量器量得之水的体积(m3)s、v、m分别为标准量器的材质，水和标淮体积管材质的体膨胀系数(1／℃)tg、tm分别为标准量器和体积管的壁温(用其水温代替)(℃)Pm：标准体积管内液体的表压力(Pa)D：标准体积管的公称内径（m）E：标准体积管材质的弹性系数(Pa)t：标准体积管壁厚(m)Fw：水的压缩系数(1／Pa)（2）由于采用多次测量进行标定，因此，取算术平均值作为体积管的标准体积值。式中：n：标定次数

V：修正后的各次标定值(m3)6）误差（1）标准误差式中：Wn：标定值中最大值与最小值之差

dn：极差系数（2）极限相对误差式中：t。(k)：置信度为0。05的t分布系数

k＝(n—1)：为自由度（3）粗差弃舍

按汤姆逊方法进行。2．4标定量体积管装置的检定程序1)对测量器值的分配。根据设计待试验检定的计量标准和大体积计量管的实际设计计量容积,计算、分配备用计量器的实际计量容积次数及设计余量的容积计量次数方法.2)启动流体进水排气.地下水泵自行启动地下室的水泵首先自动打开各个泵的流体进水排气阀,向各一个流体排气积水阀的导管内液体流量流中充水,使液体流量流的水经过各个流体排气积水阀的导管、换向器、标准的积水计和测量器之后完全流回地下的积水池,进行连续很长一段时间的液体流量流和水循环.然后启动当地下水泵启动确认各个流体排气阀已无气泡且水可以完全排出时,关闭各个流体排气阀.3)我们需要同时测定整个相同体积小型排水管道的流体入口、出口、标准流体水位和测量器的排水输出口及流体进入到蓄水池循环过程系统中的额定流体温度水温.只有当我们能够确认整个相同体积小的水循环系统的额定流体温度水温已经完全达到流体温度流动平衡时,方可对其水温进行检定.为了使控制球的加速度小并使流体水温平衡速度趋于一致,也因此我们可对它进行快速投球,使得所投的两只球在一个相同体积小的排水管内因而不能同时随排水流体和溶液流体的流动一样运行.4)按规定湿润标准用水量器的表和内壁.然后使标准量水容器ⅱ和i内壁处于正常准备用水状态.这时,水流经标准量器ⅱ后再流回标准水池.5)开度调节感应调节控制阀对流量开度4,保证达到合适的开度流量(对于流量误差,测量仪表的两个球阀可以连续旋转,并带有两个旋转冲击差。换向器。为确保两个球阀能以相同的恒速旋转,在流量确认过程中绕过流量传感器进度开关上的d1和d2并调整流量。分析打开流量控制阀3应始终保持恒定.6)自动使人从球内部开始波流检定.这时的球使一个人从球内部开始随波流运行,当一个人从球内部开始迅速触发波流检测器在控制装置开关上的信号dl时,d1发出信号提示声并自动使一个球的内部换向器和球开始迅速换向,这时,换向器将通过球的内部水流迅速换向导入内部准备处于正常放水淮备阀和放水工作状态的整个所有量器1中,开始进行放水准备计量.同时,按整个所有量器的内部准备阀及放水阀和工作停止时间进行规定只要关闭整个所有量器量表ⅱ的内部准备阀和放水阀门就可以达到使整个所有量器的仪ⅰ和量表ⅱ内部准备处于正常放水准备后的放水工作状态.7)为了有效地缩短该验证的注水时间,即,可以分别直接打开的开关设置和阀3和5的上方i和ⅱ,其被设置为原始米,并且填充水上述i和ⅱ上原装仪表。使仪表大于I和ⅱ必须特别付费,条件是不允许改变控制开关的开度,不允许阀门.8)当它的一个液面液体水流量程升至液体导向器计量器前端i的实际流量读数值所指定值的位置时,使它的水流量程换向器将它的液体水流迅速地地导向它的水流量程容器ⅱ.按照本标准水流导向器计量器的实际流量读数指定位置值的要求依次进行实际读数,并同时进行记录之.9)按8反复进行操作,分别准确记下了测量器开关i、ⅱ的各次测量读值和数值.直接看到两个球阀被触发并使检测器的开关达到d2.10)同时若量的液面正好高于升至相同读数值的刻线,则学员读出并事后记录之.同时若量的余量分别为正或负量,则学员可以先加入同一到达温度的所有液体,使其中的液位正好升至相同读数值的刻线.然后记下此次填入的所有液体的余量.同时若量的余量分别为正或负量,则学员应在得知球面已到达温度d3之前事先填入量并读出之.11)测定并记录各次量器所计量的水的温度.12)用标准量器量得之水的总体积为:式中：Vs，t℃下标准量器量得的水的总体积(m3)Vs，t℃下标准量器I、Ⅱ量得之各次水的体积值(m3)“十”：为量出值；“—”；为量入值l

k；量器I、Ⅱ的使用次数．备用球的检验备用球的容积示值标定．每球各标二次，若二次标定值的平均值V满足关系式(1)则可以互换13)检定流量的选择若换向器的相对行程误差小于体积管容积示值复现性的1／6，则可以忽略。根据水流量标堆装置的要求，换向器的最大行程的时间差不大于20ms计算得

t＝600秒

即10分钟

只要检定时球从D1运行到D2所历时间长于10分钟，由换向器引起的误差可以忽略．这时的流量可作为标定流量[8]。2．5标定量体积管装置的原理校验压电压力传感器我们使用我们现有的仪器来比较压电压力传感器和负载压力传感器的压力确认值。目的是监测压电压力传感器在使用这么多年之后的灵敏度是否发生了变化。首先,电压表压力传感器应使用活塞压力表进行校准。然后使用充电(AVL3054-A01CHARGINGTROLLEY)根据所使用的压电传感器的灵敏度校准压电传感器。然后将校准后的压电传感器和负载传感器串联在高压油路管口上,如图17所示,接线、安装和测试。图18显示了油泵转速为800RPM和全油门时在喷嘴端测得的压力曲线。压电传感器测得的最高压力;PMAX=26,159MPA,使用PSMAX库存传感器测得的最大压力=25,250MPA两者的相对误差为:偏差不大。再比较这两种波形,压电式压力传感器强大的响应速度很快,所以尖锐的波形比较多,但是两者的波形变化方向是一样的。根据测试结果,压电压力传感器的灵敏度变化不大[9]。第三章机械传动选用及设计计算考虑到油管残留压力试验装置的特殊性,采用了圆锥直齿轮一级传动,并用花键联轴器与油泵试验台相连,专用联轴节与检定油泵相连的方式进行布置。它有结构简单,使用方便的特点。齿轮传动机构系统是传动机械中目前应用最广的齿轮传动器械机构之一。与其他两轴传动控制机构产品相比,其主要技术特点之一是:两轴传动比稳定,寿命相对较长,效率相对较高,适用的周速和超大功率传动范围广,并同时可实现任意两轴间的横向传动;但由于要求较高的产品制造和设备安装工艺精度,成本相对较高,且高速运转时噪声较大。锥齿轮也同样可以应用于两两个相交的圆锥牙轮齿轴间的高速径向力矩传动。一对的齿轴圆锥轮和齿轮的一对径向齿轴传动旋转速度大约相当于一对相同节点的齿轴圆锥轮和齿轴滚轮作相同纯度的径向滚动。锥齿轮齿具有齿基分度锥和三角矩形圆锥,齿顶齿基分度矩形圆锥,齿根齿基分度矩形圆锥和三角锥齿基分度圆锥。按照不同运动分度装在锥齿上的圆锥上下运动轮齿的不同运动速度方向,锥齿上下轮齿又根据可以将其细分为不同分度直齿、斜齿和曲齿三种。直齿和直角圆锥系列齿轮的传动机械设计、制造和使用机械零件安装都较简单,应用较广。曲齿的主轴圆锥形式齿轮传动主轴由于传动平稳,承载能力高,常用于大型高速公路列车重载时的齿轮主轴传动,但是其结构设计、制造比较复杂。由于本装置是一级传动,结构相对较简单所以采用直齿圆锥齿轮传动。3．1圆锥齿轮的计算1）轴的交角:Σ=δ1+δ2=90°根据实际工况及经验值定Z1=Z2=44m=12)分度圆锥角(节锥角)δ1ctgδ1==i=1∴δ1=45°δ2=90°－δ1=90°－45°=45°3)模数(大端)m由经验确定m=14)分度圆直径dd=m.z=1×44=445)齿顶高haha=ha*.m查表得ha*=1c*=0.2∴ha=ha*.m=1×1=16)齿根高hfhf=(ha*+c*).m∴hf=(1+0.2)×1=1.2×1=1.27)全齿高hh=(2ha*+c*).m∴h=(2×1+0.2)×1=2.28)齿顶圆直径dada=d+2hacosδ=m(Z+2ha*cosδ)∴da=1×(44+2×1×cos45°)=44+=45.4149)齿根圆直径dfdf=d-2hf*cosδ∴df=44-2×1.2×=42.30310)锥距(节锥长)RR====0.5×=31.11311)齿顶角θa正常收缩齿tgθa=tgθa=arctgθa=1.84°12)齿根角tgθftgθf=∴tgθf==0.0386arctgθf=2.21°13)齿顶锥角δa正常收缩齿δa=δ+θa=45°+1.84°=46.84°14)齿根锥角δfδf=δ－θf=45°－2.21°=42.49°15)齿宽bb≤==10.371根据实际工况取616)齿顶高投影nn=ha×Sinδ=1×Sin45°=17)齿宽的投影ee=e==4.1063取418)从锥顶到大端外圆的距离AA1=A2=－n1==21.293根据结构要求取2119)从支承端面到大端外圆的距离M根据结构定为1020)齿轮厚度HH=M+e=10+4=1421)周节pp=π×m=3.14×1=3.14[10]。3.2主传动轴的相关概算根据实际工作条件：确定传动轴的材料为之45钢，传递功率为5KW，轴的转速为1200RPM.由于该传动轴主要受的是扭矩，所以扭转强度条件初步估算轴径：最小轴径计算公式d：d≥mm查表得45钢相应得C值应为118～107综合已知条件代入上式得d≥∴d=（118～107）=（17.218～18.988）考虑到轴上将布置键槽所以需将轴径增大3%[11]。∴最小轴径应为17.74～19.56扭矩计算：∵T==若将扭矩按脉动性质考虑，取脉动系数α=0.6则α×T=39791.666×0.6=23874.9996N·mm3.3花键联轴器的计算根据实际工况选定花键联轴器的齿数Z=86m=0.5标准压力角为30°,选用30°的圆齿根1)分度圆直径D=mz=0.5×86=432).基圆直径:Db=m×z×cosαDαD查表得αD=30°∴Db=0.5×86×cos30°=37.243).齿距PP=π×m∴P=3.14×0.5=1.574).花键作用齿厚上偏差查GB/T3478.1表23、图3得esv=-0.0255).花键大径基本尺寸DeeDee=m(z+1)∴Dee=0.5×87=43.56).外花键大径上偏差查GB/T3478.1为-0.0437).外花键大径公差查GB/T3478.1表25为0.1∵Tx=100∴Tx=Es-EI∴EI=ES-Tx=-0.043-0.1=-0.143花键的下偏差为-0.1438).外花键渐开线起始圆直径最大值DTemax=(0.5Db)2=346.690.5×D×SinαD=0.5×43×Sin30°=10.75hs=0.6m=0.6×0.5=0.30.5×esv=0.5×(-0.025)=-0.0125tanαD=tan30°=0.57740.5×=-0.02165=0.3+0.02165=0.32165=0.64339)..综合以上结果代入上式得DTemax=42.39花键小径基本尺寸:10).30°圆齿根DieDie=m×(Z-1.8)=0.5×(86-1.8)=42.111).外花键小径公差取Tx=0.01同大径:EI=-0.143基本齿厚SS=0.5×π×m=0.5×π×0.5=0.78512).作用齿厚最大值Svmax=S+esv=0.785-0.025=0.7613).实际齿厚最小值Smin=Svmax-(T+λ)T+λ查GB/T3478.1T+λ=82∴Smin=Svmax-(T+λ)=0.76-0.082=0.67814).实际齿厚最大值SmaxSmax=Svmax-λλ查GB/T3478.1续表8λ=0.037∴Smax=Svmax－λ=0.76－0.037=0.72315).实际作用齿厚最小值SvminSvmin=Smin+λ∴Svmin=Smin+λ=0.678+0.037=0.71516).齿形裕度CF=0.1×m=0.1×0.5=0.0517).齿根圆最小曲率半径ReminRemin=0.4×m=0.218).查GB/T3478.1得齿距累积公差FP=0.054齿形公差ff=0.029齿向公差Fβ=0.017。[12]3.4管路的容积变化体积管一般是用厚壁无缝钢管制成，钢管是有弹性的，在高压作用下管子会胀大.当油管中压力变化为△P时，管子内径改变量为：式中r—体积管的内半径R—体积管的外半径u—泊桑系数，钢u=0.3E—弹性模数，钢E=2.2×1011N/m2由上式可知，压力变化愈大，管子内径愈大，管子愈长，则容积变化也愈大.根据上式理论数据，壳体尺寸设计便知.3.5管路中的压力波动燃油的压缩和管路的弹性使高压系统形成弹性系统,燃油在高压系统中的流动也产生弹性振动,活塞会移动,只会使泵内的燃油压力升高,在供油阀打开的瞬间,因为靠近喷油泵的容积管末端的燃油受到燃油的影响。来自泵的泵压力,压力上升时燃料供给阀的附近。供油阀打开后,活塞将燃油压向容积管。但由于燃料的惯性和压缩性,排出的燃料量与流经管容积的燃料量之间存在不平衡,导致燃料瞬间积聚,造成压力继续流动。这种局部压力的瞬时增加都以压力波的形式沿着轴的体积在喷射器的一端传播。增加速度是声速在该介质中的增加速度,其值约为1400~1600m/s。这个增加速度应该是在纯油状态下,但在实际情况下它的值应该是700~1200m/s,并且声速随着增加而变化[13]。压力波的传播可以用以下方式解释。当输送阀打开时,燃料产生的压力波在容积管中的燃料注射器泵的末端附近传播到燃料注射器的末端。在L/a(L-管道长度,a-声速)之后,喷射器到达末端。如果第一个压力波不足以提升针阀,则压力波一直向前,喷油泵的条件结束。反射波通过L/a到达泵的注入端和那里的新一代。压力波在喷射器的一端之上和之外传播。当压力增加时,喷油器中的燃油压力最终上升到超过针阀的开启压力,针阀打开并开始喷射。ILER端的压力波尚未部分重新出现。因此,在整个供油过程中,压力波亲切地来回多次反射,管腔内的压力随时间和地点而变化。针阀关闭后,介质中的油管压力仍然来回波动。如果这个振荡很大,针阀可能会重新打开,导致喷油异常并导致烧毁。如果振荡不大,由于管壁的摩擦阻力和燃料的粘性水分(内摩擦)的作用,压力波齿衰减很快,使软管内的压力达到稳定状态为下供油,并且在该时间剩余压力为pr。由于上述压力摆动现象的存在,实际喷油过程与活塞供油过程高度不一致。第四章：检定精度在一定的条件下,某物理量客观存在的真实数值称为这个物理量的真值,通常用A表示.检定就是我们希望检测得到的对待以检测特定物理物质量的近似真值.但是检定总是依据一定的科学理论实验方法,在一定的科学环境物理条件中,使用一定的实验仪器,由一定的实验人和手来协助进行的.由于这些理论实验方法的近似性、环境物理条件的极大不稳定性、实验者对仪器操作灵敏度的极大局限性以及其对实验者的科学操作技术熟练程度等等诸多因素的直接影响,甚至待测物理物质量本身也会存在一些变化,待以检测特定物理物质量的近似真值往往是不再有可能检测得到的.也就是说,检定测得结果总是具有真值的近似和真值,它们之间往往总会发现存在一定的物理差异,这种这些差异可以称为是对待以检测特定物理物质量的真值检定测得误差,通常用一个ε函数来进行表示.如果用一个x值来表示是对待以检测特定物理物质量的检定测得误差值,我们就把定义这些误差的一个数学方程表达式定义为:ε=X-A显然,由于X可能比A大,也可能比A小,所以ε可能是正值,也可能是负值.在任何检定中都存在误差,这是绝对的,不可避免的.当对某一参数进行多次检定时,尽管所有的条件都相同,而所得到的检定结果却往往并不完全相同,这一事实表明了误差的存在.但也有这样的情况,当对某一参数进行多次检定时,所得检定结果均为同一数值.这并不能认为不存在检定误差,可能因所使用的检定仪器灵敏度太低,以致没有反映出应有的检定误差,此时误差值完全可能是很大的.在检定结果过程中可能产生质量误差的检定因素数量是多种多样的,如果按照这些检定因素的误差出现时间规律以及它们对误差检定过程结果的质量影响很大程度分别来进行区分,可将误差检定中的误差大致分为系统误差、偶然误差、过失检定误差三类.系统误差:在同一测量条件下(不同理论测量方法、仪器、环境和具体观测者数值不变)多次进行检定某一系统物理学测量时,数值不变或按照某一数学规律发生变化的测量误差也被称为系统误差.具体产生的误差原因大致认为有以下几个主要方面:(1)使用仪器上的误差这可能是由于使用仪器加工制造本身的质量缺陷或没有按照国家规定调节要求及时调节,使用不当造成的仪器误差.但是例如每毫米尺的指针刻度不均匀,天平或者砝码机的质量不准确,电表机在使用前没有先调好零点等等,都会可能造成这种仪器误差.只要想方设法及时改进使用仪器的加工设计以及制造,严格依照按规定调节要求及时调节已已使用过的仪器,就能尽可能大大减小使用仪器上的误差.(2)由于安装工具误差由于安装检定用的仪器或者安装工具使用不正确而可能产生的安装误差.(3)外部条件和环境误差在验证和检验过程中,有些可能对产品的验证和结果有明显的实际影响,或者可能由于外部条件和环境的不同(如室内气压、温度、电磁场等)等等。(4)实验理论验证方法的错误。这可能是由于网络的实验方法或理论计算实验方法不当直接导致的理论误差,或者由于各种原因,例如不完善的实验理论验证和实验计算的条件。理论误差是直接造成的。有时,由于对实验对象的模糊定义,可能会出现理论错误.(5)简称个人操作误差也可以称个人操作习惯误差由于根据检定者的个体身理功能特点或固有操作习惯而有所引入的操作误差.如有人自己估计的读数偏高,有的检定人却总是偏低.又或例如在一次田径单项比赛中,手动机的计时与电动机的计时结果相比平均可能只会有0.24秒的操作误差,这样的操作误差一般可以通过多次正确性的训练后纠正使之大大减少,或对多次检定者的结果错误进行及时修正[14]。(6)相位动态检定误差在进行检定迅速应变量时,由于检测仪器振动指示系统的恒定自振振动频率、阻尼、以及与被检检测系统迅变量各参数之间的振动关系而导致产生的振幅和速度相位动态误差.上述系统误差值的分类并不很严格,一个具体的系统误差往往不仅认为可以直接将其归入这一类,也甚至认为可以直接将其归到另一类,有时也甚至认为可将系统误差大致可以分为各种实时自动恒值系统误差和各种实时自动变值系统误差二类.但重要的一点讲就是:系统误差的正确处理出现一般来说它都是不可能具有一定科学规律的,其中所可能间接产生的各种直接原因往往很有可能仅仅是目前已经可知的或是目前未能完全及时掌握的.一般简单地一点讲来说,应尽可能多地通过设法及时予以预见到各种系统误差的具体产生原因或者来源,并且极力支持要求及时消除其直接原因影响;其次的就是我们应该通过设法及时予以确定或通过误差估计值的计算来得出目前已知未能完全及时消除的系统误差之和的平均值.关于在一个电子系统中对各种误差的如何正确处理,一般来说首先是由于认为误差属于一个科学上和技术上的复杂技术问题.检定时,如果系统误差很小,那么检定后的结果应该就是相当准确的,检定的结果准确度由系统误差大小来准确表征.系统误差愈小,表明检定的准确度愈高.偶然误差在同一时间条件下多次随机检定同一波的物理波测量时,检定数值结果仍可能会随机出现一些几乎无一定规律的偶然起伏.这种检定数值和测量符号均随机发生变化的偶然误差,称为偶然误差,也可简称随机误差.偶然误差主要是由于科学实验中许多一些不可准确预测的偶然物理因素综合造成的.又比如空气温度、湿度的微小随机起伏,电源交流电压的随机轻微波动,外来的随机杂散场和电磁场,不规则的随机振动,气流的随机扰动等等,都会直接使人在实验过程中的某些物理现象和实验仪器的物理性能参数发生随机的波动变化,以使实验检定值的结果在实验真值附近随机地升起涨落.因为偶然误差检定是由许多其他未知的或微小的未知因素相互综合一起影响的检定结果,所以这些未知因素最终出现与否以及它们的直接影响很大程度都可能是难以确定的.偶然误差在检定数值上有时大,有时小,有时正,有时小或负,其最终产生的根本原因一般知之不详,所以我们无法在检定后的过程中正确加以控制和正确排除,即偶然误差必然可以存在于多次检定后的结果之中进行.但凡是当检定在等同的精度(用同一检定仪器按同一检定方法由同一两个观测者依次进行检定)差的条件下,对同一次的检定算术参数可以作多次