Работа толщиномера А1208 с преобразователями SENDAST
РАБОТА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТОЛЩИНОМЕРА А1208 С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ SENDAST
Цель работы: демонстрация совместимости прямых пьезоэлектрических преобразователей SENDAST с ультразвуковым толщиномером А1208 от компании ООО «АКС».
Сокращения:
ПЭП – пьезоэлектрический преобразователь
УТ– ультразвуковой толщиномер
НО– настроечный образец
ПК– персональный компьютер
Оборудование:
1. Ультразвуковой толщиномер А1208
2. ПЭП П111-5,0-6 SENDAST
3. ПЭП П111-2,5-10 SENDAST
4. НО для настройки толщиномеров и дефектоскопов
5. Комплект образцов толщиной 0,6 – 50,0 мм.
План работы:
1. Провести подготовку и настройку УТ согласно руководству по эксплуатации.
2. В режиме ПАМЯТЬ провести по 20 измерений для каждой толщины НО.
3. Сохранить полученные результаты измерений толщин на ПК, сгруппировать данные в таблицу.
4. Провести расчёты погрешности измерения и сравнить с номинальной погрешностью УТ, сделать выводы.
5. Продемонстрировать измерения толщины на комплекте образцов в диапазоне 0,6-50,0 мм.
ХОД РАБОТЫ
В данной работе было использовано два ПЭП SENDAST с рабочей частотой 5 МГц и 2,5 МГц. Алгоритм действий для каждого ПЭП абсолютно одинаковый, поэтому далее в описании и пояснении хода работы не будем указывать, каким именно ПЭП проводились те или иные действия.
1. Согласно руководству по эксплуатации УТ А1208 проведём подготовку прибора к использованию. Для этого, так как используются совмещённые преобразователи, подключим одинарный кабель LEMO 00 к немаркированному разъёму. Включаем прибор. Далее проводим настройку и адаптацию прибора к параметрам используемого ПЭП. В режиме НАСТРОЙКА на строке «ПЭП» нажимаем клавишу F1 (Тест). Следуя инструкциям на экране УТ, проводим адаптацию прибора (Рис. 2-3). Прибор готов к работе.
2. В УТ А1208 имеется функция сохранения результатов – режим ПАМЯТЬ. В данном режиме, создавая отдельную группу для каждой измеряемой толщины и типа ПЭП, проведём измерения. Измерения будем проводить на НО с известными действительными толщинами и скоростью распространения ультразвуковой продольной волны (Рис. 4), по 20 измерений для каждой толщины.
Таблица 1 – Соответствие созданных групп измеряемой толщине и ПЭП | ||
---|---|---|
Номер группы | Измеряемая толщина, мм | Тип ПЭП |
2 | 4 | П111-5,0-6,0 SENDAST |
3 | 6 | П111-5,0-6,0 SENDAST |
4 | 8 | П111-5,0-6,0 SENDAST |
5 | 10 | П111-5,0-6,0 SENDAST |
6 | 12 | П111-5,0-6,0 SENDAST |
7 | 14 | П111-5,0-6,0 SENDAST |
8 | 16 | П111-5,0-6,0 SENDAST |
9 | 4 | П111-2,5-10,0 SENDAST |
10 | 6 | П111-2,5-10,0 SENDAST |
11 | 8 | П111-2,5-10,0 SENDAST |
12 | 10 | П111-2,5-10,0 SENDAST |
13 | 12 | П111-2,5-10,0 SENDAST |
14 | 14 | П111-2,5-10,0 SENDAST |
15 | 16 | П111-2,5-10,0 SENDAST |
3. В УТ А1208 реализована функция переноса данных на ПК. Воспользовавшись этой функцией, сохраним файл с именем results.csv на ПК. Отображение данных в файле results.csv представлены на рисунке 7. Для удобства дальнейшей обработки полученных результатов измерений, сгруппируем их в таблицу 2.
Номер измерения | Действительные значения толщины, мм | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
3,97 | 5,98 | 8,01 | 9,98 | 11,98 | 13,97 | 16,03 | |
Измеренные значения толщины, мм | |||||||
1 | 3,98 | 6,00 | 8,00 | 10,03 | 12,03 | 14,01 | 16,09 |
2 | 3,98 | 6,01 | 8,01 | 10,03 | 12,03 | 14,02 | 16,09 |
3 | 3,98 | 6,01 | 8,01 | 10,03 | 12,04 | 14,03 | 16,10 |
4 | 3,98 | 6,02 | 8,01 | 10,05 | 12,03 | 14,06 | 16,10 |
5 | 3,98 | 5,99 | 8,04 | 10,02 | 12,07 | 14,05 | 16,10 |
6 | 3,97 | 6,02 | 8,01 | 10,03 | 12,05 | 14,02 | 16,11 |
7 | 3,99 | 5,99 | 8,01 | 9,98 | 12,03 | 14,02 | 16,09 |
8 | 4,01 | 6,02 | 8,01 | 10,03 | 12,02 | 14,05 | 16,09 |
9 | 3,98 | 6,01 | 8,04 | 10,02 | 12,04 | 14,02 | 16,10 |
10 | 3,98 | 5,99 | 8,01 | 10,03 | 12,05 | 14,02 | 16,09 |
11 | 3,99 | 6,02 | 8,01 | 10,03 | 12,04 | 14,02 | 16,07 |
12 | 3,99 | 6,02 | 8,01 | 10,03 | 12,05 | 14,03 | 16,09 |
13 | 3,98 | 6,02 | 8,01 | 10,01 | 12,07 | 14,01 | 16,10 |
14 | 3,99 | 6,00 | 8,01 | 9,98 | 12,09 | 14,01 | 16,09 |
15 | 3,99 | 6,01 | 8,00 | 10,03 | 12,03 | 14,04 | 16,09 |
16 | 3,99 | 6,00 | 8,01 | 9,99 | 12,09 | 14,04 | 16,08 |
17 | 3,99 | 6,02 | 8,02 | 10,03 | 12,05 | 14,00 | 16,09 |
18 | 3,98 | 6,03 | 8,01 | 10,01 | 12,05 | 14,02 | 16,09 |
19 | 3,98 | 6,01 | 8,02 | 9,98 | 12,08 | 14,02 | 16,08 |
20 | 3,97 | 6,01 | 8,01 | 10,03 | 12,03 | 14,02 | 16,09 |
Номер измерения | Действительные значения толщины, мм | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
3,97 | 5,98 | 8,01 | 9,98 | 11,98 | 13,97 | 16,03 | |
Измеренные значения толщины, мм | |||||||
1 | 3,93 | 5,93 | 7,99 | 9,96 | 11,96 | 13,93 | 16 |
2 | 3,93 | 5,97 | 8,00 | 9,94 | 11,95 | 13,93 | 16,04 |
3 | 3,92 | 5,96 | 7,98 | 9,97 | 11,98 | 13,98 | 16,00 |
4 | 3,95 | 5,96 | 7,99 | 9,93 | 11,96 | 13,95 | 16,00 |
5 | 3,92 | 5,95 | 7,98 | 9,96 | 11,99 | 13,93 | 16,00 |
6 | 3,94 | 5,97 | 7,98 | 9,96 | 11,95 | 13,97 | 16,01 |
7 | 3,95 | 5,97 | 7,99 | 9,95 | 12,00 | 13,91 | 16,01 |
8 | 3,95 | 5,96 | 7,98 | 9,96 | 11,97 | 13,98 | 16,00 |
9 | 3,94 | 5,95 | 7,98 | 9,96 | 11,95 | 14,02 | 16,00 |
10 | 3,93 | 5,94 | 7,96 | 9,95 | 12,02 | 13,92 | 16,01 |
11 | 3,93 | 5,95 | 7,95 | 10,00 | 11,97 | 13,99 | 15,99 |
12 | 3,96 | 5,96 | 8,01 | 9,94 | 11,97 | 13,98 | 16,03 |
13 | 3,94 | 5,99 | 7,99 | 9,97 | 11,95 | 13,93 | 16,01 |
14 | 3,94 | 5,95 | 7,98 | 10,06 | 11,98 | 13,96 | 16,00 |
15 | 3,93 | 5,94 | 8,01 | 9,98 | 11,97 | 13,92 | 16,00 |
16 | 3,97 | 5,96 | 7,96 | 9,95 | 12,02 | 13,98 | 16,02 |
17 | 4,00 | 5,95 | 7,98 | 9,93 | 11,99 | 13,91 | 16,01 |
18 | 3,93 | 5,96 | 7,98 | 10,05 | 11,95 | 13,98 | 16,01 |
19 | 3,92 | 5,96 | 8,01 | 9,94 | 11,97 | 13,95 | 16,00 |
20 | 3,93 | 5,95 | 7,97 | 9,94 | 11,98 | 14,00 | 16,06 |
4. На основании полученных результатов определим погрешности при измерении толщины. Для этого вычислим:
4.1. Систематическую составляющую погрешности измерений по формуле:
где xД– действительное значение измеряемой толщины;
xi– результат i-го измерения толщины УТ;
n – число измерений.
4.2. Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности по формуле:
4.3. Интервал, в котором с установленной доверительной вероятностью P=0,95 находится суммарная погрешность измерений, определяется неравенством:
где Ɛ - коэффициент Стьюдента, для доверительной вероятности P=0,95 и числа измерений n=20 равен 2,09.
Результаты вычислений занесём в таблицу 4 и сравним с допустимой погрешностью УТ А1208, которая вычисляется по формуле: ±(0,01·H+0,05) , где H – измеряемая толщина.
Действительная измеряемая толщина, мм | Систематическая составляющая погрешности | Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности | Интервал, в котором находится суммарная погрешность измерений | Допустимая погрешность прибора |
---|---|---|---|---|
ПЭП П111-5,0-6 SENDAST | ||||
3,97 | -0,014 | 0,008602325 | -0,03 0 | ±0,09 |
5,98 | -0,03 | 0,011401754 | -0,05 -0,01 | ±0,11 |
8,01 | -0,003 | 0,010049876 | -0,02 0,02 | ±0,13 |
9,98 | -0,0385 | 0,019817921 | -0,08 0 | ±0,15 |
11,98 | -0,069 | 0,021424285 | -0,11 -0,02 | ±0,17 |
13,97 | -0,0555 | 0,014991664 | -0,09 -0,02 | ±0,19 |
16,03 | -0,0615 | 0,008529361 | -0,08 -0,04 | ±0,21 |
ПЭП П111-2,5-10 SENDAST | ||||
3,97 | 0,0295 | 0,018834808 | -0,01 0,07 | ±0,09 |
5,98 | 0,0235 | 0,012757351 | 0 0,05 | ±0,11 |
8,01 | 0,0265 | 0,015898113 | -0,01 0,06 | ±0,13 |
9,98 | 0,015 | 0,034278273 | -0,06 0,09 | ±0,15 |
11,98 | 0,006 | 0,021071308 | -0,04 0,05 | ±0,17 |
13,97 | 0,014 | 0,031527766 | -0,05 0,08 | ±0,19 |
16,03 | 0,02 | 0,016124515 | -0,01 0,05 | ±0,21 |
ВЫВОД
Из полученных результатов определения погрешностей измерений можно сделать выводы, что при работе УТ А1208 совместно с ПЭП SENDAST погрешность измерений не превышает установленную для данного прибора.
5. В заключении данной работы, проведём измерения толщины на образцах от 0,6 мм до 50 мм. Диапазон толщин, мм: 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,0; 2,5; 3,0; 5,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0; 30,0; 50,0.