[發明專利]一種離散介質壓力測量的誤差修正方法

有效

• 申請號: 201910368452.8
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110017943B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 郭力;何怡;王曉強;劉莉;劉歡歡;孫碩程
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00;G01L27/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發明公開了一種離散介質壓力測量的誤差修正方法，屬于離散介質壓力測量技術領域。該誤差修正方法是先采用壓力傳感器測得壓力值；測量離散介質顆粒的等效投影面積平均粒徑；計算獲得離散介質顆粒的有效投影面積S_k；然后計算獲得離散介質在壓力傳感器感壓膜片上的分布密度n；計算獲得壓力測量值的相對誤差δ；通過相對誤差δ，計算獲得誤差修正之后的壓力測量值X_c。本發明誤差修正公式中的a、b、c只與傳感器有關，a、b、c的確定是在實驗的基礎上經數據整理并擬合得到，a、b、c被確定后，此傳感器在測量各種離散介質時采用同一個誤差修正公式，既考慮了誤差修正的成本，又兼顧了傳感器的個體差異，有效的提高離散介質壓力測量精確度。

技術領域

本發明涉及離散介質壓力測量技術領域，具體涉及一種離散介質壓力測量的誤差修正方法。

背景技術

在許多行業中，不論是工程實踐還是科學研究中都常需要測量土壓力。同時農業上，在農產品的加工、運輸以及存儲過程中，常會用到對谷物等農產品的壓力測量。此類介質屬于固體介質，且具有顆粒性的特點。對于測量此類介質所產生的壓力，屬于固體介質的壓力測量。目前，對此類固體介質壓力的測量是借助于流體壓力的測量方式。可知，物理量的測量依賴于量測儀器，固體壓力的測量同樣依賴于量測儀器和設備。此類測量儀器由流體壓力的測量儀器沿襲而來，其工作原理與流體壓力的測量是一致的，如土壓力計或土壓力盒等壓力傳感器，其中使用比較廣泛的主要是應變式和振弦式壓力傳感器。這類顆粒性固體介質在細觀上具有離散特性，屬于離散介質，而此類離散介質的壓力測量一般采用的是應變式和振弦式壓力傳感器。此類傳感器只適用于均布壓力的測量，而離散介質所產生的壓力是由多個點的集中力組成的，并非連續的，對其壓力的測量存在誤差，本發明針對這一測量誤差提出一種修正方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的問題，提供一種離散介質壓力測量的誤差修正方法。

本發明提供了一種離散介質壓力測量的誤差修正方法，包括以下步驟：

S1、采用壓力傳感器測得離散介質顆粒的壓力值X；

S2、測量離散介質顆粒的等效投影面積平均粒徑d；

S3、通過離散介質顆粒的等效投影面積平均粒徑d計算獲得離散介質顆粒的有效投影面積S_k；

S4、通過離散介質顆粒的等效投影面積平均粒徑d以及離散介質顆粒的有效投影面積S_k，計算獲得離散介質在壓力傳感器感壓膜片上的分布密度n；

S5、通過分布密度n和公式δ＝b·n^a+c，計算獲得壓力測量值的相對誤差δ；其中a、b、c為待定常數，與步驟S1中采用的壓力傳感器相關，a、b、c的確定是通過不同分布密度n與該壓力傳感器壓力測量值的相對誤差δ的變化規律擬合得到；

S6、通過相對誤差δ，計算獲得誤差修正之后的壓力測量值X_c。

較佳地，步驟S2中d的測量方法有：篩分法、沉降法、激光法、電阻法和顯微圖像法。

較佳地，步驟S3中S_k＝πd²/4；

較佳地，步驟S4中

較佳地，步驟S6中

較佳地，步驟S5中a、b、c的確定方法如下：

S501、建立模擬實驗裝置，所述模擬實驗裝置包括壓力傳感器、鋼珠、限位環、橡膠墊和加載裝置，所述鋼珠放置在壓力傳感器的感壓膜片上，所述限位環沿壓力傳感器感壓膜片的周向設置，加載裝置位于鋼珠上方，橡膠墊位于加載裝置與鋼珠之間，加載裝置用于給鋼珠施加壓力；

S502、選擇多組不同直徑的鋼珠，計算獲得不同的顆粒分布密度n；