Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі
У статті наведені результати розробки та дослідження способу підвищення точності вимірювань при реалізації ультразвукового тіньового методу в пристрої контролю ширини стрічкових напівфабрикатів у повітрі. В статье приведены результаты разработки и исследования способа повышения точности измерений пр...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Наука, технології, інновації |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/150730 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі / О.Й. Рішан, А.С. Гура // Наука, технології, інновації. — 2017. — № 2 (2). — С. 64-69. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859625215793823744 |
|---|---|
| author | Рішан, О.Й. Гура, А.С. |
| author_facet | Рішан, О.Й. Гура, А.С. |
| citation_txt | Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі / О.Й. Рішан, А.С. Гура // Наука, технології, інновації. — 2017. — № 2 (2). — С. 64-69. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наука, технології, інновації |
| description | У статті наведені результати розробки та дослідження способу підвищення точності вимірювань при реалізації ультразвукового тіньового методу в пристрої контролю ширини стрічкових напівфабрикатів у повітрі.
В статье приведены результаты разработки и исследования способа повышения точности измерений при реализации ультразвукового теневого метода в устройстве контроля ширины ленточных полуфабрикатов в воздухе.
The results of the study design and method of improving measurement accuracy in implementing the shadow ultrasonic method in width tape machines semis in the air.
|
| first_indexed | 2025-11-29T09:34:54Z |
| format | Article |
| fulltext |
Science, technologieS, innovationS • 2017, № 264
наука, технолоГії, інноваЦії • 2017, № 2
інФормаЦія Про авторів
Гладун анатолій ясонович — канд. тех. наук, с.н.с. Міжнародного науково-навчального центру інформацій-
них технологій та систем НАН та МОН України, пр-т Акад. Глушкова, 40, м. Київ, Україна, 03680; (044) 502-63-
66; glanat@yahoo.com; ORCID: 0000-0002-4133-8169
хала катерина олександрівна — м.н.с. МННЦІТС НАН та МОН України, пр-т Акад. Глушкова, 40, м. Київ,
Україна, 03680; (044) 502-63-66; cecerongreat@ukr.net; ORCID: 0000-0002-9477-970X
information aboUt the aUthorS
hladun a.ia. — PhD in Engineering, Senior Researcher, International Research and Training Center for Information
Technologies and Systems under NAS and MES of Ukraine, 40, Acad. Glushkova Ave., Kyiv, Ukraine, 03680; +38(044)
502-63-66; glanat@yahoo.com; ORCID: 0000-0002-4133-8169
Khala K.o. — Junior Researcher, IRTCITS under NAS and MES of Ukraine, 40, Acad. Glushkova Ave., Kyiv, Ukraine,
03680; +38(044) 502-63-66; cecerongreat@ukr.net; ORCID: 0000-0002-9477-970X
инФормаЦия об авторах
Гладун а.я. — канд. техн. наук, с.н.с. Международного научно-учебного центра информационных техно-
логий и систем НАН и МОН Украины, пр-т Акад. Глушкова, 40, г. Киев, Украина, 03680; +38(044) 502-63-66;
glanat@yahoo.com, ORCID: 0000-0002-4133-8169
хала е.а. — м.н.с. МНУЦИТС НАН и МОН Украины, пр-т Акад. Глушкова, 40, г. Киев, Украина, 03680; +38(044)
502-63-66; cecerongreat@ukr.net; ORCID: 0000-0002-9477-970X
УДК 681.330.888
о.Й. рішан, канд. техн. наук, доцент
а.с. Гура, магістрант
роЗробка структурної схеми та сПособу
Підвищення точності вимірЮвань
ультраЗвуковоГо ПристроЮ контролЮ
Ширини стрічки у Повітрі
Резюме. У статті наведені результати розробки та дослідження способу підвищення точності вимірювань
при реалізації ультразвукового тіньового методу в пристрої контролю ширини стрічкових напівфабрикатів у
повітрі. Особливістю використання тіньового методу в повітрі є неізольованість акустичних зон первинних
вимірювальних перетворювачів ширини (ПВПШ) пристрою від навколишнього середовища і відповідно вплив
цього середовища на зони вимірювання, який проявляється в зміні інтенсивності ультразвукових коливань
на вимірювальних приймачах при постійній ширині стрічки і, відповідно, зміні вихідних сигналів приймачів і
збільшенні похибки вимірювання. Оцінено додаткові складові похибки: випадкова похибка флуктуації, яка
виникає при зміні швидкості повітряних потоків (турбулентність) в акустичній зоні вимірювання положення
краю стрічки та похибка від впливу зміни температури в акустичній зоні вимірювання. Для зменшення додат-
кових складових основної похибки вимірювання при тіньовому методі розроблений спосіб їх компенсації, що
реалізується в ПВПШ пристрою за допомогою додаткового приймача коригування, який розташований по-
ряд із вимірювальним приймачем і в одній площині з ним, але не перекривається краєм стрічки, і введенням
сигналу цього додаткового приймача в ланцюг від’ємного зворотного зв’язку регулювання напруги живлення
пакета випромінювачів, завдяки чому цей сигнал підтримується незмінним і рівним заданому.
Ключові слова: ультразвуковий тіньовий метод вимірювання ширини стрічки у повітрі, неізольованість
акустичних зон вимірювання від навколишнього середовища, додаткові складові основної похибки вимірю-
вання, приймач коригування.
Постановка Проблеми
Для вимірювання ширини стрічкових напів-
фабрикатів у повітрі, які можуть бути або оптич-
но прозорими, або легко піддаватись деформу-
ванню, наприклад, листи для пакування виро-
бів у харчовій промисловості тощо, досліджено
ульт развуковий тіньовий диференціальний ме-
тод [1].
Головною умовою реалізації такого методу
є необхідність великої різниці між акустичними
інФормаЦіЙні технолоГії
informational technologieS 65
опорами повітря та напівфабрикату. Ця умова
виконується через різницю між акустичними
опорами повітря та пакувального листа (відріз-
няються майже на три порядки) і дає можливість
отримати чітку тінь від краю пакувального листа
на приймачі [4].
Ще однією умовою реалізації такого тіньо-
вого методу є створення у повітрі рівнороз-
поділеного за інтенсивністю ультразвукового
променя на певній довжині, який перекриває
край пакувального листа. Для її дотримання ви-
користана залежність для тиску РШ на відстані
Н, яку утворює лінійна група ультразвукових
випромінювачів, що знаходиться у жорсткому
екрані з випромінюванням у півпростір по нор-
малі до їх поверхні [1] і яка після перетворення
може бути надана у наступному вигляді:
P
C m Q
H
P
S
H
P
m L L
H
P
L
H
L
C
Ш OШ
OШ
ШO
OШ
=
⋅ ⋅
= =
=
⋅ ⋅
=
r
l l
l l
2 2
2 2
П П
Ш , (1)
де rC — акустичний опір середовища; l=C/FH —
довжина ультразвукової хвилі частотою FH; m —
кількість випромінювачів, які утворюють ліній-
ну групу; PОШ — тиск, який розвиває у своєї
поверхні один випромінювач у групі; Q=S·V —
об’ємна швидкість джерела ультразвукових ко -
ливань, що характеризує здатність випроміню-
вача до утворення акустичного поля; S — пло-
щина одного випромінювача в групі; SC=m·S —
загальна площина, що утворює лінійну групу;
V=PОШ/rC — коливальна швидкість на поверхні
одного випромінювача в групі; LШО — розмір
одиночного випромінювача в напрямку змі-
щення краю стрічки; LШ — розмір пакета ви-
промінювачів у напрямку зміщення краю стріч-
ки: LП — розмір одиночного випромінювача в
напрямку руху стрічки, що контролюється по
ширині; а LШO·m·LП= LШO·LП=SC; С — швидкість
поширення звуку в повітрі.
Аналіз конструктивного виконання первин-
ного вимірювального перетворювача ширини
(ПВПШ) по залежності (1) вказує на доцільність
використовування в ньому також прямокутно-
го вимірювального приймача, розподіленого
по довжині перекриття ультразвукового про-
меня краєм стрічки. Останнє дає можливість
при використанні багатообмоткового вихідного
трансформатора живлення випромінювача змі-
ною напруги живлення окремого випромінюва-
ча впливати на інтенсивність розподіленого по
дожині загального ультразвукового променя,
чим досягається за необхідності лінеаризація
вихідного аналогового сигналу ПВПШ. Одно-
часно залежність (1) дозволяє визначити та-
кож амплітуду напруги UШ на виході приймача,
що вимірює цей тиск на відстані H від поверхні
випромінювача з урахуванням величини пере-
криття X його ультразвукового променя:
U K P
S
H
X
LO
C
Ш ПШ Ш
Ш
= −
2
1
l
, (2)
де KПШ=∂UШ/∂X=–PОШSC/2lH — чутливість
прий мача; Х — зміщення краю стрічки, що ви-
кликає перекриття ультразвукового променя
пакета випромінювачів.
Сигнал приймача досягає максимального
значення при Х=0, а мінімального — при повно-
му перекритті параметра LШ пакета випроміню-
вачів, тобто при X=LШ. Так параметр LШ визначає
діапазон вимірювання положення краю стрічки
і повинен визначатись із умови:
L X BШ Ш≥ +2 2D , (3)
де ±X — можливе відхилення краю стрічки від
вихідного положення, що викликається зміною
ширини стрічки; ±DBШ — зміщення вісі стрічки
відносно вихідного положення при незмінній
її ширині.
За залежністю (2) створена структурна схе-
ма ультразвукового пристрою контролю шири-
ни стрічки у повітрі, приведена на рис. 1, яка
реалізує диференціальний метод вимірювання.
Пристрій складається із двох акустичних вузлів
ПВПШ 14, які утворюють дві зони вимірювання
і кожна з яких являє собою жорстко скріплені
та направлені назустріч пакет випромінювачів
8 та приймачів 9. При цьому стрічка 15 знахо-
диться між випромінювачами 8 та приймача-
ми 9 кожної зони, а її лівий і правий край пе-
рекривають ультразвукові промені між ними.
Пристрій здійснює контроль положення і лівого,
і правого краю стрічки, що дозволяє реалізу-
вати диференціальний метод вимірювання [1].
На рис. 1 показано тільки один акустичний
рис. 1. Структурна схема реалізації способу
компенсації збурень на ПВПШ
Science, technologieS, innovationS • 2017, № 266
наука, технолоГії, інноваЦії • 2017, № 2
вузол 14 ПВПШ для контролю, наприклад, пра-
вого краю контрольованої по ширині стрічки 15.
Акустичний вузол контролю другого краю стріч-
ки ідентичний наведеному. Пристрій контро-
лює відхилення ширини стрічки від заданого
номінального значення, яке виставляється на
кронштейн-лінійці пропорційним зміщенням
акустичних вузлів у протилежних напрямках (на
рис. 1 не показано).
Однією із особливостей такої реалізації ті-
ньового методу контролю стрічки в повітрі є не -
ізольованість обох акустичних зон вимірюван-
ня від навколишнього середовища і відповідно
вплив цього середовища (зміни швидкості пові-
тряних потоків, температури, вологості) на зони
вимірювання, який проявляється в зміні інтен-
сивності ультразвукових коливань на вимірю-
вальних приймачах при постійній ширині стрічки
і, відповідно, зміні вихідних сигналів приймачів
та збільшенні похибки вимірювання [2].
мета статті — розробка способу зниження
додаткових похибок від впливу навколишньо-
го середовища на результати вимірювань при
ультразвуковому тіньовому методі та розробка
структурної схеми пристрою, що реалізує такий
спосіб.
виклад основноГо матеріалу
Основною і суттєвою складовою похибки
при ультразвуковому тіньовому методі контро -
лю ширини є випадкова похибка флуктуації DФ,
яка виникає при зміні швидкості повітряних по-
токів (турбулентності) в акустичній зоні вимірю-
вання положення краю стрічки (вплив явища
акустичного “федінгу”) [3].
Оцінимо теоретично розподіл похибки флук-
туації залежно від ступеня відкриття вимірю-
вального приймача: від стану його повного пе-
рекриття краєм стрічки до стану його повного
відкриття (відстань L між крайніми положення-
ми проекції краю стрічки 15 на вимірювальному
приймачі 9).
Як вихідну формулу використовуємо за-
лежність, що описує зміну квадрату логариф-
му амплітуди сигналу на приймачі під впливом
турбулентності середовища в зоні вимірюван-
ня, приведену в [2]. Ця залежність може бути
представлена для акустичної зони вимірювання
ПВПШ у наступному вигляді:
ln ln
U
U
U
UOШ OШ
= +
2
1
D Ш
22
3 2= ⋅A LФ
/ , (4)
де U — плинне значення амплітуди сигналу на
вимірювальному приймачі 7; UОШ — значення
амплітуди сигналу приймача 9 за відсутності
турбулентності в зоні вимірювання; L — від-
стань між положенням проекції краю стрічки на
вимірювальному приймачі і зоною, де здійсне-
на стабілізація сигналу на приймачі коригуван-
ня; DUШ — відхилення сигналу вимірювального
приймача від значення UОШ, викликане турбу-
лентністю.
A
A
C KФ
Ф=
⋅ ⋅
2 3
1
7 6 7 6
,
/ /l
,
де С — швидкість звуку в зоні вимірювання;
l — довжина хвилі; К — хвильове число.
При постійній частоті випромінювання кое-
фіцієнт АФ в цілому визначається характерис-
тикою турбулентності А1
Ф.
Враховуючи, що
ln
ln
1
12
+
=
+
D
D
U
U
U
U
i
Ш
Ш
OШ
OШ
=
∑
2
1i
n
n
, (5)
в межі при n→∞ (при великій кількості вимірю-
вань для знаходження середнього), можемо
записати:
ln ln /1 1
2
2 3 2+
≅ +( )
=
DU
U
A LSL
Ш
ФФ
OШ
g , (6)
де gSLФ
— додаткова випадкова відносна по-
хибка від флуктуації сигналу на вимірюваль-
ному приймачі.
Із залежності (6) визначаємо значення цієї
похибки:
gSL
A L
e
Ф
Ф= −⋅ 3 2
1
/
. (7)
Ступінь зростання функції по залежності
(9) визначається в першу чергу значенням кое-
фіцієнта АФ, що залежить від умов, в яких про-
водяться вимірювання, тобто швидкості VФ по-
вітряних потоків у зоні вимірювання.
Оскільки відстань між випромінювачами
та приймачем при тіньовому методі становить
десятки міліметрів, то (за аналогією з [3; 4])
через відносно малий об’єм акустичної зони
вимірювання вплив обох факторів на зону ви-
мірювання ПВПШ в першому наближенні можна
розглядати однорідним і одночасним по всьому
об’єму зони вимірювання.
Додаткову похибку від зміни температури в
акустичній зоні вимірювання можемо оцінити,
якщо візьмемо частинну похідну по зміні тем-
ператури для амплітудного значення сигналу
ПВПШ (залежність (2), яка в цьому випадку є
формулою зв’язку). При цьому у формулу (2)
попередньо підставлено значення довжини ви-
промінюваної хвилі від швидкості СО розпов-
сюдження ультразвуку в повітрі при його тем-
пературі 0°С, частоти FB його випромінювання
інФормаЦіЙні технолоГії
informational technologieS 67
і температури t °X в акустичній зоні вимірю-
вання [2]:
D DL X
o X
o
X
o X
o
X
o
C B
X
o
t
U x t
t
t
t
K
P S F
H C t
Ш
Ш
ПШ
( )= ∂ ( )
∂
=
=
∂ ⋅ ⋅
+( )
,
,
OШ
O2 0 6
11
0 3
0 6
−
=
=−
⋅ ⋅
+
X
L
t
K
P S F
H C t
X
o
C B
Ш
ПШ
D
,
,
OШ
O XX
o
X
oX
L
t
( )
−
2
1
Ш
D . (8)
З метою компенсації обох похибок розро-
блено та досліджено спосіб, при якому через
зміну інтенсивності випромінених коливань ком-
пенсується вплив розглянутих факторів у зоні,
яка не використовується безпосередньо при
вимірюванні, але знаходиться поряд з зоною
вимірювання.
Спосіб реалізується в ПВПШ за допомогою
додаткового приймача коригування, який роз-
ташований поряд із вимірювальним приймачем
і в одній площині з ним, але не перекривається
краєм стрічки, і введенням сигналу цього до-
даткового приймача в ланцюг від’ємного зво-
ротного зв’язку регулювання напруги живлення
пакета випромінювачів, завдяки чому цей сигнал
підтримується незмінним і рівним заданому.
Структурна схема пристрою контролю ши-
рини стрічки, який реалізує спосіб компенсації
збурень, приведена на рис. 1. Пристрій вміщує
ультразвуковий генератор (УЗГ) 1 та ПВПШ 2.
Напруга збудження з виходу генератора-за да-
вача 3 частотою, яка відповідає резонансній
частоті ультразвукових перетворювачів акус-
тичної зони вимірювання, через схему 4 авто-
матичного регулювання підсилення (АРП) над-
ходить у підсилювач за потужністю 5, який
оснащений багатообмотковим вихідним транс-
форматором 6. Кожна із обмоток трансформа-
тора 6 живить окремий п’єзоелемент пакета
випромінювачів 8 ПВПШ. У зоні вимірювання
між пакетом випромінювачів 8 і вимірювальним
приймачем 9 ПВПШ утворюється рівномірно
розподілений за інтенсивністю ультразвуковий
промінь, який перекривається краєм стрічки 15.
Аналоговий сигнал на виході приймача 9 відпо-
відає залежності (4). За необхідності цей сигнал
лінеаризується зміною напруги живлення окре-
мого випромінювача у пакеті 8 зміною в його
ланцюгу додаткового опору 7. Дестабілізуючі
фактори, які призводять до варіації інтенсивно-
сті IX акустичного поля в зоні вимірювального
приймача 9, одночасно діють на інтенсивність
ультразвукового поля в зоні приймача 10 ко-
рекції. Сигнал коригування приймача 10, під-
силений та випрямлений у прецизійному під-
силювачі 11 корекції, підтримується незмінним
за рахунок його ввімкнення в ланцюг від’ємного
зворотного зв’язку регулювання напруги збу-
дження пакета випромінювачів 8. Стабілізація
сигналу на приймачі 10 приводить (одночасно
зі стабілізацією ультразвукових коливань у його
зоні від дії турбулентності) до зниження варіації
інтенсивності цих коливань у зоні вимірювання,
де розташований вимірювальний приймач 9.
Необхідний астатизм у систему регулюван-
ня напруги живлення випромінювачів 8 і під-
тримування інтенсивності ультразвукового поля
незмінним на приймачі 10 вносить подвійний
інтегратор 12, який є одночасно елементом по-
рівняння сигналу підсилювача 11 корекції (цей
сигнал пропорційний інтенсивності акустичного
поля в зоні приймача 11 корекції), і сигналу за-
давача 13 цієї інтенсивності. Вихідний сигнал
подвійного інтегратора 12 змінює коефіцієнт
передачі схеми 4 АРП УЗГ 1, чим підтримується
незмінним сигнал приймача корекції 11.
Особливістю розглянутого способу ком-
пенсації впливу збурень на зону вимірювання
є просторове зміщення зони безпосередньої
компенсації збурень і зони вимірювання, аби
усунути вплив процесу вимірювання на канал
компенсації збурень. Останнє через природ-
ний градієнт інтенсивності від збурення, рівний
∂I/∂x, обмежує ступінь компенсації збурення в
зоні вимірювання. А величина варіації інтен-
сивності на відстані Dx, що не компенсована,
приблизно дорівнює: DIX=(∂I/∂x)Dx.
рис. 2. Результати теоретичних та експери-
ментальних досліджень значень додаткової
абсолютної похибки ПВПШ при різних значен-
нях швидкості повітряних потоків у зоні вимі-
рювання
Science, technologieS, innovationS • 2017, № 268
наука, технолоГії, інноваЦії • 2017, № 2
Залежність коефіцієнта АФ в функції від
швидкості VФ, яка приводить до флуктуації сиг-
налу вимірювального приймача, має вигляд:
АФ = КФ · VФ, (9)
де КФ=1,5·10–3 с/м — коефіцієнт пропорційно-
сті для ПВПШ.
Результати експериментальних і теоретич-
них досліджень значень додаткової абсолютної
похибки ПВПШ за структурою, що приведена
на рис. 1, при різних значеннях швидкості по-
вітряних потоків у зоні вимірювання приведені
на рис. 2.
висновки
За структурною схемою розробленого спо-
собу зниження додаткових похибок при ультра -
звуковому тіньовому методі вимірювання ши-
рини стрічки у повітрі досліджено пристрій, в
якому в акустичній зоні вимірювання в якості
випромінювачів і приймачів використані п’єзо-
керамічні перетворювачі призматичного типу
ТБК-3 на резонансну частоту 109,6 кГц (роз-
мірами у нижньої основи призми LП=10 мм та
LШ=50 мм для приймача і LШ=25 мм для випро-
мінювача при числі m=7 випромінювачів у па-
кеті). Додаткова абсолютна похибка ПВПШ від
флуктуації повітряних потоків у зоні вимірюван-
ня становить не більше ±0,3 мм при віддаленні
краю стрічки від краю зони компенсації на від-
стань до 21 мм і зміні швидкості потоків повітря
в зоні вимірювання від 0 до 2 м/с. За відсутності
розробленого способу компенсації ця похибка
становила ±4 мм. Отриманий при такому спо-
собі компенсації впливу коефіцієнт стабілізації
дорівнює ≈13...14. ПВПШ з розробленим спо-
собом зменшення додаткових похибок може ви-
користовуватись в умовах цеху по виробництву
пакувальних стрічок.
сПисок використаних дЖерел
1. Рішан О.Й. Ультразвуковий тіньовий метод вимі-
рювання ширини пакувальної стрічки у повітрі та
дослідження параметрів вимірювальних перетво-
рювачів для його реалізації / О.Й. Рішан, Я.В. Но-
вачевский, В.С. Зайко // Науково-технічна ін-
формація. — 2016. — № 2 (56). — С. 78–84.
2. Рішан О.Й. Забезпечення інваріантності ультра-
звукового інтерференційного рівнеміра на стоячій
хвилі в системах нормалізації молока в ємностях /
О.Й. Рішан, Ю.М. Бородкіна // Науково-технічна
інформація. — 2013. — № 1 (55). — С. 78–84.
3. Рішан О.Й. Аналіз та розробка методу вимірю-
вання рівня речовин в повітрі на просторових
ультразвукових биттях / О.Й. Рішан // Автома-
тизація виробничих процесів. — 2006. — № 1
(22). — С. 10–13.
4. Рішан О.Й. Дослідження основних параметрів
ультразвукових інтерференційних рівнемірів на
стоячій хвилі / О.Й. Рішан, Ю.М. Бородкіна //
Науково-технічна інформація. — 2011. — № 4. —
С. 54–56.
referenceS
1. Rishan O.Y., Novachevskyi Ya.V., Zaiko V.S. (2016)
Ultrazvukovyi tinovyi metod vymiriuvannia shyry ny
pakuvalnoi strichky u povitri ta doslidzhennia para-
metriv vymiriuvalnykh peretvoriuvachiv dlia yoho
realizatsii [The ultrasonic shadow method of mea-
suring the width of the packing tape in the air and
research of parameters of measuring transducers
for its realization]. Naukovo-tekhnichna informatsiia
[Scientific and Technical Information], no. 2 (56),
рр. 78–84.
2. Rishan O.Y., Borodkina Yu.M. (2013) Zabezpechen-
nia invariantnosti ultrazvukovoho interferentsiinoho
rivnemira na stoiachii khvyli v systemakh normali-
zatsii moloka v yemnostiakh [The ultrasonic shadow
method of measuring the width of the packing tape
in the air and research of parameters of measuring
transducers for its realization]. Naukovo-tekhnichna
informatsiia [Scientific and Technical Information],
no. 1 (55), рр. 78–84.
3. Rishan O.Y. (2006) Analiz ta rozrobka metodu vymi-
riuvannia rivnia rechovyn v povitri na prostorovykh
ultrazvukovykh byttiakh [Analysis and develop a
method for measuring the level of substances in the
air on a spatial ultrasonic beats]. Avtomatyzatsiia
vyrobnychykh protsesiv [Automation of production
processes], no. 1 (22), рр. 10–13.
4. Rishan O.Y., Borodkina Yu.M. (2011) Doslidzhennia
osnovnykh parametriv ultrazvukovykh interferen-
tsiinykh rivnemiriv na stoiachii khvyli [Study of the
basic parameters of ultrasonic interference level
gauges on the standing wave]. Naukovo-tekhnichna
informatsiia [Scientific and Technical Information],
no. 4, рр. 54–56.
o.Y. rishan, PhD in Engineering
а.S. нura, graduate student
develoPment of the blocK diagram and method imProve the accUracY
of UltraSonic meaSUrement device controlS the Width of the taPe in the air
Abstract. The results of the study design and method of improving measurement accuracy in implementing the
shadow ultrasonic method in width tape machines semis in the air. The feature of using the shadow method in the
air is not isolated acoustic zones of primary measuring converters with (PVPSH) device from the environment and
therefore the impact of the environment on the area of measurement, which appears to change the intensity of
ultrasonic vibrations on the measuring receiver at a constant width tapes and correspondingly change the output
signals of the receivers and increase measurement error. Estimated additional components of error: random fluc-
tuation error that occurs when changing the speed of air flow (turbulence) in the area of acoustic measuring tape
edge and position error from the effects of temperature changes in the area of acoustic measurements. To reduce
інФормаЦіЙні технолоГії
informational technologieS 69
інФормаЦія Про авторів
рішан олександр Йосипович — канд. техн. наук, доцент Національного університету харчових технологій,
кафедра інтегрованих автоматизованих систем управління, вул. Володимирська, 68, м. Київ, Україна, 01601;
+38 (044) 546-59-08; rishan.aleksandr@gmail.com
Гура анна сергіївна — магістрант НУХТ, кафедра інтегрованих автоматизованих систем управління, вул. Во-
лодимирська, 68, м. Київ, Україна, 01601; miss.gurochka@mail.ru
information aboUt the aUthorS
rishan o.Y. — PhD in Engineering, Associate Professor, National University of Food Technologies, 68, Volodymyrska
Str., Kyiv, Ukraine, 01601; +38 (044) 546-59-08; rishan.aleksandr@gmail.com
нura a.S. — graduate student, NUFT, 68, Volodymyrska Str., Kyiv, Ukraine, 01601; miss.gurochka@mail.ru
инФормаЦия об авторах
ришан а.и. — канд. техн. наук, доцент Национального университету пищевых технологий, кафедра
интегрированных автоматизированных систем управления, ул. Владимирская, 68, г. Киев, Украина, 01601;
+38 (044) 546-59-08; rishan.aleksandr@gmail.com
Гура а.с. — магистрант НУПТ, кафедра интегрированных автоматизированных систем управления, ул. Вла-
димирская, 68, г. Киев, Украина, 01601; miss.gurochka@mail.ru
the additional components of basic error measurement method developed at the informal way of compensation,
implemented in PVPSH device using an optional receiver adjustments, which is located next to the measuring
receiver and in the same plane with him, but that does not overlap the edge of the tape, and the introduction of
this additional receiver signal chain to negative feedback regulation voltage package radiators, so the signal is
maintained constant and equal to the set.
Keywords: shadow ultrasonic method of measuring the width of the tape in the air, no acoustic isolation zones
measurement of the environment, Additional components of the basic error of measurement, Receiver adjust-
ment.
а.и. ришан, канд. техн. наук
а.с. Гура, магистрант
роЗработка структурноЙ схемЫ и сПособа ПовЫШения точности иЗмерениЙ
ультраЗвуковоГо устроЙства контроля ШиринЫ лентЫ в воЗдухе
Резюме. В статье приведены результаты разработки и исследования способа повышения точности изме-
рений при реализации ультразвукового теневого метода в устройстве контроля ширины ленточных полуфа-
брикатов в воздухе. Особенностью использования теневого метода в воздухе является неизолированность
акустических зон первичных измерительных преобразователей ширины (ПИПШ) устройства от окружающей
среды и соответственно влияние этой среды на зоны измерения, которое проявляется в изменении интен-
сивности ультразвуковых колебаний на измерительных приемниках при постоянной ширине ленты и, со-
ответственно, изменении выходных сигналов приемников и увеличении погрешности измерения. Оценены
дополнительные составляющие погрешности: случайная погрешность флуктуации, которая возникает при
изменении скорости воздушных потоков (турбулентность) в акустической зоне измерения положения края
ленты и погрешность от влияния изменения температуры в акустической зоне измерения. Для уменьшения
дополнительных составляющих основной погрешности измерения при теневом методе разработан способ
их компенсации, реализуемой в ПИПШ устройства с помощью дополнительного приемника корректировки,
который расположен рядом с измерительным приемником и в одной плоскости с ним, но не перекрывается
краем ленты, и введением сигнала этого дополнительного приемника в цепь отрицательной обратной свя-
зи регулирования напряжения питания пакета излучателей, благодаря чему этот сигнал поддерживается
неизменным и равным заданному.
Ключевые слова: ультразвуковой теневой метод измерения ширины ленты в воздухе, неизолированность
акустических зон измерения от окружающей среды, дополнительные составляющие основной погрешности
измерения, приемник корректировки.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-150730 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2520-6524 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-29T09:34:54Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Рішан, О.Й. Гура, А.С. 2019-04-14T17:32:45Z 2019-04-14T17:32:45Z 2017 Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі / О.Й. Рішан, А.С. Гура // Наука, технології, інновації. — 2017. — № 2 (2). — С. 64-69. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 2520-6524 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/150730 681.330.888 У статті наведені результати розробки та дослідження способу підвищення точності вимірювань при реалізації ультразвукового тіньового методу в пристрої контролю ширини стрічкових напівфабрикатів у повітрі. В статье приведены результаты разработки и исследования способа повышения точности измерений при реализации ультразвукового теневого метода в устройстве контроля ширины ленточных полуфабрикатов в воздухе. The results of the study design and method of improving measurement accuracy in implementing the shadow ultrasonic method in width tape machines semis in the air. uk Інститут досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України Наука, технології, інновації Інформаційні технології Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі Разработка структурной схемы и способа повышения точности измерений ультразвукового устройства контроля ширины ленты в воздухе Development of the block diagram and method im prove the accuracy of ultrasonic measurement device controls the width of the tape in the air Article published earlier |
| spellingShingle | Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі Рішан, О.Й. Гура, А.С. Інформаційні технології |
| title | Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі |
| title_alt | Разработка структурной схемы и способа повышения точности измерений ультразвукового устройства контроля ширины ленты в воздухе Development of the block diagram and method im prove the accuracy of ultrasonic measurement device controls the width of the tape in the air |
| title_full | Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі |
| title_fullStr | Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі |
| title_full_unstemmed | Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі |
| title_short | Розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі |
| title_sort | розробка структурної схеми та способу підвищення точності вимірювань ультразвукового пристрою контролю ширини стрічки у повітрі |
| topic | Інформаційні технології |
| topic_facet | Інформаційні технології |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/150730 |
| work_keys_str_mv | AT ríšanoi rozrobkastrukturnoíshemitasposobupídviŝennâtočnostívimírûvanʹulʹtrazvukovogopristroûkontrolûširinistríčkiupovítrí AT guraas rozrobkastrukturnoíshemitasposobupídviŝennâtočnostívimírûvanʹulʹtrazvukovogopristroûkontrolûširinistríčkiupovítrí AT ríšanoi razrabotkastrukturnoishemyisposobapovyšeniâtočnostiizmereniiulʹtrazvukovogoustroistvakontrolâširinylentyvvozduhe AT guraas razrabotkastrukturnoishemyisposobapovyšeniâtočnostiizmereniiulʹtrazvukovogoustroistvakontrolâširinylentyvvozduhe AT ríšanoi developmentoftheblockdiagramandmethodimprovetheaccuracyofultrasonicmeasurementdevicecontrolsthewidthofthetapeintheair AT guraas developmentoftheblockdiagramandmethodimprovetheaccuracyofultrasonicmeasurementdevicecontrolsthewidthofthetapeintheair |