Влияние массы пробы на погрешность измерения тонины шерстяного волокна на акустическом приборе

Influence of sample mass on accuracy of wool fiber tone measurement on an acoustic device
Валиева З.Ф.
Цитировать:
Валиева З.Ф. Влияние массы пробы на погрешность измерения тонины шерстяного волокна на акустическом приборе // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 6(87). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11945 (дата обращения: 07.10.2022).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты исследований по изучению влияния массы пробы на результаты измерений тонины шерстяного волокна   на акустическом приборе

ABSTRACT

In article results of researches on studying influence of frequency of sample of mass on results of measurements of a are resulted fienenes a wool fibre on the acoustic device

 

Ключевы слова: волокно, шерсть, длина, диаметр, неровнота, акустический прибор

Keywords: fibers, wool, length, diameter, unevenness, acoustic device.

 

В данной статье рассмотрен вопрос о влиянии на результаты измерений диаметра шерсти изменение массы испытываемой пробы.

Согласно [1,2] зависимость выходного сигнала акустического прибора U с диаметров шерстяного волокна d описывается следующим соотношением:

 

 

(1)

где: Uo - сигнал на выходе прибора в отсутствии пробы, mV; l - толщина измеряемой пробы, равная высоте измерительной камеры, sm; k - постоянный коэффициент; ε - пористость измеряемой пробы; f – частота звуковых колебаний, Hz.

Пористость можно выразить через массу пробы m, и геометрическими параметрами измерительной камеры следующим соотношением:

    

 

(2)

где: - объемная плотность шерстяного волокна, равная   [2];
 - диаметр измерительной камеры, sm; m - масса пробы, g.

После подстановки (2) в (1) и несложных преобразований имеем

    

(3)

Из формулы (3) видно, что увеличение массы пробы приводит к изменению пористости и соответствующему изменению уровня выходного сигнала по экспоненциальному закону. Знание этой закономерности позволит сформулировать требование к точности поддержания данного параметра в процессе измерения с необходимым допуском и оценить составляющую погрешности от вариации этого параметра.

В формуле (3) при изучении изменения одного влияющего фактора на выходной параметр прибора, другие факторы поддерживаются на заданном уровне. Из этой формулы видно, что зависимость выходного сигнала от массы пробы выражается сложной функцией. Поэтому для упрощения анализа и обработки результатов внесем параметр х, функционально связанный с переменными факторами l, m и . При заданной массе пробы m и диаметре измерительной камеры , диаметра шерсти d и постоянном уровне сигнала Uo зависимость между логарифмом выходного сигнала lnU и высотой камеры l в уравнении (3) выражается следующим соотношением:

 

           (4)

   .                                                                        (5)

При заданных параметрах l=3 sm, , =4 sm выражение (5) примет вид

   

 .                                                                           (6)

 Из выражения (4) следует, что между логарифмом выходного сигнала lnU и параметром х должна наблюдаться линейная зависимость.

Для изучения зависимости выходного сигнала прибора ПАМ-1 от диаметра шерсти провели экспериментальные исследования на 11 образцах шерстяных волокон различного диаметра [3,5]. За результат измерения принимали среднее значение по двум замерам. Затем средний диаметр образцов шерстяных волокон испытали в соответствие с требованиями межгосударственного стандарта ГОСТ 17514-93 «Шерсть натуральная. Методы определения тонины» [4]. Результаты испытаний приведены в таблице 1 и таблице 2.

Таблица 1

Результаты экспериментальных данных по изучению влияния массы пробы на выходной параметр прибора в диапазоне измерений диаметра шерстяных волокон 24 – 36 mkm

п\п

Наименование пород шерстяного волокна

Показания прибора,. mV

Средний диаметр

по ГОСТ 17514-93

масса пробы шерстяного волокна, g

6,5

8

10

12

d, мкм

1

Верблюжья 1 отбор

1500

1220,3

875,75

620,75

24

2

Верблюжья 2 отбор

1585

1300,3

950

665,75

25

3

Верблюжья 4 отбор

1650,5

1420,3

1136,8

850

25,7

4

Козья тонкая

1702,3

1504,3

1190,5

900,25

29,6

5

Овечья черная 1 отбор

1774,8

1557,5

1230

966

31,7

6

Овечья светлая 1 отбор

1853,5

1609,8

1350

1075,3

35,3

 

По результатам измеренных величин выходного сигнала при различных массах проб построили зависимости величины выходного сигнала от параметра х для образцов шерстяных волокон с различными значениями диаметра, которые представлены на рисунках 1 и 2 в виде графика и уравнениями. Здесь yi =lnUi, в индексе указано значение диаметра шерстяного волокна.

Таблица 2

Результаты экспериментальных данных по изучению влияния массы пробы на выходной параметр прибора в диапазоне измерений диаметра шерстяных волокон 36 - 45 mkm

п\п

Наименование пород шерстяного волокна

Показания прибора,. mV

Средний диаметр

по ГОСТ 17514-93

масса пробы шерстяного волокна, g

6,5

8

10

12

d, мкм

1

Овечья светлая 3 отбор

1800

1602

1355

1160

36,3

2

Козья шерсть 4 отбор

1907,3

1721,5

1513,4

1263,8

38,9

3

Верблюжья 3 отбор

1999

1831,3

1584

1314,3

42,0

4

Козья грубая

2050

1882

1625

1380

43,7

5

Козья шерсть 5 отбор

2104,3

1938,5

1713

1471,8

45,0

 

Рисунок1. Зависимость выходного сигнала от параметра х для шерстяных волокон в диапазоне 24-36 mkm.

 

 

Рисунок 2. Зависимость выходного сигнала от параметра х для шерстяных волокон в диапазоне 36-45 mkm.

 

Из полученных графиков и уравнений на рисунках 1и 2 видно, что между логарифмом выходного сигнала lnU и параметром х, являющимся функцией массы проб m, существует линейная зависимость. Коэффициент аппроксимации  полученных зависимостей  на всех образцах с различными значениями тонины превышает R2=0,98, что указывает о хорошем согласии теоретических выводов по формуле (4) с экспериментальными результатами.

 

Список литературы:

  1. А. Ахмедов, Ю.Д. Якубова "Исследование влияния параметров состояния образцов на режимы измерения показателя микронейр на акустическом приборе", Сборник трудов "Технические науки – от теории к практике": материалы XVII международной научно-практической конференции (Часть II) (Новосибирск, 2013 г)
  2. A. Akhmedov "Density influence of a measured cotton fiber sample on repealabilitiy  of measuremernts of a micronaire index on an acoustic divice" "2nd international scientific  Conference " European Applied Sciences: modern approaches in scientific researches" Confernce papers (Volume 3), Stuttgart, Germany 18-19.02.2013.
  3. С.А. Хамраева, Э.Т. Лайшева, З.Ф. Валиева. Определение геометрических характеристик местной шерсти стандартным методом и  акустическим прибором // Проблемы текстиля - 2018 - №1
  4. ГОСТ 17514-93 «Шерсть натуральная. Методы определения тонины»
  5. A.A. Ahmedov, Z.F. Valieva. Investigating the geometric characteristics of wool fibers using an acoustic device// Education and 21st century articles of the international scientific and practical conference november 1, 2018
Информация об авторах

ст. преп., Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Республика Узбекистан, г.Ташкент

senior teacher, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top