[发明专利]一种离散介质压力测量的误差修正方法

说明书

本发明公开了一种离散介质压力测量的误差修正方法，属于离散介质压力测量技术领域。该误差修正方法是先采用压力传感器测得压力值；测量离散介质颗粒的等效投影面积平均粒径；计算获得离散介质颗粒的有效投影面积S_k；然后计算获得离散介质在压力传感器感压膜片上的分布密度n；计算获得压力测量值的相对误差δ；通过相对误差δ，计算获得误差修正之后的压力测量值X_c。本发明误差修正公式中的a、b、c只与传感器有关，a、b、c的确定是在实验的基础上经数据整理并拟合得到，a、b、c被确定后，此传感器在测量各种离散介质时采用同一个误差修正公式，既考虑了误差修正的成本，又兼顾了传感器的个体差异，有效的提高离散介质压力测量精确度。

技术领域

本发明涉及离散介质压力测量技术领域，具体涉及一种离散介质压力测量的误差修正方法。

背景技术

在许多行业中，不论是工程实践还是科学研究中都常需要测量土压力。同时农业上，在农产品的加工、运输以及存储过程中，常会用到对谷物等农产品的压力测量。此类介质属于固体介质，且具有颗粒性的特点。对于测量此类介质所产生的压力，属于固体介质的压力测量。目前，对此类固体介质压力的测量是借助于流体压力的测量方式。可知，物理量的测量依赖于量测仪器，固体压力的测量同样依赖于量测仪器和设备。此类测量仪器由流体压力的测量仪器沿袭而来，其工作原理与流体压力的测量是一致的，如土压力计或土压力盒等压力传感器，其中使用比较广泛的主要是应变式和振弦式压力传感器。这类颗粒性固体介质在细观上具有离散特性，属于离散介质，而此类离散介质的压力测量一般采用的是应变式和振弦式压力传感器。此类传感器只适用于均布压力的测量，而离散介质所产生的压力是由多个点的集中力组成的，并非连续的，对其压力的测量存在误差，本发明针对这一测量误差提出一种修正方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种离散介质压力测量的误差修正方法。

本发明提供了一种离散介质压力测量的误差修正方法，包括以下步骤：

S1、采用压力传感器测得离散介质颗粒的压力值X；

S2、测量离散介质颗粒的等效投影面积平均粒径d；

S3、通过离散介质颗粒的等效投影面积平均粒径d计算获得离散介质颗粒的有效投影面积S_k；

S4、通过离散介质颗粒的等效投影面积平均粒径d以及离散介质颗粒的有效投影面积S_k，计算获得离散介质在压力传感器感压膜片上的分布密度n；

S5、通过分布密度n和公式δ＝b·n^a+c，计算获得压力测量值的相对误差δ；其中a、b、c为待定常数，与步骤S1中采用的压力传感器相关，a、b、c的确定是通过不同分布密度n与该压力传感器压力测量值的相对误差δ的变化规律拟合得到；

S6、通过相对误差δ，计算获得误差修正之后的压力测量值X_c。

较佳地，步骤S2中d的测量方法有：筛分法、沉降法、激光法、电阻法和显微图像法。

较佳地，步骤S3中S_k＝πd²/4；

较佳地，步骤S4中

较佳地，步骤S6中

较佳地，步骤S5中a、b、c的确定方法如下：

S501、建立模拟实验装置，所述模拟实验装置包括压力传感器、钢珠、限位环、橡胶垫和加载装置，所述钢珠放置在压力传感器的感压膜片上，所述限位环沿压力传感器感压膜片的周向设置，加载装置位于钢珠上方，橡胶垫位于加载装置与钢珠之间，加载装置用于给钢珠施加压力；

S502、选择多组不同直径的钢珠，计算获得不同的颗粒分布密度n；