| 【中文题名】 | 基于液体静力称量法的密度测量研究 |
| 【英文题名】 | Study of Density Measurements by Hydrostatic Weighing |
| 【学科专业】 | 测试计量技术及仪器 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-6 |
| 【中关键词】 | 液体静力称量法,密度,不确定度,表面张力,, |
| 【英关键词】 | hydrostatic weighing,density,uncertainty,surface tension, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>仪器、仪表>一般性问题>计量仪器>质量计量仪器 |
| 【论文摘要】 |
固体密度基准(单晶硅球)的密度准确度很高，这就要求高准确度的密度量值传递系统——静力称量系统来进行密度量值传递。为了提高测量的准确度，量传系统的组成结构、性能指标均需进行以减小测量误差为目标的特别设计：本文研制了一套特殊的吊挂系统，可以同时置放三个固态物体，利用一套机械结构来控制标准和待测样品的上下运动，以实现在一次测量中得到标准和待测样品所受到的浮力值，减小由于液体温度、液面高度、液体密度等因素的变化导致的测量结果不确定度的增加；由于电机工作时会释放一定的热量，而温度对密度测量的准确度有较大影响，为了减少热源，尽可能保持稳定的环境温度，本文通过巧妙的机械设计，仅使用两个步进电机就完成了四部分八个升降动作的控制，这也是本实验装置设计的一个难点；称量系统是本系统的关键部分，为了消除人为参与对测量结果的影响，本文通过对高精度比较器AX1005的技术改造实现了砝码的自动加载和卸载，从而建成了一套高准确度、全自动的称量系统。
固体标准和待测样品轮换测量以及砝码的自动转换加载均是通过控制步进电机的转动来实现的。在实验过程中，采用人工控制非常复杂，而且容易出错，为了减小人员操作带给系统测量结果的不确定度... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-6 |
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Abstract |
6-7 |
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目录 |
7-9 |
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第一章 前言 |
9-12 |
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1.1 立项背景 |
9-10 |
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1.2 本论文的结构安排 |
10-12 |
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第二章 文献综述 |
12-21 |
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2.1 密度计量方法 |
12-14 |
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2.2 液体静力称量法测量原理 |
14-15 |
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2.3 我国密度计量现状 |
15-17 |
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2.4 国外密度计量发展现状 |
17-19 |
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2.5 本章小结 |
19-21 |
|
第三章 数学模型的建立与误差源分析 |
21-30 |
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3.1 数学模型 |
21-27 |
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3.1.1 液体密度测量 |
21-23 |
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3.1.2 固体密度测量 |
23-25 |
|
3.1.3 已知固体标准密度测量固体样品的密度 |
25-27 |
|
3.2 误差源 |
27-29 |
|
3.3 本章小结 |
29-30 |
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第四章 液体静力称量系统的研制 |
30-49 |
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4.1 基本原理 |
30-31 |
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4.2 系统的硬件设计 |
31-41 |
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4.2.1 吊挂称量装置的结构组成及功能 |
33-34 |
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4.2.2 标准球和固体样品运动的自动控制 |
34-37 |
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4.2.3 比较器砝码自动加载转换系统的设计 |
37-39 |
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4.2.4 空气密度的测量 |
39-41 |
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4.3 系统的软件设计 |
41-48 |
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4.3.1 步进电机的控制 |
41-42 |
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4.3.2 空气密度的数据采集及计算 |
42-48 |
|
4.4 本章小结 |
48-49 |
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第五章 实验研究与数据处理 |
49-63 |
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5.1 控温性能 |
50-51 |
|
5.1.1 天平称量室内温度的控制 |
50-51 |
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5.1.2 液体温度的控制 |
51 |
|
5.2 空气密度的实时测量 |
51-53 |
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5.3 表面张力对测量结果影响的研究 |
53-59 |
|
5.3.1 理论分析 |
54-57 |
|
5.3.2 实验结果及分析 |
57-59 |
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5.4 两种不同工作用液实验现象的讨论 |
59-61 |
|
5.5 本章小结 |
61-63 |
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第六章 不确定度分析与评定 |
63-72 |
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6.1 测量原理 |
63-64 |
|
6.2 纯水中固体样品密度测量的不确定度评定 |
64-69 |
|
6.2.1 液体密度测量的不确定度分量及相对合成不确定度 |
64-67 |
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6.2.2 固体样品体积测量的不确定度分量及相对合成不确定度 |
67-68 |
|
6.2.3 固体样品密度测量的相对合成不确定度 |
68-69 |
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6.3 纯酒精中固体样品密度测量的不确定度评定 |
69-71 |
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6.4 扩展不确定度 |
71 |
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6.5 本章小结 |
71-72 |
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第七章 结论 |
72-74 |
|
参考文献 |
74-78 |
|
致谢 |
78-79 |
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附录1 纯水中固体样品密度测量数据 |
79-80 |
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附录2 纯酒精中固体样品密度测量数据 |
80 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.94594 |
