Page 20 - АвторефМокрий21

18

рівняння, можна компенсувати температурні зміни величини швидкості в
призмах та розмірів призм перетворювача, за винятком зміни розмірів ділянки
вимірювань. Видно з (13), що цей вклад буде мінімальним за умови приблизної
рівності швидкості ПАХ в зразку порівняння та досліджуваному зразку.
Для повної компенсації температурної похибки перетворювача була
розглянута його конструкція, схема якої показана на рис. 7. Запропонована
модифікація цього перетворювача, яка дозволяє для певної величини швидкості
ПАХ повністю компенсувати температурну похибку, а також зробити її
мінімальною в певному околі цієї швидкості. Вираз для температурної зміни
часу проходження для такого перетворювача має вигляд:

) 
L  T h (  h  T

  t   t  ( t  T )   3 2 , (14)
( 
V зр V 1   T )
пр
де α ‒ лінійний коефіцієнт температурного розширення для матеріалу
перетворювача; β ‒ коефіцієнт температурної зміни швидкості для матеріалу
призм перетворювача; L ‒ довжина ділянки зразка між призмами, на якій
визначають швидкість поверхневої акустичної хвилі; h 2, h 3 ‒ шлях проходження

δΔt/t, % δΔt/t, %

V, м/с ΔT, град h 3-h 2, мм ΔT, град

а б

Рис. 8. Відносна температурна похибка вимірювання часу за зміни температури
ΔT: a ‒ залежно від швидкості ПАХ в зразку: б ‒ залежно від різниці шляхів в
призмах перетворювача h 3 ‒ h 2.

акустичної хвилі в призмах 2 і 3. Методика полягає у мінімізації величини δ∆t за
рахунок підбору величин h 2 та h 3. Прирівняти до нуля її можна лише для
конкретного значення швидкості V пр. На рис. 8 показані розраховані величини
похибок залежно від різниці шляхів в призмах перетворювача h 3 − h 2 та від
швидкості ПАХ в досліджуваному зразку. На основі числових оцінок можна
зробити висновок, що запропонована методика компенсації впливу
температурної нестабільності перетворювача на точність вимірювань є
ефективною, оскільки в оптимізованій конструкції перетворювача за відхилення