Розробка, дослідження та оптимізація ваговимірювальної системи

Автор(и)

  • Микола Кошовий Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, вул. Чкалова, 17, 61070, Харків, Ukraine
  • Григорій Черепащук Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, вул. Чкалова, 17, 61070, Харків, Ukraine
  • Євген Калашніков Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, вул. Чкалова, 17, 61070, Харків, Ukraine
  • Олександр Заболотний Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, вул. Чкалова, 17, 61070, Харків, Ukraine
  • Віталій Сіроклин Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, вул. Чкалова, 17, 61070, Харків, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24027/2306-7039.3.2021.241640

Ключові слова:

вимірювання; ваговимірювальна система; точність; план експерименту; математична модель; оптимізація

Анотація

Мета дослідження – підвищення техніко-економічних показників ваговимірювальних систем.

Розроблено систему з вимірювальним лотком, яка відрізняється від існуючих можливістю управління кутом нахилу лотка, вологістю і температурою сипкого матеріалу, що забезпечує високу точність вимірювання маси.

Дослідження ваговимірювальної системи виконувалось із застосуванням таких методів оптимального за вартісними витратами планування експерименту: табу-пошук, метод рою часток, повний перебір, метод, заснований на використанні коду Грея. Це дозволило скоротити вартісні витрати на реалізацію експерименту.

У результаті дослідження отримано математичні моделі у кодованих і натуральних значеннях факторів, які характеризують залежність похибки вимірювання від таких показників, як кут нахилу вимірювального лотка, вологість сипкого матеріалу, коефіцієнт тертя сипкого матеріалу в русі. З використанням математичної моделі отримані раціональні значення конструктивних параметрів ваговимірювальної системи, які забезпечують високу точність (похибка вимірювання не перевищує 0,20%).

Посилання

Список літератури

Жуковицкий В.И. Основы теории и принципы построения автоматических весоизмерительных комплексов в горнорудной промышленности: монография. Днепропетровск: Нац. горн. ун-т, 2014. 243 c.

Назаров В.Н., Круг О.В. Существующие конструкции и способы поверки конвейерных весов и их совершенствование. Метрологическое обеспечение весоизмерительной техники “ВЕСЫ – 2006”: сб. докладов Всероссийской науч.-практ. конф., 4–8 сентября 2006. Самара: ВНИИМС, 2006. С. 55–67.

Шубин И.Н., Свиридов М.М., Таров В.П. Технологические машины и оборудование. Сыпучие материалы и их свойства: учеб. пособие для вузов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. 76 с.

Першина С.В., Каталымов А.В., Однолько В.Г., Першин В.Ф. Весовое дозирование зернистых материалов. Москва: Машиностроение, 2009. 260 с.

Ваговимірювальна система: пат. 27285, Україна, МПК G01F 11/00. №U200706404; заявл. 08.06.07; опубл. 25.10.07, Бюл. № 17.

Zabolotnyi O., Zabolotnyi V., Koshevoy N. Primary measuring transducer of moisture content for grain quality control. Український метрологічний журнал. 2020. № 3. С. 42‒49. doi: 10.24027/2306-7039. 3.2020.216844

Ваговимірювальна система: пат. 129696, Україна, МПК G01F 11/02. №U201804607; заявл. 26.04.18; опубл. 12.11.2018, Бюл. № 21.

Кошевой Н.Д., Костенко Е.М., Беляева А.А. Сравнительный анализ методов оптимизации при исследовании весоизмерительной системы и терморегулятора. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2018. № 4. С. 179–187. doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2018-4-17

Кошевой Н.Д., Костенко Е.М., Муратов В.В., Крюков А.М., Биленко А.И., Морозов А.А. Сравнительный анализ методов оптимизации по стоимостным (временным) затратам планов полного факторного эксперимента. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2020. № 1. С. 54–62. doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2020-1-6

Кошовий М.Д., Дергачов В.А., Павлик Г.В., Заболотний О.В., Кошова І.І., Костенко О.М. Метод побудови планів багатофакторних експериментів з мінімальною кількістю змін рівнів факторів та оптимальних за вартісними (часовими) витратами. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2020. № 4. С. 55–64. doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2020-4-6

Адлер Ю.П., Маркова Е.М., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Программированное введение в планирование эксперимента. Москва: Наука, 1971. 284 с.

References

Zhukovіckij V.I. Osnovy teorii i principy postroenija avtomaticheskih vesoizmeritelnyh kompleksov v gornorudnoj promyshlennosti: monografiya [Basics of theory and principles of building automatic weighting complexes in mining industry: monograph]. Dnepropetrovsk, 2014. 243 p. (in Russian).

Nazarov V.N., Krug O.V. Sushhestvujushhie konstrukcii i sposoby poverki konvejernyh vesov i ih sovershenstvovanie [Existing constructions and methods for examination of conveyor weights and improvement of them]. Proceedings of All-Russian Scientific and Practical Conference “Metrological support of weighing equipment “LIBRA – 2006”. Samara, 2006, pp. 55–67 (in Russian).

Shubin I.N., Sviridov M.M., Tarov V.P. Tehnologicheskie mashiny i oborudovanie. Sypuchie materialy i ih svojstva [Technological machines and equipment. Bulk materials and their properties]. Tambov, 2005. 76 р. (in Russian).

Pershina S.V., Katalymov A.V., Odnolko V.G., Pershin V.F. Vesovoe dozirovanie zernistyh materialov [Weight dosing of granular materials]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2009. 260 p. (in Russian).

Pat. 27285 UA, MPK G01 F11/00, no. U200706404. Vahovymiriuvalna systema [Mass measuring system]. Publ. 25.10.07 (in Ukrainian).

Zabolotnyi O., Zabolotnyi V., Koshevoy N. Primary measuring transducer of moisture content for grain quality control. Ukrainian Metrological Journal, 2020, no. 3, pp. 42‒49. doi:10.24027/2306-7039.3.2020.216844

Pat. 129696 UA, MPK G01 F11/02, no. U201804607. Vahovymiriuvalna systema [Mass measuring system]. Publ. 12.11.2018 (in Ukrainian).

Koshevoy N.D., Kostenko Ye.M., Belyaeva A.A. Sravnitelnyy analiz metodov optimizatsii pri issledovanii vesoizmeritelnoy sistemy i termoregulyatora [Comparative analysis of optimization methods in the investigation of a weigh-measuring system and thermoregulatory]. Radіo Electronіcs, Computer Science, Control, 2018, no. 4, pp. 179–187 (in Russian). doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2018-4-17

Koshevoy N.D., Kostenko Ye.M., Muratov V.V., Kryukov A.M., Bilenko A.I., Morozov A.A. Sravnitelnyy analiz metodov optimizatsii po stoimostnym (vremennym) zatratam planov polnogofaktornogo eksperimenta [Comparative analysis of optimization methods by cost (time) costs of full factor experiment plans]. Radіo Electronіcs, Computer Science, Control, 2020, no. 1, pp. 54–62 (in Russian). doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2020-1-6

Koshevoy N.D., Dergachov V.A., Pavlyk H.V., Zabolotnyi O.V., Koshevaya I.I., Kostenko E.M. Metod pobudovy planiv bahatofaktornykh eksperymentiv z minimalnoiu kilkistiu zmin rivniv faktoriv ta optymalnykh za vartisnymy (chasovymy) vytratamy [The method of building plans of multifactorial experiments with minimal number of factors levels measurements and optimal by cost (time) expenses]. Radіo Electronіcs, Computer Science, Control, 2020, no. 4, pp. 55–64 (in Ukrainian). doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2020-4-6

Adler Ju.P., Markova E.M., Granovskij Ju.V. Planirovanie eksperimenta pri poiske optimalnyh uslovij. Programmirovannoe vvedenie v planirovanie eksperimenta [Planning of experiment, while finding of optimal conditions. Programmed introduction to planning of the experiment]. Moscow, Nauka Publ., 1971. 284 p. (in Russian).

Опубліковано

2021-10-05

Номер

Розділ

Статті