一種擴散硅壓力式密度靜態測量系統

3 測量結果及誤差分析

為了驗證該項測試技術,在25℃環境下,對10%～40%濃度的糖溶液密度進行了反復測量,選取其中若干點的測量結果見表1。

本測量系統的測量精度取決于擴散硅壓力傳感器測量精度、A/D轉換器精度、放大器精度和環境溫度對密度的影響;其關鍵是擴散硅壓力傳感器精度和環境濕度對密度的影響。此外,糖溶液的密度與放置的時間也有一定關系,對剛配制的糖溶液測量較精確,如果糖溶液放置太久就會糖化,使得測量的糖溶液密度值偏小。為了去除測量結果中可能出現的異常數據,盡可能地加大采樣次數,并采用了數字濾波的方法以提高測量的準確性。如果用于工業過程中的線測量,此問題就不存在了。

表1 糖溶液密度測量實驗結果

　 15% 20% 30% 40%
查表密度[5] 1.0581 1.0791 1.1259 1.1754
第一次測量 1.0590 1.0794 1.1250 1.1746
第二次測量 1.0586 1.0789 1.1249 1.1750
第三次測量 1.0588 1.0794 1.1250 1.1748
第四次測量 1.0590 1.0785 1.1255 1.1748
第五次測量 1.0584 1.0786 1.1252 1.1749
實測密度ρr* 1.0587 1.0789 1.1251 1.1748

（注：ρr*為實測相對密度平均值）

通過采用擴散硅壓力傳感器,結合一定的采樣裝置硬件及軟件處理,實現了密度的靜態測量,對糖溶液密度的實際測量證明此方法可行有效。它為密度測量提供了一個新的方案。由于擴散硅壓力傳感器測量無可動部件,溫漂小,響應速度快,具有杠桿平衡式及矢量式等老式壓力傳感器無可比擬的優點。在此工作的基礎上增加一定數據（1到2個）壓力傳感器,反映流動溶液動態特性,采用多傳感器的信息融合軟計算技術,實現擴散硅壓力式密度的動態測量是需進一步研究的問題。