题目不同轴度对于燃气表计量误差分析

题目：不同轴度对于燃气表计量误差分析Title：Thedifferentofhomocentricdegreecausetheerrorofmeasuring作者：江航成Author:Jianghangcheng摘要：通过案例的分析与计算，说明机芯体的拨动臂与上壳上的主动拨轴之间不同轴度对于计量误差的影响。Abstract:：Afteranalysisandcalculationaboutcase,wefoundthedifferentofhomocentricdegreebetweendrivingshaftabdcounterdrivingshaftwillcausetheerrorofmeasuring。关键词：不同轴度；计量误差Keywords:Thedifferentofhomocentricdegree;theerrorofmeasuring一引言燃气表是由气体的压差引起膜片的往复运动，带动机芯体的拨动臂转动，从而输出到主动拨轴的转动，最后由计数器显示具体读数。机芯体在燃气表的内部，其对于气体的计量，需要借助与上壳的主动拨轴配合，传递到燃气表的外部。燃气表对于气体的准确计量不仅仅取决于机芯体，同时也取决于机芯体与主动拨轴配合，两者之间配合产生的误差——不同轴度，对于计量误差影响很大。二不同轴度的产生由于燃气表的上壳中心孔位置在加工制造中会有偏差，引起安装在其中的主动拨轴也会偏差；机芯体在组装过程中，其中的输出机构——拨动臂也会有偏差；另外机芯体与上壳是两个不同的部件，在两者组装过程中带入的装配误差，以上三种因素均会造成主动拨轴与机芯体的拨动臂之间不同轴度，如图1所示：主动拨轴转动中心拨动臂转动中心同轴度图1三不同轴度的计算假设O1为拨动臂的转动中心，O2为主动拨轴的转动中心，其中的不同轴度为O1O2（水平以及垂直方向的矢量叠加）具体如图2所示：O1MNO2图2四不同轴度对于误差的影响分析两者的不同轴度对于误差影响可以通过下图3进行具体量化计算。O1B——拨动臂的转动半径；O1O2——拨动臂的转动中心与主动拨轴的转动中心的距离拨动臂的转动以O1为圆心，O1B为转动半径，其半径是固定的；而主动拨轴的转动为O2为圆心，转动半径是变化的，最短时半径为O2G，而最长时为O2C。同样从F点到A点，拨动臂的转动角度为∠FO1A（小于180°），而主动拨轴的转动角度为∠FO2A（等于180°），两者之间的角度有大小，很明显∠FO2A＞∠FO1A，两者之间产生了角度差。从起点到终点，两者之间最大的角度差=2*arcsin(不同轴度／拨动臂的转动半径)具体从图3中可以看出，角度差与不同轴度成正比，与拨动臂的转动半径成反比，而与主动拨轴尺寸没有关系。如果起点与终点是同个位置即是360°整数倍的话，两者之间就没有角度差了。对于计量检测产生的误差δ=（角度差*回转体积*减速比）／（360*通气体积），由此可以看出计量检测产生的误差不仅仅与角度差和回转体积有关系，同时与减速比也有很大关系，可以这样理解减速比放大了两者之间的度数，另外与通气体积成反比。图3五不同轴度对于计量误差的影响计算1）假设：O1B半径为10mm,O1O2为1.5mm，回转体积为1.2升，机芯体的减速比为8：1。2）两者的最大角度差计算根据计算，两者的最大角度差=2*arcsin(O1O2／O1B)=2*8.6°=17.2°，从图示3所看，从F点到A点，两者相差最大，主动拨轴的转动角度比拨动臂的转动角度偏快17.2°，计数偏快的气量=17.2°／360°*1.2*8=0.46（升），如果检测通气量为100升的话，误差偏快0.46%。3）通气100升，不同轴度引起的第1次计量最大误差计算①从F开始转到G点，主动拨轴的转动∠FO2G=90°,拨动臂的转动角度∠FO1G=81.4°由此算出，主动拨轴比拨动臂偏快90°-81.4°=8.6°②如果从F点开始运行100升，最后非整周的体积为100-96=4升，折算成角度为（4／1.2*8）*360=150°，即从F点运转到G点，通过计算主动拨轴的转动角度∠FO2G比拨动臂的转动角度∠FO1G偏快8.6°具体见1）计算；G点再运转到H点，∠GO1H=68.6°，通过计算主动拨轴的转动角度∠GO2H比拨动臂的转动角度∠GO1H偏快8.2°。③角度差值计算：如果从F点开始运行100升，前面96升没有偏差，最后4升（即从F点到H点），拨动臂的转动角度∠FO1H，主动拨轴转动角度∠FO2H，两者相差8.6°+8.2°=16.8°。④误差影响计算：由于实际误差是以主动拨轴传递到计数器来计算的，主动拨轴的转动角度大于拨动臂的转动角度，误差影响δ1=（16.8°*1.2*8）／（360°*100）=0.448%（既偏快）4）通气100升，不同轴度引起的第2次计量误差计算如果从H点开始运行100升，前面96升没有偏差，最后4升，拨动臂的转动角度∠HO1D，主动拨轴的转动角度∠HO2D，两者相差8.6°+4.8°=13.4°，误差影响δ2=（-13.4*1.2*8）／（360*100）=-0.36%（既偏慢）5）两次测试的重复性计算前后两次测量重复性=δ1-δ2=0.448%-(-0.36%)=0.8%＞0.6%,重复性不合格。六如何降低对计量误差的影响计量检测产生的误差δ=（角度差*回转体积*减速比）／（360*通气体积）1）消除角度差，使其降低到0，通过选择合理的通气量——回转体积与减速比的整数倍，如回转体积是1.2升,减速比是8:1,那么通气量应该是9.6升的整数倍。2）减小角度差，两者之间最大的角度差=2*arcsin(不同轴度／拨动臂的转动半径)，通过技术改进，降低不同轴度。3）降低机芯体减速比，从8：1变为1：1，上述例子的测量重复性为0.1%。七结束语上述例子的计算得出，两次误差的重复性结果达到了0.8%，我们可以看出机芯体的拨动臂与上壳上的主动拨轴之间的配合精度对于计量误差影响很大，值得我们关注。JJG577-2005检定规程中推荐检测通气体积为回转体积的整数倍，通过上述分析，应该是回转体积与减速比的整数倍更为合理。作者江航成，性别男，1972年生，1995年毕业于福州大学化工设备与机械专业，获得学士学位，注册质量工程师。联系方式联系作者：江航成地址：杭州余杭区五常大道181号华立科技园杭州贝特燃气表公司邮编：310023E-mail:[e-mail]电话：[phone]备注：