一种扩散硅压力式密度静态测量系统

3 测量结果及误差分析

为了验证该项测试技术,在25℃环境下,对10%～40%浓度的糖溶液密度进行了反复测量,选取其中若干点的测量结果见表1。

本测量系统的测量精度取决于扩散硅压力传感器测量精度、A/D转换器精度、放大器精度和环境温度对密度的影响;其关键是扩散硅压力传感器精度和环境湿度对密度的影响。此外,糖溶液的密度与放置的时间也有一定关系,对刚配制的糖溶液测量较精确,如果糖溶液放置太久就会糖化,使得测量的糖溶液密度值偏小。为了去除测量结果中可能出现的异常数据,尽可能地加大采样次数,并采用了数字滤波的方法以提高测量的准确性。如果用于工业过程中的线测量,此问题就不存在了。

表1 糖溶液密度测量实验结果

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

（注：ρr*为实测相对密度平均值）

通过采用扩散硅压力传感器,结合一定的采样装置硬件及软件处理,实现了密度的静态测量,对糖溶液密度的实际测量证明此方法可行有效。它为密度测量提供了一个新的方案。由于扩散硅压力传感器测量无可动部件,温漂小,响应速度快,具有杠杆平衡式及矢量式等老式压力传感器无可比拟的优点。在此工作的基础上增加一定数据（1到2个）压力传感器,反映流动溶液动态特性,采用多传感器的信息融合软计算技术,实现扩散硅压力式密度的动态测量是需进一步研究的问题。