Факторний аналіз точності

визначення вологості

тістових заготівель


Автори:Родченко Я.Г., д.т.н., проф. Чичикало Н.І

Джерело:не опублікована


Основний вплив на величину усихання надає температура повітря в остивочному відділенні. Чим нижче температура повітря, в якому знаходиться хліб, тим швидше він остигне до температури довкілля й тим коротше буде перший період усихання хліба, в межах якого інтенсивність усихання хліба найбільша.

Знижена температура повітря уповільнює процес усихання хліба та в другому періоді усихання — у період постійної швидкості цього процесу.

Чим вологіше повітря, тим повільніше повинно йти усихання. Проте в першому періоді вплив відносної вологості на інтенсивність усихання малий, а в другому періоді, коли температура його не перевищує температуру довкілля, вплив відносної вологості повітря на інтенсивність усихання значно зростає.

Похибка результату вимірів (скорочено похибка вимірів) представляється відхиленням результату вимірів від дійсної величини та її абсолютне значення дорівнює різниці між вимірюваним та дійсним значеннями.

Джерелом похибки вимірів, безпосередньо не пов'язаних із похибкою засобу виміру, є особливості застосованого методу вимірів. Так, при вимірі вологості напівфабрикату із тіста в шнеку (навіть при досить відомих параметрах шнека та "ідеальному" перетворенні положення датчика рівня у показання вимірювального приладу) на результат виміру позначатиметься відмінність значення щільності заготівлі із тіста від номінальної щільності за рахунок зміни атмосферного тиску та температури. Зазвичай будь-який застосований метод вимірів вносить ту або іншу складову похибки до результату вимірів, якщо методикою вимірів це джерело похибки не враховане.

Джерелом похибки методу вимірів часто є наближення, прийняті для відтворення величини вразі непрямих, сукупних та спільних вимірів. Це приводить до відмінності математичної залежності, що пов'язує величину, яку потрібно визначити, із вимірюваними величинами, від математичної залежності, що реалізовується прийнятим методом вимірів.

Вплив атмосферного тиску в приміщенні на вологість тістових заготівель

Вологість тіл визначається наявністю в них води у вигляді пари, кількість якої залежить від парціального тиску водяної пари, наприклад в повітрі при даній температурі й атмосферному тиску, що свідчить про вплив атмосферного тиску на вологість тістових заготівель. Дослідимо таку залежність за допомогою наступної формули (4.23):

Вологість

При P1=79993.2 Па, P2= 86659.3 Па, P3= 93325.4 Па, P4= 99991.5 Па, P1= 106657.6 Па; t = 20 мс, g = 9.80665 м/с2 , ?sv =1420 кг/м3 , ? =1.6 кг/м3, Т=24 С, S=0.1 м.

Отримано наступну залежність (рис. 1):


Рис. 1. Вплив атмосферного тиску на вологість тістових заготівель

Завдяки графіку можна сказати, що атмосферний тиск прямопропорційно впливає на вологість, тобто при збільшенні тиску має місце збільшення вологості заготівель. При варіації тиску від 600 мм рт ст до 800 мм рт ст вологість збільшується на 3.5 %.

Вплив температури в приміщенні на вологість тістових заготівель

Використовуючи той самий математичний апарат, але змінюючи температуру у приміщенні можна отримати характерну залежність вологості заготівель від температури.

При P700= 93325.4 Па, t = 20 мс, g = 9.80665 м/с2 , ?sv =1420 кг/м3 , ? =1.6 кг/м3, S=0.1 м однак Т1=10 С, T2=15 C, T3=20 C, T4=25 C, T5=30 C, T6 = 35 C, T7=40 C, T8 = 45 C. Було отримано наступну залежність (рис. 2):


Рис. 2. Вплив температури на вологість тістових заготівель

Графік доводить, що температура у технологічному приміщенні обратнопропорційно впливає на вологість, тобто при збільшенні температури має місце зменшення відсотку вологості заготівель. При варіації температури від 10 С до 45 С вологість зменшується на 16.6 %.

Встановимо, яка температура у приміщенні є оптимальною для мінімального значення похибки.

(4.24)

Оцінити дисперсію, як міру розбросу випадкової величини (тобто її відхилення від математичного очікування) та середньоквадратичне відхилення можна за формулою (4.25):

(4.25)

Тоді візуальне відображення похибки приймає вигляд (рис. 3):

Рис. 3. Залежність середньоквадратичного відхилення від температури у приміщенні

Судячи з графіка, можна сказати, що мінімальна похибка досягається при температурі у приміщенні від 25 С до 30 С.

Вплив довжини відстані між встановленими статичними безконтактними датчиками на результат виміру вологості заготівель

Важливим для проектування приладу є оцінка впливу відстані між датчиками, що фіксують момент проходження через них заготівлі. Графік показує (рис. 4), що коливання відстані між датчиками несуттєво змінює результат.


Рис. 4. Вплив відстані між датчиками на вологість тістових заготівель

Відстань між датчиками, що фіксують момент проходження через них тістової заготівлі прямопропорційно впливає на вологість, тобто при збільшенні відстані має місце збільшення відсотку вологості заготівель. При варіації відстані від 1 см до 20 см вологість зменшується на 0.00119 %. Встановимо, яка відстань між датчиками є оптимальною для мінімального значення похибки.

(4.26)

Оцінити дисперсію, як міру розбросу випадкової величини (тобто її відхилення від математичного очікування) та середньоквадратичне відхилення можна за формулою (4.27):

(4.27)

Тоді візуальне відображення похибки приймає вигляд (рис. 5):


Рис. 5. Залежність середньоквадратичного відхилення від відстані між датчиками

Судячи з графіка, можна сказати, що мінімальна похибка досягається при оптимальній відстані між датчиками, що дорівнює 10 см.