КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

 

2. Классификация и основные характеристики контрольно-измерительных приборов (КИП)

Измерением называется нахождение значения физической величины (из­меряемого параметра) опытным путем с помощью специальных технических средств.

Различают следующие средства измерений: меры, измерительные прибо­ры, измерительные преобразователи, измерительные устройства, измери­тельные установки и измерительные информационные системы.

Меры — средства измерений, предназначенные для воспроизведения фи­зической величины заданного размера (например, гиря — мера массы, резис­тор — мера электрического сопротивления).

Измерительные приборы — средства измерений, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для не­посредственного восприятия наблюдателем.

Измерительные приборы делят на:

• показывающие (допускают только отсчитывание показаний);

• регистрирующие (с записью показаний в форме диаграммы);

• регистрирующие печатающие (с печатанием показаний в цифровой форме);

•  интегрирующие (измеряемая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной);

•  суммирующие (показания функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых по различным каналам);

• аналоговые (показания которых — непрерывная функция изменения из­меряемой величины);

• цифровые (вырабатывающие прерывные, раздельные (дискретные) сиг­налы соответствующие значению измеряемой величины с представлением показаний в цифровой форме).

Измерительные преобразователи (датчики) — средства измерений, пред­назначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хра­нения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

В зависимости от вида измеряемых величин измерительные преобразова­тели делятся:

•   на преобразователи электрических величин в электрические же вели­чины (шунты, делители напряжения, измерительные трансформаторы, пре­образователи измеряемых величин в код и т. д.);

•   преобразователи неэлектрических величин в электрические, когда не­электрическая величина (температура, давление и т. д.) отображается элек­трической величиной (сопротивление, индуктивность, сила тока и т. д.), на­ходящейся в определенной функциональной зависимости от измеряемой не­электрической величины.

Термин «измерительные устройства» применяют для категории средств измерений, охватывающей измерительные приборы и измерительные преоб­разователи, при этом различают первичные, промежуточные и вторичные уст­ройства (приборы). Под первичным измерительным устройством понимают средство измерений, к которому подведена измеряемая величина. Промежу­точным измерительным устройством называют средство измерений, к кото­рому подведен выходной сигнал первичного преобразователя. Вторичными из­мерительными устройствами называют средства измерений, предназначенные для работы в комплекте с первичными и промежуточными преобразователями.

Измерительная установка — совокупность функционально объединен­ных средств измерений (мер, приборов, преобразователей, устройств) и вспо­могательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измери­тельной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте (например, установка по из­мерению КПД котла).

При значительном числе измеряемых величин целесообразно применять более сложные измерительные устройства автоматического действия — из­мерительные информационные системы, основными отличиями кото­рых являются автоматический сбор измерительной информации, много­кратное использование преобразователей сигналов и при необходимости обработка информации по заданному алгоритму средствами вычислитель­ной техники.

Погрешности измерений. Погрешностью измерительного прибора назы­вают отклонение его показаний от действительного значения измеряемой величины, определенного с известной более высокой точностью.

Различают следующие погрешности средств измерений:

• абсолютную — разность между показанием прибора и истинным значени­ем измеряемой величины; выражается в единицах измеряемой величины;

• относительную — отношение абсолютной погрешности к истинному зна­чению измеряемой величины; может быть выражено в процентах;

• приведенную — отношение погрешности прибора к нормирующему зна­чению (условно принимаемому значению, которое может быть равным верх­нему пределу измерений, диапазону измерений и т. п.);

•  основную — погрешность средств измерений, работающего в нормаль­ных условиях;

• дополнительную — изменение погрешности средств измерений, вызван­ное отклонением одной из влияющих величин от нормального значения или выходом ее за пределы нормальной области значений. Например, изменения показания манометра, вызванное отклонением температуры измеряемой сре­ды от нормальной, т. е. от 20 °С (если для рассматриваемого манометра 20 °С являются нормальной температурой).

Контрольно-измерительные приборы

157

Классом точности средств измерений называют его обобщенную харак­теристику, определяемую пределами допускаемых основных и дополнитель­ных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияю­щими на точность, значения которых устанавливаются стандартами на от­дельные виды средств измерений. Ряды классов точности и способы выра­жения пределов допускаемой погрешности устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений.

Для технических средств измерений установлен следующий ряд классов точности: 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Например, если температуру измеряют термо­метром с пределом измерений 0-100 °С (х, - х_п) и классом точности 2,5, то абсолютная погрешность измерений на любой точке не должна превышать 2,5 °С. Эта величина называется пределом допускаемой погрешности. Если погрешность определяют при нормальных условиях, то речь идет о пределе допускаемой основной погрешности.

Разность х_к - х_н называется нормирующим значениемх_нр. В тех случаях, когда нулевое значение физической величины находится на краю диапазона измерения ж = х_к, если нулевое значение измеряемой величины находится внутри диапазона измерений, то х_нр будет равна сумме абсолютных значений верхнего и нижнего пределов измерений. Для термометра, измеряющего тем­пературу наружного воздуха в пределах от минус 30 до плюс 50 °С, х_нр = 80 °С.

Пределы допускаемых погрешностей для каждого из классов точности могут устанавливаться в виде абсолютных, приведенных или относительных погрешностей. Например, если манометр с верхним пределом измерения дав­ления 16 кгс/см² (1,6 МПа) имеет класс точности 2,5, то его погрешность не должна превышать 16 • 0,025 = 0,4 кгс/см² (0,04 МПа).

В ГОСТ 8.401 «ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требо­вания» разработаны условные обозначения классов точности.

Общие требования к контрольно-измерительным приборам (КИП). КИП предназначены для контроля, а при необходимости и записи парамет­ров, от которых зависит надежная, безопасная и экономичная эксплуатация. В число этих параметров входят: давление, температура и расход топлива и воздуха, температура и состав продуктов сгорания, разрежение в топке и га­зоходах, температура воды, давление пара и т. д. При этом:

•  параметры, наблюдение за которыми необходимо для правильного веде­ния эксплуатационных режимов, должны контролироваться показывающи­ми приборами;

•  параметры, изменение которых может привести к аварии, должны конт­ролироваться самопишущими приборами;

•  расстояние между приборами и местами отбора импульса должны быть минимальными во избежание запаздывания показаний;

•  место и высота установки приборов должны обеспечивать удобство их обслуживания и наблюдения за их показаниями. Шкалы должны быть осве­щены и видны с рабочего места;

•  самопишущие приборы могут использоваться только в местах, исклю­чающих тряску и вибрацию;

• приборы должны устанавливаться в рабочее положение по уровню, без перекосов или наклонов;

• окружающая среда и параметры измеряемой среды должны соответство­вать требованиям паспортов на приборы.

В табл. 3.1. приведен перечень контрольно-измерительных приборов, наи­более часто применяемых в котельных.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: