Основные сведения о методах и видах измерений

Содержание

Введение

1. Основные сведения о методах и видах измерений

2. Описание теории и технологической схемы процесса искусственного охлаждения

3. Метрологическое обеспечение процесса

4. Выбор и обоснование СИ, схема передачи информации

5. Подбор метрологических характеристик применяемых в схеме СИ

6. Расчет погрешностей измерения выбранных СИ

7. Поверка выбранных СИ

8. Методы повышения точности измерений

Заключение

Список использованных источников

Введение

 

В практической жизни человек всюду имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др. Мир, окружающий нас, - это, прежде всего, мир физических величин, реально существующих в широчайшем диапазоне их значений от микромира до макромира в масштабе Вселенной. Физические величины являются характеристиками объектов материального мира и процессов, характеризующих различные взаимодействия этих объектов между собой или их изменения во времени.

Вся история человеческой цивилизации - это история становления и развития измерительной культуры, это процесс непрерывного совершенствования методов и средств измерения и систем обеспечения единства измерений на основе повышения их необходимой точности, единообразия мер, постоянного укрепления положения служб образцовых измерений как необходимого базиса не только экономики, но и государственной власти. Велико значение измерений в современном обществе. Они служат не только основой научно-технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.

Многочисленные работы в области измерений свидетельствует об их значительной роли в науке и технике, в жизни современного общества. По состоянию и возможности измерительной службы и ее метрологического обеспечения можно судить об общем уровне развития общества. Однако весь тот огромный массив измерительной информации, который мы получаем в результате измерений, будет общественно значимым и полезным только при обязательном условии обеспечения их единства и требуемой точности независимо от места, времени и условий, в которых они проведены.

Обеспечение единства измерений является одной из важнейших задач метрологии. Прогресс в развитии средств измерительной техники в последние годы был обеспечен в результате бурного развития теории измерений и разработки на ее основе новых методов измерения, широкого применения в конструкциях средств измерений последних достижений нанотехнологии, микроэлектроники, автоматики, вычислительной техники, а также успешного решения ряда технологических задач.

К основным целям и задачам метрологии относятся:

создание общей теории измерений;

образование единиц физических величин и систем единиц;

разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений;

создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений, методики выполнения измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант;

установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений;

обеспечение единства измерений;

разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;

разработка методов передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений [9].

метод измерение точность погрешность

Поверка выбранных СИ

Совершенствование любого промышленного предприятия, повышение производительности его оборудования, улучшение технологии производственных процессов и качества продукции невозможно без хорошо налаженного метрологического обеспечения. Научной основой метрология - наука об измерениях, методах и средствах установления их единства, способах достижения требуемой точности измерений, а технической основой - система обязательной государственной и ведомственной поверки и планово-предупредительного ремонта (ППР) средств измерений, обеспечивающая их единообразие при эксплуатации в производстве.

Специальная литература, освещающая методику выполнения ремонтных работ средств измерений (мерительного инструмента, т.е. линейно-угловых, электрических, физико-химических, теплотехнических, других видов средств измерений и контрольно-измерительных приборов КИП) к сожалению не издавалась. Так, например, первые книги по ремонту приборов и регуляторов автора А.А. Смирнова были изданы в 1952 и 1957 гг. С того времени почти 35 лет вплоть до 1989 года не издавалось ни в СССР, ни рубежом литературы подобного направления. Однако после перестройки положение изменилось к лучшему и спец. литература по ремонту средств измерений и различной техники стала появляться в продаже (ремонт автомашин иномарок, различной бытовой и оргтехники и др.).

Требования к нормальным условиям измерений при поверке.

Согласно НД номинальные значения влияющих величин, используемых при проведении поверок СИ приведены в таблице 4.

 

Таблица 4 - Номинальные значения влияющих величин, используемых при проведении поверок СИ

Параметры	Основные величины	Величины ограниченного применения
Температура	293, 15°К; 20, 0°С	273, 15; 90; 42°К 23; 25; 27°С
Атмосферное давление	101, 3 кПа	100, 0 кПа
Относительная влажность	60, 00%	0; 55; 58; 65%

Нормальные условия при проверке должны соблюдаться в рабочем пространстве, внутри которого нормальная область влияющих величин лежит в установленных пределах.

НД допускается устанавливать интегральные характеристики влияющих величин, например, параметры вибрации, показатели преломления нормального воздуха или его плотности.

Номинальные значения влияющих величин, таких как напряженность магнитного и электростатического полей должны соответствовать характеристикам этих полей Земли в данном географическом районе.

Общие требования к помещениям ремонтно-поверочных лабораторий:

помещения поверочных подразделений МС и их оборудование должны соответствовать требованиям НД, действующим строительным и санитарным нормам. Помещения должны быть сухими, чистыми и изолированными от производственных участков, откуда могут проникать пыль, агрессивные пары и газы. Через помещения не должны проходить паро-газопроводные и фановые трубы. Отопление помещений должно быть калориферным;

согласно рекомендациям поверочные помещения размещаются в специальном здании, на 1-2 этажах общего здания или в помещениях, расположенных вдали от высоковольтных линий электропередач, контактной электросети, электротранспорта (электрички, трамвай, троллейбус), источников вибрации, шума (не более 90 дБ), радиопомех (электросварочного и другого высокочастотного электрооборудования). Поверочные помещения не следует размещать вблизи объектов, создающих сильные магнитные или высокочастотные поля (преобразовательные станции, установки индукционного нагрева и т.д.). Допускаемый уровень помех устанавливается НД на соответствующие методики поверки;

при размещении поверочного оборудования рекомендуется соблюдать следующие нормы: ширина проходов должна быть не менее 1, 5 м; ширина незанятого пространства около отдельных поверочных установок, компонентов средств поверки или стационарных их элементов - не менее 1 м; расстояние от шкафов и столов, где размещаются СИ до стен и отопительных систем должно составлять не менее 0, 2 м; расстояние между рабочими столами, если за столом работает один поверитель, должно составлять не менее 0, 8 м; а если за столом работаю два поверителя - не менее 1, 5 м. При определении площади помещений исходят из расчета 10-12 м2 на одного работающего. В случае не одновременного обслуживания 2-3 установок исходят из расчета 4-6 м2 на одну установку;

в поверочных помещениях должна поддерживаться постоянная температура воздуха +20°С и относительная влажность 60%. Допускаемые отклонения устанавливаются в соответствии с НД методики поверочных работ. Если отклонение от нормальной температуры (20°С) не должно превышать (30°С), тогда в помещениях устанавливают терморегулирующие устройства;

коэффициент естественной освещенности на поверхности стола поверителя допускается в пределах 1-1, 5. Освещенность на уровне рабочего места должна быть не менее 300 Люкс. Свет должен быть рассеянным не давать бликов, для чего на окнах должны быть шторы. Окна в помещениях, где поверяют СИ линейно-угловых величин, массы, объема и расхода жидкостей и газов, рекомендуется располагать на северной стороне здания. Рекомендуется, чтобы искусственное освещение поверочных помещений, к которым не предъявляется особых требований, было люминесцентным, рассеянным. В помещениях, где поверяются стробоскопические СИ, применяют для освещения лампы накалывания;

стены помещения на 3/4 их высоты окрашивают масляной краской светлых тонов, а на остальную часть стен и потолков наносят белую прозрачную краску под протирку. Полы помещений, при отсутствии специальных требований, рекомендуется покрывать линолеумом, ренином или пластиком. В помещениях для особо точных измерений необходимо производить развязку полов от стен помещения;

операции, связанные и применением агрессивных, токсичных или взрывоопасных веществ или с подготовкой СИ к поверке (расконсервация, очистка и т.д.) рекомендуется проводить в специальных помещениях. Рабочие места в этих помещениях оборудуют вытяжными шкафами, местными отсосами и другими устройствами для удаления вредных и огнеопасных жидкостей, паров и газов;

для ослабления электромагнитных полей необходимо экранировать поверочные помещения с помощью металлических листов или сеток;

в поверочных помещениях должна быть шина заземления, умывальник с горячей и холодной водой и э/полотенце.

Все подлежащие ремонту и поверке средства измерений регистрируются МС предприятия и передаются в лаборатории цеха КИП.

Согласно ГОСТ 8.513-84 все средства измерений после СР - среднего ремонта и КР - капитального ремонта, (ТО - текущее обслуживание проводится на местах установки СИ эксплуатационной службой цеха КИП) подлежат обязательной государственной или ведомственной поверке, результаты которой фиксируют в паспорте СИ, а на средство измерения, при положительных результатах, наклеивается особый знак " лейбла", или ставится клеймо, или выписывается сертификат поверки СИ.

При проведении ремонта у средства измерений меняются метрологические характеристики, в первую очередь изменяются погрешности СИ и возникает необходимость юстировки-калибровки т. е настройки данного СИ в диапазон допустимых погрешностей. Таким образом, калибровка средств измерений - совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерения и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого средства измерения.

Калибровке могут подвергаться средства измерений, не подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору. Результаты калибровки позволяют определить действительные значения измеряемой величины, показываемые средством измерений, или поправки к его показаниям, или оценить погрешность этих средств. Результаты калибровки средств измерений удостоверяются калибровочным знаком, наносимым на средства измерений, или сертификатом о калибровке.

Калибровка носит добровольный характер применения и может осуществляться метрологической службой юридического лица или любой другой организацией, как аккредитованной так и не аккредитованной для выполнения контроля измерительных средств.

Поверка обязательна для средств измерений, применяемых в сферах, подлежащих Государственному метрологическому контролю, калибровка же процедура добровольная, поскольку относится к средствам измерений, не подлежащим государственному метрологическому контролю. Предприятия вправе самостоятельно решать вопрос о выборе форм и режимов контроля состояния средств измерений за исключением тех областей, за которыми государства всего мира устанавливают свой контроль - это здравоохранение, безопасность труда, экология и др.

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте был рассмотрен технологический процесс искусственного охлаждения.

Проведен анализ технологического процесса как объекта автоматизации, предложена функциональная схема автоматизации. Также были выбраны технические средства автоматизации на основе принятой системы контроля и регулирования, которые представлены в спецификации. В ходе работы были приобретены навыки чтения и составления простейших функциональных схем автоматизации и вычисления абсолютной, относительной и приведенной погрешностей.

В курсовом проекте выбран расходомерный комплект и комплект уровня - ДМ3583М и КСД3; температурный комплект - ТСМ и КСМ4; комплект давления - МЕТРАН-150 и ДИСК-250.

Приведены метрологические характеристики выбранных средств измерений. Рассмотрены поверочные схемы выбранных средств измерений и методы повышения точности измерений.

Для того чтобы улучшить точность выполняемых измерений, нужно выбирать приборы и наименьшим классом точности.

Содержание

Введение

1. Основные сведения о методах и видах измерений

2. Описание теории и технологической схемы процесса искусственного охлаждения

3. Метрологическое обеспечение процесса

4. Выбор и обоснование СИ, схема передачи информации

5. Подбор метрологических характеристик применяемых в схеме СИ

6. Расчет погрешностей измерения выбранных СИ

7. Поверка выбранных СИ

8. Методы повышения точности измерений

Заключение

Список использованных источников

Введение

 

В практической жизни человек всюду имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др. Мир, окружающий нас, - это, прежде всего, мир физических величин, реально существующих в широчайшем диапазоне их значений от микромира до макромира в масштабе Вселенной. Физические величины являются характеристиками объектов материального мира и процессов, характеризующих различные взаимодействия этих объектов между собой или их изменения во времени.

Вся история человеческой цивилизации - это история становления и развития измерительной культуры, это процесс непрерывного совершенствования методов и средств измерения и систем обеспечения единства измерений на основе повышения их необходимой точности, единообразия мер, постоянного укрепления положения служб образцовых измерений как необходимого базиса не только экономики, но и государственной власти. Велико значение измерений в современном обществе. Они служат не только основой научно-технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.

Многочисленные работы в области измерений свидетельствует об их значительной роли в науке и технике, в жизни современного общества. По состоянию и возможности измерительной службы и ее метрологического обеспечения можно судить об общем уровне развития общества. Однако весь тот огромный массив измерительной информации, который мы получаем в результате измерений, будет общественно значимым и полезным только при обязательном условии обеспечения их единства и требуемой точности независимо от места, времени и условий, в которых они проведены.

Обеспечение единства измерений является одной из важнейших задач метрологии. Прогресс в развитии средств измерительной техники в последние годы был обеспечен в результате бурного развития теории измерений и разработки на ее основе новых методов измерения, широкого применения в конструкциях средств измерений последних достижений нанотехнологии, микроэлектроники, автоматики, вычислительной техники, а также успешного решения ряда технологических задач.

К основным целям и задачам метрологии относятся:

создание общей теории измерений;

образование единиц физических величин и систем единиц;

разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений;

создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений, методики выполнения измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант;

установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений;

обеспечение единства измерений;

разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;

разработка методов передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений [9].

метод измерение точность погрешность

Основные сведения о методах и видах измерений

 

Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (ГОСТ 16263-70). Стандарт определяет методы измерений (метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой). Кроме того, можно предложить укрупненное деление измерений по различным основаниям классификации: виды измерений.

К видам измерений (если не разделять их по видам измеряемых физических величин на линейные, оптические, электрические и др.) можно отнести измерения:

·   прямые и косвенные;

·   совокупные и совместные;

·   абсолютные и относительные;

·   однократные и многократные;

·   технические и метрологические;

·   равноточные и неравноточные;

·   равнорассеянные и неравнорассеянные;

·   статические и динамические.

Прямые и косвенные измерения различают в зависимости от способа получения результата измерений.

При прямых измерениях искомое значение величины определяют непосредственно по устройству отображения измерительной информации применяемого средства измерений. Формально без учета погрешности измерения они могут быть описаны выражением Q = X, где Q - измеряемая величина, X - результат измерения.

Косвенные измерения - измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Формальная запись такого измерения Q = F (X, Y, Z, …), где X, Y, Z, … - результаты прямых измерений.

Примерами косвенных измерений можно считать нахождение значения угла треугольника по измеренным длинам сторон, определение площади треугольника или другой геометрической фигуры и т.п.

Измерение некоторого множества физических величин классифицируется в соответствии с однородностью (или неоднородностью) измеряемых величин.

При совокупных измерениях осуществляется измерение нескольких одноименных величин.

Совместные измерения подразумевают измерение нескольких неодноименных величин, например, для нахождения зависимости между ними.

При измерениях для отображения результатов могут быть использованы разные оценочные шкалы, в том числе градуированные либо в единицах измеряемой физической величины, либо в различных относительных единицах, включая и безразмерные. В соответствии с этим принято различать абсолютные и относительные измерения.

По числу повторных измерений одной и той же величины различают однократные и многократные измерения, причем многократные неявно подразумевают последующую математическую обработку результатов.

В зависимости от точности измерения делят на технические и метрологические, а также на равноточные и неравноточные, равнорассеянные и неравнорассеянные.

Технические измерения выполняют с заранее установленной точностью, иными словами, погрешность технических измерений не должна превышать заранее заданного значения.

Метрологические измерения выполняют с максимально достижимой точностью, добиваясь минимальной погрешности измерения.

Оценка равноточности и неравноточности, равнорассеянности и неравнорассеянности результатов нескольких серий измерений зависит от выбранной предельной меры различия погрешностей или их случайных составляющих, конкретное значение которой определяют в зависимости от задачи измерения.

Статические и динамические измерения правильнее характеризовать в зависимости от соизмеримости режима восприятия входного сигнала измерительной информации и его преобразования. При измерении в статическом (квазистатическом) режиме скорость изменения входного сигнала несоизмеримо ниже скорости его преобразования в измерительной цепи и все изменения фиксируются без дополнительных динамических искажений. При измерении в динамическом режиме появляются дополнительные (динамические) погрешности, связанные со слишком быстрым изменением самой измеряемой физической величины или входного сигнала измерительной информации от постоянной измеряемой величины.

Различают два основных метода измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой. При использовании метода непосредственной оценки значение измеряемой физической величины определяют непосредственно по отсчетному устройству прибора прямого действия. Прибор осуществляет преобразование входного сигнала измерительной информации, соответствующего всей измеряемой величине, после чего и происходит оценка ее значения.

Метод сравнения с мерой характеризуется тем, что прибор (компаратор) сравнивает измеряемую величину с аналогичной известной величиной, воспроизводимой мерой. Овеществленную меру, воспроизводящую с выбранной точностью физическую величину определенного (близкого к измеряемой) размера используют в явном виде. Примерами используемых мер являются гири, концевые меры длины или угла и т.д.

Метод сравнения с мерой реализуется в нескольких разновидностях:

·   дифференциальный и нулевой методы;

·   метод совпадений;

·   методы замещения и противопоставления.

Дифференциальный метод измерений - метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой.

Нулевой метод измерений - метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения (компаратор) доводят до нуля.

Метод совпадений - метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины оценивают, используя совпадение ее с величиной, воспроизводимой мерой (т.е. с фиксированной отметкой на шкале физической величины). Для оценки совпадения используют прибор сравнения или органолептику, фиксируя появление определенного физического эффекта (стробоскопический эффект, совпадение резонансных частот и др.).

В зависимости от одновременности или неодновременности воздействия на прибор сравнения измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, различают методы замещения и противопоставления.

Метод замещения - метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, то есть эти величины воздействуют на прибор последовательно.

Метод противопоставления - метод сравнения с мерой, в котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами [10]

12345Следующая ⇒

Поделиться: