ГЛАВА 1: АНАЛИЗ ОБЬЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

В условиях постоянно расширяющегося ассортимента выпускаемой продукции основным фактором, определяющим целесообразность приобретения изделий потребителем, является качество.

Качество стало залогом успеха и основным условием, предопределяющим увеличение объема продукции, поставляемой на национальные и международные рынки.

Стандартизация и метрология являются важнейшими инструментами регулирования и обеспечения качества продукции, работ и услуг. Применение стандартов и соблюдение правил метрологии во всех сферах деятельности одно из главных условий выхода на рынок с конкурентоспособной продукцией.

Большое значение имеет и изучение метрологических характеристик средств измерений, влияющих на результаты и погрешности измерений.

Применение современных дифманометров является актуальной проблемой для нашей страны. Так как при существенном росте стоимости тепловой энергии за последние 10 лет учёт энергии на многих энергопредприятиях осуществляется устаревшими приборами и методами. В основе устаревшего учета - ручное планиметрирование диаграмм самопишущих приборов. Эта технология не позволяет обеспечить высокую точность измерений и необходимую оперативность в предоставлении учётной информации экономическим службам ТЭС, РТС и котельных. Из-за неточных измерений мы теряем сотни миллионов рублей ежегодно. Сокращение погрешностей при измерении может помочь сэкономить средства, которые тратятся бесполезно, это поможет удержать цены на энергетические ресурсы на приемлемом уровне и избежать ненужных ценовых повышений.

Актуальность данной работы объясняется тем, что средства измерения плотно входят в жизнь современного человека. Кроме того, средства измерения связаны с разноплановой профессиональной деятельностью, что позволяет говорить о необходимости уметь пользоваться как распространенными видами средств измерений, так и встречающихся не столь часто. В частности, это область энергетической промышленности, где и применяются дифманометры

Целью работы является изучение основных принципов работы с дифманометром, для этого необходимо выполнить следующие задачи:

1. Изучить устройство, принцип действия и типы дифманометров;

2. Ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к дифманометрам;

3. Изучить и разработать методику поверки;

4. Произвести практическую работу с дифманометром (измерения и поверка)

Объектом данной работы является семейство дифманометров.

Предметом данной работы являются измерения, выполненные при помощи дифманометра.

Методы исследования - метод Стьюдента, поверка, расчетные методы.

Качество дифманометра.

Качество изготовления дифманометров является очень важной характеристикой, так как от него зависит правильность и точность измерений, которые будут выполнены. Области, в которых применяются дифманометры, требуют высокого качества, так как даже небольшие погрешности могут принести значительный ущерб. Наиболее ярким примером этого является энергетическая промышленность, где даже от незначительной неточности можно понести десятки миллионов ущерба.

Основой стандарта ГОСТ Р ISO 9001: 2008 «Системы менеджмента качества. Требования» являетсяряд принципов менеджмента качества для их предполагаемого использования и имеет большое значение для достижения целей в области качества продукции благодаря снижению вероятности появления недостоверных результатов измерений.[4]

В ГОСТ Р ISO 10012: 2003 «Требования к процессу измерений и измерительному оборудованию» процесс измерений следует рассматривать как процесс, направленный на обеспечение требуемого качества продукции. Модель системы менеджмента измерений, соответствующая настоящему стандарту представлена на рисунке 2.1.[5]

Рисунок 2.1 Модель системы менеджмента измерений.

Система менеджмента измерений охватывает управление установленными процессами измерений и метрологическим подтверждением пригодности измерительного оборудования (см. рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 Процессы метрологического подтверждения пригодности измерительного оборудования.

ГОСТ 8.243-77 «Государственная система обеспечения единства измерений. Преобразователи измерительные разности давлений ГСП с унифицированными выходными параметрами взаимной индуктивности. Методы и средства поверки»

Стандарт распространяется на измерительные преобразователи разности давлений по ГОСТ 18140-72 классов точности 1, 0 и ниже с унифицированными выходными параметрами взаимной индуктивности 0-10; 10-0-10 мГ по ГОСТ 9895-69 и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

Согласно ГОСТ 8.243-77будет проведена поверка дифференциального манометра ДМ-3583М. Во второй главе будет непосредственно рассмотрена сама методика поверки, а описание ее проведения и подведение результатов в третьей.

Поверка СИ - поверка средств измерений - это выполнение определенных операций, которые необходимо выполнить в целях определения - соответствуют средства измерений заявленным метрологическим требованиям или нет.

Средства измерений, которые будут применяться в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, перед началом эксплуатации и в случае ремонта, по его окончании должны проходить первичную поверку.

Те лица кто использует средства измерений в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, а это могут быть как индивидуальные предприниматели, так и юридические лица, однозначно должны вовремя проводить поверку данных средств измерений.

Основная цель поверки средств измерений это - в строгом соответствии с разработанным и утвержденным порядком осуществить передачу рабочим средствам измерений (РСИ) размер единиц величин от исходных эталонных средств.

Выводы

В ходе проведенного предварительно исследования было выявлено:

· Дифференциальный манометр (дифманометр) – это показывающий (стрелочный или цифровой) прибор измеряющий перепад (разность) давления. В зависимости от измеряемого параметра различают дифманометры: перепадомеры, расходомеры и уровнемеры. Помимо простого показывающего исполнения, дифманометры могут быть сигнализирующими и самопищущими;

· Действие дифманометра основано на восприятии устройством перепада давления, создаваемого приемником;

· Наибольшее распространение сейчас получили мембранные показывающие дифманометры, колокольные дифманометры слишком громоздки

· При применении различных методов контроля используются следующие документы:

- ГОСТ Р ISO 10012: 2003 «Требования к процессу измерений и измерительному оборудованию»

- ГОСТ 18140-84 «Манометры дифференциальные ГСП. Общие технические условия»

- ГОСТ 8.401-80 «Государственная система обеспечения единства измерений. Классы точности средств измерений.

- ГОСТ 8.207-76 «Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений»

- ГОСТ 8.243-77 «Государственная система обеспечения единства измерений. Преобразователи измерительные разности давлений ГСП с унифицированными выходными параметрами взаимной индуктивности. Методы и средства поверки»

В дальнейшей главе будут рассмотрены основные аспекты поверки дифманометров, определение класса точности, а также разобраны методики, применяемые для вычисления погрешностей измерений (распределение Гаусса и Стьюдента).

Выводы

Анализ применяемых методов для непосредственного исследования прибора позволяет сделать следующие выводы:

· Поверка дифманометра зависит от его типа и устройства;

· Поверка показаний дифманометра производится их сравнением с показаниями образцового прибора. Образцовый прибор, применяемый при поверке, выбирается в зависимости от верхнего предела измерений поверяемого дифманометра.;

· Класс точности — основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения;

· Методы Стьюдента и Гаусса являются основными для определения и расчета погрешностей измерения, которые в свою очередь неизбежны.

В следующие главе будет рассмотрен пример поверки дифманометра конкретной марки, а именно ДМ-3583М по ГОСТ 8.243-77 «ГСИ. Преобразователи измерительные разности давлений ГСП с унифицированными выходными параметрами взаимной индуктивности. Методы и средства поверки». Для определения расчета погрешностей измерения я выбрала метод Стьюдента. Будет проведен анализ многократных измерений давления с помощью дифманометра.

Подготовка к поверке и её условия проведения

1 - Все дифманометры должны быть установлены в рабочем состоянии;

2 - Время выдержки - не менее 6 часов;

3 - Температура окружающей среды:

+20 ± 2°С (класс точности 1, 0);

+20 ± 5°С (класс точности 1, 5);

4 - относительная влажность 30-80 %;

5 - вариация давления должна быть с широком диапазоне и плавной;

6 - вибрация и удары, воздействующие на работу дифманометра, должны быть в пределах допустимых значений;

7 - время выдержки - не менее 1 ч 20 мин (при таких условиях: подключенное);

8 - ток на первичной обмотке (ДМ-3583М) должен составлять 0, 125 А;

9 - частота переменного тока должна составлять 50 Гц;

10 - должны отсутствовать сильные электрические и магнитные поля в зоне работы дифманометра; [13]

Проведение поверки:

1. Проведение внешнего осмотра и выявление внешних отклонений или их отсутствия (трещины, вмятины и т.д.)

2. Изначально нужно проверить дифманометр и систему на герметичность;

подается давление равное верхнему пределу измерения и засекается время - если в течении 5 минут падения давления в системе не наблюдается, значит все герметично;

3-4. С отклонением выходного сигнала, нужно установить нуль, равным половине допускаемой и основной погрешности при отсутствии перепада давления для дифманометров ДМ-3583М, и при перепаде давления, равном половине предельного номинального значения для дифманометров ДМ-3583ФМ. Разность между действительным и расчетным значениями выходного параметра не должна превышать предела допускаемой основной погрешности поверяемого дифманометра.

5. Снятие показаний дифманометра. Повторение данной процедуры несколько раз.

6. Проведение расчета погрешностей измерения.

7. Сравнений полученных показаний с показаниями образцового прибора и подведение итогов.

Обработка измерений представлена ниже, по ее результатам и определяется пригодность прибора.

Рекомендации по дальнейшему подтверждению пригодности ДМ-3583ФМ.

Согласно ГОСТ Р ISO 10012: 2003 «Требования к процессу измерений и измерительному оборудованию» система менеджмента измерений охватывает управление установленными процессами измерений и метрологическим подтверждением пригодности измерительного оборудования (см. рисунок 2.2). Поверка средств измерений является первым этапом в процессе подтверждения пригодности. Далее следует проверка метрологических требований потребителя. Если данные требования существуют, то проверяется соответствует ли им оборудование. Результатом является документ, подтверждающий соответствие измерительного оборудования, а именно ДМ-3583ФМ. Следующим этапом является регулировка или ремонт. На выходе процесса образуется отчет о подтверждении пригодности измерительного оборудования, который представляется потребителю.

Выводы

В ходе проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. Изучено устройство дифманометра ДМ-3583М и основной принцип его работы;

2. Приведен пример поверки дифманометра ДМ-3583М по ГОСТ 8.243-77;

3. Приведен пример измерений дифманометром ДМ-3583М и метод их обработки;

4. Приведены рекомендации по дальнейшему подтверждению пригодности ДМ-3583ФМ.

Таким образом, проведена практическая работа с дифманометром, отвечающая требованиям ГОСТ и поставленным целям и задачам исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенной работы исследования семейства дифманометров были решены следующие задачи:

1. Изучена историческая ретроспектива семейства дифманометров и принцип их действия;

Дифманометр - прибор для измерения перепада давлений. Применяется для измерения уровня жидкостей в резервуарах под давлением или расхода жидкости, газа и пара с помощью диафрагм методом измерения перепада давления на сужающем устройстве. Называется также датчиком разности давлений. Свое происхождение ведет от обычных манометров.

Принцип действия дифманометра основан на использовании деформации сильфонного блока, воспринимающего измеряемый перепад давления и преобразующего его в угловое перемещение указателя или пера с помощью рычажного передающего механизма. Указатель или перо поворачивается до тех пор, пока сила, вызываемая перепадом давления, не уравновесится силами упругих деформаций двух сильфонов и винтовых противодействующих пружин блока и торсионной выводной трубки.

2. Изучены типы семейства дифманометров, проведено ознакомление с его структурой;

Согласно ГОСТ 18140-84 в зависимости от измеряемого параметра различают дифманометры: перепадомеры, расходомеры и уровнемеры. Помимо простого показывающего исполнения, дифманометры могут быть сигнализирующими и самопищущими.

Устройства же, обеспечивающие выходной сигнал (электрический, пневматический) пропорциональный измеряемому дифференциальному давлению, правильней называть не дифманометрами, а измерительными преобразователями разности давления

3. Проведено ознакомление с методикой поверки;

Поверка дифманометров производится рядом способов в зависимости от типа и предельного диапазона измерений: непосредственно визуальным осмотром, при помощи многократных измерений и специальных приборов, в зависимости от этого устанавливается класс точности дифманометра.

Класс точности — основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

4. Произведена практическая работа с дифманометром;

Согласно принципу действия дифманометра и порядку выполнения снятия экспериментальных данных были получены результаты измерений. Были изучены такие методы поверки как: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; метод прямых измерений; метод косвенных измерений.

Далее была проведена поверка дифманометра ДМ-3583М методом непосредственного сличения с эталоном. Результатом поверки стала годность дифманометра в связи с тем, что погрешности, выдаваемые исследуемым дифманометром, не превышают допустимых. Согласно ГОСТ Р ISO 10012: 2003 «Требования к процессу измерений и измерительному оборудованию» поверка измерительного оборудования является первым этапом процесса метрологического подтверждения пригодности. Следующим этапом является проверка метрологических требований потребителя, если они присутствуют, а затем проводиться регулировка и ремонт, если это необходимо.

Итак, задачи данной работы выполнены, а цели достигнуты.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Приборы для измерения и регулирования давления, перепада давления и разрежения.// Справочник- М., 2004. – 96 с.

2. Рего.К.Г. Метрологическая обработка результатов технических измерений/К.Г.Рего - Киев, 1987. – 15 с.

3. Иванова Т.А., Хансуваров К.И. Метрологическое обеспечение измерений малых абсолютных давлений/ Т.А. Иванова, К.И.Хансуваров //Москва; ВНИИКИ. – 1976 – 19 с.

4. ГОСТ Р ISO 9001-2008 Система менеджмента качества. Требования. – 2008 – 10 с.

5. ГОСТ Р ISO 10012-2003 Требования к процессу измерений и измерительному оборудованию – 2003 – 3 c.

6. ГОСТ 18140-84 Манометры дифференциальные ГСП. Общие технические условия. –М.: Изд-во стандартов, -2003.- 16с.

7. ГОСТ 8.401-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Классы точности средств измерений. Общие требования. - М.: Изд-во стандартов, 1980. – 12 с.

8. ГОСТ 8.207-76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. – М.: Изд-во стандартов, 1976. – 10 с.

9. Трофимова Т.И. Курс физики/ Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.— 560 с.

10. Димов, Ю.В. Метрология. Стандартизация. Сертификация/Ю.В. Димов. – С.- Петербург: Питер, 2010 – 464 с.

11. Мурашкина Т.И. Теория измерений/ Т.И. Мурашкина, – М: Высшая школа, 2007. – 151 с.

12. Рабинович С.Г. Погрешности измерений/ С.Г.Рабинович – Ленинград, 1978. – 134 с/

13. Хансуваров К.И. Точные приборы для измерения абсолютного давления: справочник/ К.И.Хансуваров– М.: Изд-во стандартов, 1971. – 57 с.

14. Хансуваров К.И. Техника измерения давления, расхода, количества и уровня жидкости газа и пара/ К.И. Хансуваров, В.Г.Цейтлин. – Москва, 1990. - 102 с.

15. Никифиров, А.Д. Управление качеством: учебное пособие для вузов/А.Д. Никифоров. – М.: Дрофа, 2004. – 720 с.

Интернет-ресурсы

16. Официальный сайт «ООО " Дифманометр и КО" » - http: //dm-3583.ru

17. Официальный сайт компании «Промприбор» http: //teplokip.narod2.ru

ГЛОССАРИЙ

1) Взаимная индукция - возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников.

2) Плунжер - вытеснитель цилиндрической формы, длина которого намного больше диаметра.

3) Сильфон - упругая однослойная или многослойная гофрированная оболочка из металлических, неметаллических и композиционных материалов, сохраняющая прочность и плотность при многоцикловых деформациях сжатия, растяжения, изгиба и их комбинаций под воздействием внутреннего или внешнего давления, температуры и механических нагружений.

4) Погрешность измерения - оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения.

5) Метод непосредственного сличения - проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым и эталонным приборами.

6) Компаратор - это операционный усилитель без обратной связи с большим коэффициентом усиления.

7) Метод прямых измерений - сличение испытуемого прибора с эталонным в определенных пределах измерений.

8) Метод косвенных измерений - применяется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые.

9) Аэродинамическое сопротивление - сила, с которой газ (например, воздух) действует на движущееся в нём тело.

10) Трансформатор - это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

ВВЕДЕНИЕ

1. Изучить устройство, принцип действия и типы дифманометров;

2. Ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к дифманометрам;

3. Изучить и разработать методику поверки;

4. Произвести практическую работу с дифманометром (измерения и поверка)

Объектом данной работы является семейство дифманометров.

Предметом данной работы являются измерения, выполненные при помощи дифманометра.

Методы исследования - метод Стьюдента, поверка, расчетные методы.

ГЛАВА 1: АНАЛИЗ ОБЬЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. История дифманометра

Дифманометр - прибор для измерения разности (перепада) давлений; применяется также для измерений уровня жидкостей и расхода жидкости, пара или газа по методу перепада давлений.

Честь первооткрывателя принадлежит крупнейшему итальянскому художнику и ученому Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.), который впервые применил пьезометрическую трубку для измерения давления воды в трубопроводах. К сожалению, его труд „О движении и измерении воды" был опубликован лишь в XIX веке. Поэтому принято считать, что впервые жидкостный манометр был создан в 1643 г. итальянскими учеными Торричелли и Вивиани, учениками Галилео Галилея, которые при исследовании свойств ртути, помещенной в трубку, обнаружили существование атмосферного давления. Так появился ртутный барометр. В течение последующих 10—15 лет во Франции (Б. Паскаль и Р. Декарт) и Германии (О. Герике) были созданы различные разновидности жидкостных барометров. Позднее на основе обычного манометра появился дифференциальный манометр. [1]

Классическим примером такого устройства является U-образная стеклянная трубка, заполненная жидкостью. Величина измеряемого перепада h определяет вид (плотность) жидкости и длину «рогов» трубки. По шкале отсчитывают показания, которые по специальной таблице переводят в единицы расхода (рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Жидкостный дифманометр.

Однако, такая конструкция создавала большие ограничения и неудобство. Поэтому, взяв за основу этот принцип, стали создавать промышленные приборы с жидкостным заполнением. Так появились поплавковые дифманометры (рис. 1.2),

Рисунок 1.2. Поплавковый дифманометр.

чувствительным элементом которых, как и у U-образной трубки, является жидкость, заполняющая прибор. Благодаря тому, что один из «рогов» U-образной трубки был расширен, в него поместили поплавок, который и воспринимает изменения перепада и через измерительную систему передает показания на шкалу. При этом общая высота труб прибора осталась в прямой зависимости от величины измеряемого перепада давления и доходила до полутора метров. Простота и надежность приборов этого типа обусловили их широкое применение и долгую производственную жизнь. Приборы сняли с производства из-за их опасности для людей (ртутное заполнение). Описанные причины, а также необходимость в ряде случаев измерения «малых» перепадов давления обусловили создание новых видов дифманометров. Далее мы рассмотрим классификацию дифманометров, действующую в настоящее время и их основные характеристики по ГОСТ 18140-84.

12 3 4 Следующая ⇒