Метрологические характеристики СИ

Как обеспечивается передача единиц измерения техническим средствам измерения.

Что явл-ся организационной основой метрол. обеспе-чения на НПЗ. Цели и задачи организации. направления метрол. обеспечения.

Метрологические службы на предприятии включает производственное звено (прибористы и др.) и функциональное звено (мастерские, ремонт и др.).

На государственном уровне институты метрологии.

МО – установление и применение научных и организационных основ техн. средств, правил и норм, необходимых для достиже-ния единства и требований точности измерений.

Технической основой МО явл-ся система гос. эталонов, единиц физических величин, систем передачи размеров с помощью образцовых средств измерения и средств поверки. Правила и нормы МО установлены в стандартах ГСИ.

Объекты ТИ: ед. физ. величин, гос. эталоны и гос. поверочные схемы.

Орг-ные основа – система метрологических служб.

Цели:

1. Увеличение качества продукции, эффективности управления производством.

2. Обеспечение взаимозаменяемости деталей.

3. Увеличение эффективности экспериментов и испытаний, увеличение эффективности использования материальных ресурсов.

Задачи:

· определение основных направлений развития

· обеспечение единства измерений, стандартизации, развития ТСИ

· установление допускаемых к применению физ. величин, систем гос. эталонов, их создание, совершенствование и хранение, установление единого порядка передачи размеров ед. физ. величин от гос. эталона

· установление единых требований к метрологич. характеристикам средств измерения

· гос-ная поверка систем измерения

Передача единиц измерения обеспечивается с помощью образцовых средств измерения, которые применяются при градуировке, аттестации, поверки и отличаются повышенной точность и надежностью. Образуется цепочка, по которой передается размер единиц измерения фактических величин от эталонов к рабочему средству измерения.

С помощью поверочных схем. ПС – схема, которая устанавливает порядок передачи единицы измерения. В схеме отражается => такие эталоны, какие используются образцовые приборы, указывается метод поверки.

Схема компенсатора п.т.

К – контроль, И – измерение, НИ – нуль-индикатор

Разновидности поверок:

1.Метод непосредственного сличения; 2.Метод компарирова-ния; 3.Метод поверки по образцовой мере

1) и∆ = n₀ – n_р, δ = ∆/N ≤ K

2) Компаратор сравнивает показания образцовой меры и поверяемого прибора. Погрешность зависит от чувствительности НИ. Компараторы: - пост. тока; - электроп-й мост (R,L,C); - весы с нуль-индикатором.

3) Н.Услов.поверки: Т=293,15ºС; Р=0,101МПа; γ = 70, 80, 90 %

4. измерение ОП величины, воспроизводимой рабочим СИ.

5. прямое измерение поверяемым прибором величины, воспроизв-й ОП. 6. калибровка с помощью косвенных показателей

1. Номинальная статическая характеристика преобразования СИ fн (х)

2. Цена деления равномерной шкалы измерительного прибора или минимальная цена деления для неравномерной шкалы

3. Предел шкалы N ИП

4. Выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда кода (для СИ с цифровым кодом)

5. Характеристика полной погрешности СИ ∆

6. Характеристика систематической составляющей погрешности СИ ∆с

7. Характеристика случайной сост-щей погрешности СИ ∆º

8. Вариация выходного сигнала ε – для измер. преобрователей (вариация показаний – для ИП)

9. Входной импеданс измерительного устройства Zвх (хар-ка, обуславливающая энергетический обмен между объектом контроля и ИУ либо ИУ<–>ИУ, приводит к искажению измеряемого параметра)

10. Выходной импеданс ИУ Zвых

11. Динамические характеристики

12. Функция влияния Ψ(ζ), ζ- влияющий фактор

13. Наибольшие допустимые изменения метрол. хар-к, вызванных изменением внешних влияющих величин и неинформативных параметров вх. сигнала: ∆L(ζ).

14. Характеристика погрешности СИ в интервале значений влияющих величин и неинформативных параметров ∆(ζ)

Статическая характеристика преобразователя - зависимость выходного сигнала от входного, полученная в стационарных условиях

y=a+bx+cx² +…; y=a+bx - наиболее удобно

∆ _i=y _i-(a+bx _i)

Делают 2-3 измерения и находят a и b

Если нет теоретической основы, то – метод наименьших квадратов

Динамические характеристики

· W(S)- ПФ

· W(jω)- ЧХ

· g(t)= dh(t)/dt – импульсная переходная хар-ка

Основные звенья

1. Усилительное звено y=kx (преобразователи)

2. Апер. звено первого порядка (тепловые измерительные устр-ва) W=k / TS+1

3. Колебательное звено (большинство) W=k / T₁²S²+T₂S+1

Класс точности - основная хар-ка СИ, определяемая пределами основной и дополнительной погрешности. 3 вида:

1. абсол. - предельная допустимая основная или дополнительная погрешность ∆= (a+bx)

2. Относит. γ = ∆∙100 / x или γ = (c+d ((Хк / Х) – 1))

3. приведенная k = ∆∙100 / Xn, Хn- нормирующее значение, т.е. приводится к некоторому нормир. значению (конец шкалы, абс. сумма, etc.).

Нормальный ряд классов точности: 1; 1,5; 2; 2,5; (3); 4; 5; 6 *10ⁿ, n=1,-1,-2…

13. Как по шкале прибора ПВ.4.2Э, оцифрованной в % для контроля расхода жидкости методом переменного перепада давления получить статическую хар-ку прибора.

Вх. сигнал P = 0.02–0.1 МПа

Q = K∙∆p^1/2, ∆p = K∙Q²

Всей системы

14. Спроектируйте систему автоматического контроля давления в реакторе (Р = 4,0 ± 0,01 Мпа).

Берем шкалу на 1 МПа, приведенная совокупная погрешность системы d=(0,01/1)×100%=1, суммарно оба прибора должны дать погрешность не более 1% (Сапфир, А-100)
15. Как с помощью структурных методов уменьшить систематические погрешности измерений?

Перед измерением необходимо выявить возможные источники систематических погрешностей, т.е. Y=f (l₁,l₂,…,r₁,… r_n,U,x) –зависит от многих параметров. Погрешности систематические: существует 2 основных метода: 1-конструкционный – стабилизация работы отдельных элементов конструкции, 2-структурные методы – введение в процесс измерения структ. или временной избыточности.

Методы уменьшения систематической погрешности:

Метод образцовых алгоритмов

1)находят Х₁ кот соотв. вых. сигнал СИ 2) затем подключ Х₁ и Х₂ им соотв У₁ и У₂ 3) В ВУ реализ-ся алгоритм => где -результат измерения. Этот метод ¯ сист., но ­ случ сост.

Структурные методы:

Примен. дифф. методы (схемы) позвол-т ¯ аддитивную составляющую, а применение струк-р с ОС – мультипликат (d)Y₂=K₁X +a₁-K₁X₀-a₂

С обратной связью

K₀ => K, W=K/(1+K₀K)

K₀- коэф-т преобр звена

16. Как с помощью структурных методов уменьшить случайные погрешности измерений?

Погрешности случайные – обусловлены случайным характером проявления физических процессов и условий измерений.

Методы уменьшения случайной погрешности:

1) метод основан на статической обработке результатов многократных или многоканальных измерений, х погрешность уменьшается раз. 2) Х-изм-т с использов. n идентичных ||-х каналов. При этом необходимо в n раз усложнить прибор.

Дата добавления: 2015-04-30