Сертификация в РФ 50 1 страница

Этап международной сертификации и управления качеством

Этап организованной национальной сертификации 48

Этап стихийной сертификации 48

Сертификация 48

Стандартизация в Российской Федерации 47

Роль стандартизации в годы Великой Отечественной войны 46

Развитие стандартизации в СССР 45

Развитие стандартизации на Руси 43

Этап международной стандартизации 42

Этап организованной национальной стандартизации 42

Этап внутризаводской стандартизации 41

Стихийный этап развития стандартизации (примерно, до 1850 г.). 40

В результате проделанной работы была создана ЛВС для 2-х зданий и 3-х отделов. 1-й и 2-й отдел – 300 Мбит/с, а 3-й отдел 108 Мбит/с. Общий размер помещений 102 квадратных метра. Расстояние между зданиями 200 м. В помещениях расположено 16 компьютеров и сервер. Было создано подключение к Интернету. Скорость подключения 100 Мбит/с. Было выбрано программное обеспечение. Так же были рассмотрены перспективы развития сети. Выполнен экономический расчёт построения сети.

Список используемой литературы:

1. https://market.yandex.ru

2. https://ru.wikipedia.org

3. http://otvet.mail.ru

4. http://www.xcom-shop.ru

5. http://www.dns-shop.ru

6. http://skyfan.net

7. http://windows.microsoft.com

3.1.8 Развитие стандартизации в 1945–1991 гг. 46

(после 1987 г.) 49

3.2.4 Государственные испытания в СССР – прообраз сертификации 49

4 Решение задачи 51

Вывод 52

Список литературы 53

Введение

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты.

Метрология сформировалась еще в Древнем мире. Измерения являются одним из «двигателей» прогресса, поэтому знание метрологии очень важно для достижения высоких целей в области науки.

1 Классификация средств измерений

Средство измерения (СИ) – техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики (МХ). Метрологическими называют характеристики, оказывающие влияние на результат и погрешность измерения. Они входят в состав технических характеристик, определяющих другие свойства СИ (например, диапазон частот, габаритные размеры, вид электропитания и др.) Под нормированием МХ понимается количественное задание определенных номинальных значений и допустимых отклонений от этих значений. Нормирование МХ позволяет оценить погрешность измерения, достичь взаимозаменяемости средств измерения, обеспечить возможность сравнения средств измерений между собой и оценку погрешностей измерительных систем и установок на основе МХ входящих в их состав средств измерений. Именно нормирование МХ отличает СИ от других подобных технических средств (например, измерительный трансформатор от силового трансформатора, измерительный усилитель от обычного усилителя)[1].

Классификация средств измерений:

1. Мера

2. Измерительный преобразователь

3. Измерительный прибор

4. Вспомогательные СИ

5. Измерительные установки

6. Измерительные системы

1.1 Мера

Мера физической величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Примеры мер: гири, измерительные резисторы, концевые меры длины, радионуклидные источники и др.

Меры, воспроизводящие физические величины лишь одного размера, называются однозначными (гиря), нескольких размеров - многозначные(миллиметровая линейка – позволяет выражать длину как в мм, так и в см). Кроме того, существуют наборы и магазины мер, например, магазин емкостей или индуктивностей.

При измерениях с использованием мер сравнивают измеряемые величины с известными величинами, воспроизводимыми мерами. Сравнение осуществляется разными путями, наиболее распространенным средством сравнения является компаратор, предназначенный для сличения мер однородных величин. Примером компаратора являются рычажные весы.

К мерам относятся стандартные образцы и образцовое вещество, которые представляют собой специально оформленные тела или пробы вещества определенного и строго регламентированного содержания, одно из свойств которых является величиной с известным значением. Например, образцы твердости, шероховатости[2].

1.2 Измерительный преобразователь

Измерительный преобразователь (ИП) - техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи. Измерительная информация на выходе ИП, как правило, недоступна для непосредственного восприятия наблюдателем. Хотя ИП являются конструктивно обособленными элементами, они чаще всего входят в качестве составных частей в более сложные измерительные приборы или установки и самостоятельного значения при проведении измерений не имеют.
Преобразуемая величина, поступающая на измерительный преобразователь, называется входной, а результат преобразования – выходной величиной. Соотношение между ними задается функцией преобразования, которая является его основной метрологической характеристикой.

Для непосредственного воспроизведения измеряемой величины служат первичные преобразователи, на которые непосредственно воздействует измеряемая величина и в которых происходит трансформация измеряемой величины для ее дальнейшего преобразования или индикации. Примером первичного преобразователя является термопара в цепи термоэлектрического термометра. Одним из видов первичного преобразователя является датчик – конструктивно обособленный первичный преобразователь, от которого поступают измерительные сигналы (он «дает» информацию). Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерений, принимающего его сигналы. Например, датчик метеорологического зонда. В области измерений ионизирующих излучений датчиком часто называют детектор.

По характеру преобразования ИП могут быть аналоговыми, аналого-цифровыми (АЦП), цифро-аналоговыми (ЦАП), то есть, преобразующими цифровой сигнал в аналоговый сигнал или наоборот. При аналоговой форме представления сигнал может принимать непрерывное множество значений, то есть, он является непрерывной функцией измеряемой величины. В цифровой (дискретной) форме он представляется в виде цифровых групп или чисел. Примерами ИП являются измерительный трансформатор тока, термометры сопротивлений[2].

1.3 Измерительный прибор

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Измерительный прибор представляет измерительную информацию в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

По способу индикации различают показывающие и регистрирующие приборы. Регистрация может осуществляться в виде непрерывной записи измеряемой величины или путем печатания показаний прибора в цифровой форме.
Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем градуировку в единицах этой величины. Например, амперметры, термометры.

Приборы сравнения предназначены для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы используются для измерений с большей точностью.

По действию измерительные приборы разделяют на интегрирующие и суммирующие, аналоговые и цифровые, самопишущие и печатающие.

1.4 Измерительные устройства

Измерительные приборы – общее название измерительных приборов и преобразователей.

Классификация ИУ:

1. по используемым физическим процессам ИУ делятся на: механические, электромеханические, электронные, оптоволоконные и т.д.

2. по физический природе измеряемой величины различают: вольтметры, амперметры, омметры и т.д.

3. по виду измеряемой величины или сигнала измерительной информации, а также по способу обработки сигнала делятся на: аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые.

4. по структурному принципу различают: ИУ прямого действия (преобразования), в которых реализуется метод непосредственной оценки, и ИУ сравнения, работа которых основана на методе сравнения.

5. по структурным признакам различают: по числу каналов (одно-, двух-, многоканальные), и по временной последовательности преобразований входных сигналов (одновременное, последовательное преобразования).

6. по точности: образцовые (используемые для поверки других ИУ и утвержденные в качестве образцовых), рабочие (используемые в непосредственно практических измерениях).

7. по частотному диапазону: низкочастотные, высокочастотные, СВЧ ИУ.

8. по месту использования: лабораторные и производственные[1].

1.5 Вспомогательные СИ

Вспомогательное средство измерений – средство измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности. Пример: термометр для измерения температуры газа в процессе измерений объемного расхода этого газа[2].

1.6 Измерительные установки и системы

Измерительная установка и система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов и других устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких величин и расположенная в одном месте (установка) или в разных местах объекта измерений (система). Измерительные системы, как правило, являются автоматизированными и по существу они обеспечивают автоматизацию процессов измерения, обработки и представления результатов измерений.

Примером измерительных систем являются автоматизированные системы радиационного контроля (АСРК) на различных ядерно-физических установках, таких, например, как ядерные реакторы или ускорители заряженных частиц[2].

2 Электромеханические измерительные приборы

2.1 Принцип работы и виды электромеханических ИП

Электромеханические приборы относятся к приборам прямого преобразования. Структурная схема этих приборов показана на рисунке 2.1.1.

Рисунок 2.1.1 – Схема работы электромеханических ИП

Основными функциональными частями этих приборов (рис. 2.1.1) являются: измерительная цепь (ИЦ), измери­тельный механизм (ИМ) и отсчетное устройство (ОУ). Они раз­мещаются в общем корпусе.

В ИЦ происходит преобразование входного сигнала Х в одну или две промежуточные электрические величины У₁ и У₂ (напри­мер, токи I₁ и I₂ или напряжение U), воздействующие на ИМ. ИЦ может также служить для расширения пределов измерений и компенсации погрешностей.

В ИМ происходит преобразование электромагнитной энер­гии W_e, обусловленной наличием промежуточных величин У₁ и У₂, в механическую. ИМ состоит из неподвижной и подвижной частей. Под действием измеряемой величины в измерительном механизме создается вращающий момент М_ВР, поворачивающий подвижную часть ИМ. В общем случае вращающий момент зависит от измеряемой величины Х и угла поворота подвижной части a: М_ВР = f(X, a). Для электромеханических приборов вращающий момент находится как

(2.1)

В зависимости от принципа действия ИМ применяются следующие группы (системы) приборов:

1. магнитоэлектрическая

2. электромагнитная

3. электродинамическая

4. ферродинамическая

5. электростатическая

6. индукционная

Принцип действия ИМ различных групп приборов основан на взаимодействии: 1) магнитоэлектрических ИМ - магнитных полей постоянного магнита и проводника с током; 2) электро­магнитных - магнитного поля, создаваемого проводником с то­ком, и ферромагнитного сердечника; 3) электродинамических (и ферродинамических) - магнитных полей двух систем провод­ников с токами; 4) электростатических - двух систем заряженных электродов; 5) индукционных - переменного магнитного поля проводника с током и индуцирован­ных этим полем вихревых токов в по­движном элементе (например, в алю­миниевом диске счетчика электрической энергии переменного тока). В результате подобного взаимодействия в ИМ и создается вращающий момент М_ВР.

Если бы в ИМ действовал только вращающий момент М_ВР, то подвижная часть ИМ отклонилась бы до упора независимо от значения измеряемой величины. Для того чтобы каждому значе­нию Х соответствовало определенное значение a, момент М_ВР уравновешивается противодействующим моментом М_ПР, завися­щим от и направленным в сторону, обратную М_ВР. В большин­стве приборов момент М_ПР создается спиральными пружинами или растяжками, и в этом случае М_ПР = W a:, где W - удельный противодействующий момент пружин или растяжек. В логометрах (приборах для измерения отношения токов) момент М_ПР создается измеряемой величиной Х, и в этом случае М_ПР =f(Х). При установившемся отклонении a₀ подвижной части М_ВР = М_ПР.

Отклонения подвижной части ИМ наблюдают с помощью отсчетного устройства ОУ, т. е. части конструкции прибора, предназначенной для отсчитывания значений измеряемой величины. В электромеханических приборах ОУ состоит из шкалы и указа­теля (стрелки или светового указателя). По ОУ определяют показание измерительного прибора Х_П, т. е. значение измеряемой величины в принятых единицах этой величины. Номинально Х_П = Х. Для соответствия значения Х определенному значению Х_П необходимо, во-первых, чтобы параметры ИЦ, ИМ и ОУ при определенных внешних условиях были постоянными и, во-вторых, чтобы отклонения этих параметров при различных внешних условиях вызывали малые изменения показаний, допустимые для данного прибора.

При отклонении подвижной части прибора механическим толчком от положения равновесия a₀ на угол Δα она снова приходит в положение равновесия под влиянием устанавлива­ющего момента М_У, равного разности моментов М_ВР и |-М_ПР|. Момент М_У всегда направлен в сторону, обратную изменению отклонения подвижной части Δα. Производная от устанавливающего момента по углу отклонения называется удельным устанавливающим моментом М_УУ

(2.2)

В приборах с креплением подвижной части на кернах этот момент является важной характеристикой, определяющей степень нечувствительности прибора к затираниям. Чем больше у прибора М_УУ, тем меньше у него вариация показания. В магнитоэлектричес­ком приборе М_УУ остается постоянным вдоль всей шкалы прибора и равен удельному противодействующему моменту W. На подвижную часть ИМ кроме М_ВР и М_ПР действуют и другие моменты: успокоения М_УСП, трения М_ТР (в приборах на кернах), инерции М_ИН =J(d²α/dt²).

Момент успокоения М_УСП действуют только при движении подвижной части, создается успокоителем и направлен навстречу этому движению[3].

2.2 Магнитоэлектрические ИП

2.2.1 Принцип работы магнитоэлектрических ИП

Основной функциональной частью магнитоэлектрического прибора является измерительный механизм. Конструктивно магнитоэлектрический механизм выполняется либо с подвижной катушкой (рамкой), либо с подвижным магнитом. Большее применение имеет группа с подвижной рамкой.

Принцип действия магнитоэлектрического механизма основан на взаимодействии магнитных полей постоянного магнита и катушки (рамки), по которой протекает ток. Противодействующий момент может создаваться механическим и электромагнитным способами. На рисунке 2.2.1 показана конструкция магнитоэлектрического прибора с механическим противодействующим моментом.

Магнитная система ИМ состоит из постоянного магнита 1, магнитопровода с полюсными наконечниками 4, сердечника 3. Между полюсными наконечниками находится катушка (рамка) 2, по которой протекает ток J (пружинки, создающие противодействующий момент на рисунке не показаны). Рамка соединена со стрелкой 5, перемещающейся по шкале 6. При прохождении тока J по рамке 2, помещенной в равномерное, постоянное магнитное поле с индукцией B, создается вращающий момент , действующий на подвижную часть магнитоэлектрического механизма.

, (2.3)

где - потокосцепление магнитного поля постоянного магнита с рамкой; В - магнитная индукция в воздушном зазоре между полюсными наконечниками; n - число витков рамки; S - активная площадь рамки; - угол поворота рамки.

Рисунок 2.2.1 – Конструкция магнитоэлектрического прибора

Противодействующий момент создается пружинками и равен , где W – удельный противодействующий момент. Из равенства можно получить следующее уравнение преобразования магнитоэлектрического измерительного механизм

(2.4)

Противодействующий момент в магнитоэлектрическом ИМ может создаваться и электрическим способом. Этот способ используется в логометрическом ИМ. В таком механизме подвижная часть выполняется в виде двух жестко скрепленных между собой рамок 1 и 2, как показано на рисунке 2.2.2. По обмоткам рамок протекают токи I₁ и I₂, которые создают моменты М₁ и М₂.

Рисунок 2.2.2 – Подвижная часть ИМ с двумя рамками

Направления токов выбираются таким образом, чтобы моменты М1 и М2 действовали навстречу друг другу.

Записав выражения для моментов в виде М1 = S1n1F1(a)I1; М2 =Sn2F1(a)I2.. Считая один из моментов вращающим, например, М1, а второй М2 - противодействующим, при установившемся равновесии выражение для угла отклонения подвижной части можно представить в виде a= F(I1/I2). Из данного выражения видно, что магнитоэлектрический логометр измеряет отношение токов. Логометрические измерительные механизмы очень часто используются в приборах для измерения сопротивления. Показания таких приборов не зависят от напряжения питания[3].

2.2.2 Область применения

Магнитоэлектрические приборы являются наиболее распространенной группой электромеханических приборов.

Магнитоэлектрические приборы применяют в качестве: 1) ам­перметров и вольтметров для измерения токов и напряжений в цепях постоянного тока (для этих целей приборы других групп используют в редких случаях); 2) омметров; 3) галь­ванометров постоянного тока, используемых в качестве нулевых индикаторов, а также для измерения малых токов и напряжений; 4) баллистических гальванометров, применяемых для измерений малых количеств электричества; 5) приборов для измерений в цепях переменного тока: а) осциллографических гальванометров, применяемых для наблюдения и записи быстропротекающих процессов; б) вибрационных гальванометров, используемых в ос­новном в качестве нулевых индикаторов переменного тока; в) выпрямительных, термоэлектрических и электронных приборов, содержащих преобразователь переменного тока в постоянный.

Достоинствами магнитоэлектрических приборов являются: 1) высокая чувствительность; 2) высокая точность; 3) малое собственное потребление мощности; 4) равномерная шкала; 5) малое влияние внешних магнитных полей.

К недостаткам магнитоэлектрических приборов можно отнести: 1) невысокую перегрузочную способность; 2) сравнительно сложную конструкцию; 3) применение, при отсутствии преобразователей, только в цепях постоянного тока.

Магнитоэлектрические приборы занимают первое место среди других электромеханических приборов. Они выпускаются вплоть до класса точности 0,05, а по чувствительности с током полного отклонения до 0,1 мкА (при классе точности 1,5)[3].

2.3 Электромагнитные ИП

2.3.1 Принцип работы электромагнитных ИП

Основной частью электромагнитного прибора является электромагнитный ИМ. Принцип действия электромагнитного измерительного механизма основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого проводником с током, и ферромагнитного сердечника.

В настоящее время применяется большое число различных типов электромагнитных приборов, которые различаются по назначению, конструкции ИМ, форме катушек и сердечников и т. д.

В зависимости от инерционности подвижной части или частоты ее собственных колебаний все электромагнитные приборы разде­ляются на две группы: резонансные и нерезонансные. Резонансные работают только на переменном токе. В нерезонансных приборах момент инерции подвижной части значителен, и смещение подвижной части пропорционально квадрату действующего значения тока.

Обе группы приборов делятся на две подгруппы: поляризован­ные и неполяризованные. В поляризованных приборах кроме намагничивающей катушки имеется постоянный магнит. Поляри­зованные нерезонансные приборы не обладают высокой точностью. Из резонансных приборов в основном применяются язычковые герцметры.

В зависимости от характера магнитной цепи нерезонансные приборы разделяются на приборы с магнитопроводом, условно называемым замкнутым, и без магнитопровода. Приборы с магнитопроводом имеют меньшее собственное потребление мощности, но вместе с этим и значительные погрешности из-за потерь в магнитопроводе от вихревых токов и гистерезиса. Приборы без магнитопровода имеют малое собственное магнитное поле и большую зависимость показаний от влияния внешних магнитных полей и позволяют создать приборы высокой точности для работы на постоянном и переменном токе. Эти приборы подразделяются на приборы отталкивающего и втяжного действия. В приборах первого типа расположенные внутри катушки с током ферромагнитные сердечники намагничиваются одноименно и отталкиваются друг от друга (рисунок 2.3.1).

а) б)

1 – катушка; 1 – катушка;

2 – подвижный сердечник; 2, 3 – призматические сердечники;

3 – неподвижный сердечник; 4 – ось; 4 – ось; 5 – пружинка;

5 – пружинка; 6 – стрелка. 6 – стрелка.

Рисунок 2.3.1 – Прибор с магнитопроводом

В приборах второго типа подвижный ферромагнит­ный сердечник втягивается в магнитное поле катушки с током (рисунок 2.3.2)

а) б)

1 – плоская катушка; 2 – сердечник; 1 – катушка; 2 – стержень;

3 – магнитный шунт; 3, 5 – полюсные наконечники;

4 – ось. 4 – сердечник.

Рис. 2.3.2 – Прибор без магнитопровода

В настоящее время чаще других применяют электромагнитные измерительные механизмы с прямоугольными и круглыми намагничивающими катушками, призматическими и цилиндрическими сердечниками.

При прохождении тока J по намагничивающей катушке 1 в результате взаимодействия электромагнитного поля катушки и сердечника возникает вращающий момент МВР, который определяется по формуле

, (2.5)

где L – индуктивность катушки.

Противодействующий момент может со­здаваться как с помощью спиральных пружинок так и электрическим способом (в электромагнитных логометрах), а успокоение подвижной части механизма осуществляется воздушным или магнитоиндукционным успокоителем.

При создании противодействующего момента с помощью пружинок получим уравнение преобразования электромагнитного прибора

(2.6)

Из выражения (2.6) следует, что угол отклонения подвижной части электромагнитного механизма не зависит от направления тока, и эти ИМ могут использоваться в цепях постоянного и переменного тока. В цепи переменного тока они измеряют действующее значение тока (или напряжения)[3].

2.3.2 Области применения

Приборы на основе электромагнитного измерительного механизма применяются для измерения тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока. Наиболее просто реализуются однопредельные электромагнитные амперметры и миллиамперметры.

Однопредельные амперметры и миллиамперметры имеют наиболее простую ИЦ, состоящую из одной рабочей катушки механизма, включаемой непосредственно в сеть. Разные пределы измерения по току в таких амперметрах получают изменением числа витков и сечения провода катушки при одинаковых ампер-витках. При очень больших токах (200—300 А) рабочая катушка превращается в виток из медной шины. Для расширения пределов измерения амперметров перемен­ного тока используют измерительные трансформаторы тока.

В многопредельных амперметрах, применяемых в качестве переносных приборов, рабочую катушку выполняют секционированной и с помощью переключателя получают различные схемы соединения секций катушки. Двухпредельные амперметры имеют две секции, включаемые последовательно или параллельно, а трехпредельные - четыре, включаемые последова­тельно, смешанно или параллельно.

Применение терморезисторов (термисторов) с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления дает возможность одновременно снизить температурную погрешность и собственное потребление вольтметра. В схеме вольтметра с терморезистором для получения температурной компенсации в широком интервале температур терморезистор Rt шунтируют проволочным резистором Rш из манганина и этим выпрямляют его температур­ную характеристику. Можно применять терморезисторы и для многопредельных переносных вольтметров класса 0,5.

Промышленностью выпускаются электромагнитные амперметры с номинальным током от долей ампера до двухсот ампер. Большое распространение получили щитовые амперметры и вольтметры переменного тока промышленной частоты класса точности 1,5 и 2,5. В некоторых случаях они могут использоваться на повышенных частотах (амперметры до 8 кГц). Лабораторные приборы выпускаются классов точности 0,5 и 1,0. Кроме рассмотренных измерительных механизмов, применяют также и электромагнитные логометрические механизмы. Электромагнитные логометры применяются в фазометрах, фарадомерах, частотомерах.

Электромагнитные приборы обладают рядом достоинств, к которым можно отнести:

1) возможность использования, как на постоянном, так и на переменном токе; 2) простоту конструкции и дешевизну; 3) надежность в эксплуатации; 4) широкий диапазон пределов измерений; 5) способность выдерживать большие перегрузки и др.

Недостатками электромагнитных приборов являются:

1) большое собственное потребление энергии; 2) малая чувствительность; 3) сильное влияние внешних магнитных полей; 4) неравномерность шкалы. Следует отметить, что изменяя форму сердечника и его расположение в катушке, можно получить практически равномерную шкалу, начиная с 20-25 % верхнего предела измеряемой величины[3].

2.4 Электродинамические ИП.

2.4.1 Принцип работы электродинамических ИП.

Электродинамический ИМ состоит из системы неподвижных и подвижных катушек (рамок), стойки, упругих элементов, успокоителя, отсчетного устройства, средств магнитной защиты. Катушки выполняют круглыми или прямоугольными. Круглые катушки дают, по сравнению с прямоугольными, увеличение чувстви­тельности на 15—20%. Приборы с прямоугольными катушками имеют меньшие размеры прибора по вертикали.

Неподвижные катушки обычно выполняют из двух половин (секций) 1 (рисунок 2.4.1). При этом, изменяя расстояние между катушками, можно менять конфигурацию магнитного поля. Подвижные катушки 2 размещают внутри неподвижных. На оси подвижной катушки закрепляется стрелка 3. Вращающий момент создается при взаимодействии магнитного поля, создаваемого током I₁, проходящим по катушке 1, и магнитным полем, создаваемым током I₂, проходящим через катушку 2. Электромагнитная энергия W_e двух контуров с токами

Дата добавления: 2015-06-27