Главная | Обратная связь

Основные свойства измерительных приборов

Практическая работа №1 « Расчет погрешностей и определение класса точности прибора»

Цель работы: Повторить основные единицы измерения физических величин, классификацию и

обозначения приборов, основные понятия об измерительных приборах и требования к ним.

 

Ход работы.

1) Ознакомиться с основными теоретическими сведениями о измерительных приборах

2) Заполнить таблицу №1 классификации измерительных приборов по основной и дополнительной классификации

3) Решить задачу с данными по варианту

4) Ответить на вопросы :

А) Каковы требования к выбору измерительного прибора?

Б) Дайте определения понятий чувствительность и быстродействие.

В) Дайте определение понятию «поверка прибора». Классы точности прибора согласно

ГОСТ.

Г) Система надзора за измерительной техникой. Функция надзора.Единицы измерения

физических величин в системе СИ

Д) Дайте определение всех видов погрешностей заполнив таблицу №2

 

Таблица 1 - Классификация измерительных приборов ( 3 вида)

 

Основная классификация
По роду измеряемой величины	Виды приборов
Дополнительная классификация
Группа прибора	Виды приборов

 

Таблица 2 - Виды погрешностей

 

Название погрешности	Определение понятия	Причины возникновения
Абсолютная
Приведенная
Относительная
Случайная

 

 

Данные для решения задачи по варианту в Приложении 1

 

 

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

В зависимости от назначения, устройства и других характерных признаков применяемые в теплоэнергетике приборы для теплотехнических измерений разделяются на ряд групп. Основная классификация предусматри­вает деление приборов по роду измеряемых величин. Условно приняты следующие наименования наиболее распространенных приборов, предназначенных для изме­рения: температуры — термометры и пирометры; давления — манометры, вакуумметры, мановакуумметры, тягомеры, напоромеры и барометры; расхода и количества — расходомеры, счетчики и весы; уровня жидкости и сыпучих тел — уровнемеры и ука­затели уровня; состава дымовых газов — газоанализаторы; качества воды и пара — кондуктометры кислородомеры.

Дополнительная классификация подразделяет указанные приборы на следующие группы: по назначению промышленные (технические), лабо­раторные, образцовые и эталонные; по характеру показаний — показывающие, регистри­рующие (самопишущие и печатающие) и интегрирую­щие; по форме представления показаний — аналоговые и цифровые; по принципу действия — механические, электрические, жидкостные, химические, радиоизотопные и др; по характеру использования — оперативные, учетные и расчетные; по местоположению — местные и с дистанционной передачей показаний; по условиям работы — стационарные (щитовые) и переносные; по габаритам — полногабаритные, малогабаритные и миниатюрные. Почти каждый измерительный прибор может быть отнесен к любой из указанных выше групп. Так, например, термометр может быть промышленным, самопишущим, электрическим и т. д.

Промышленные приборы являются наибо­лее распространенными средствами измерений, приме­няемыми для практических целей, и обладают сравнитель­но простой и прочной конструкцией и высокой надеж­ностью действия. Точность этих приборов, предназначен­ных для работы в неблагоприятных условиях (при нали­чии пыли, влаги, вибрации и т. п.), сравнительно невысока. Показания промышленных приборов хорошо видимы на расстоянии.

Лабораторные приборы служат обычно для точных измерений. Ими пользуются, как правило, при исследовательских и наладочных работах. Для полу­чения большой точности измерений лабораторные приборы имеют тщательное выполнение, совершенные схемы и специальные приспособления для отсчета показаний. При пользовании этими приборами к их показаниям вводятся поправки, определяемые опытным или расчетным пу­тем. Эталонные и образцовые приборы служат главным образом для поверки средств измерений. Эталонами называются меры и приборы, предназначенные для хранения единиц измерения и воспроизведения их с наивысшей точностью. Эталоны бывают первичными и вторичными. Наиболее точными являются первичные эталоны, которые служат государственными эталонами единиц измерений. Значения вторичных эталонов устанав­ливаются по первичным. Ко вторичным относятся также рабочие эталоны, применяемые для передачи размеров единиц образцовым мерам и приборам. Образцовые при­боры используются для передачи путем поверки и гра­дуировки правильных значений единиц измерения от эталонов к остальным приборам. Образцовые приборы бывают четырех разрядов, устанавливаемых в зависимости от их точности и способов поверки. Приборы 1-го разряда поверяются только по рабочим эталонам, 2-го разряда — по приборам 1-го разряда и т. д. Первичные (государствен­ные) и основные вторичные эталоны воспроизводятся и хранятся в метрологических институтах СССР, главным образом во Всесоюзном научно-исследовательском инсти­туте метрологии им. Д. И. Менделеева (ВНИИМ). Вторич­ные (в том числе рабочие) эталоны могут использоваться в отдельных институтах и других крупных органах Гос­стандарта СССР. По разрешению последнего допускается хранение и применение рабочих эталонов в органах ведомственной метрологической службы.

Показывающие приборы дают мгновенное значение измеряемой величины, отсчитываемое по шкале, а регистрирующие — записывают изменение это­го значения во времени на диаграммной бумаге (самопи­шущие приборы) или печатают эти показания в цифровой форме (печатающие приборы). Самопишущие прибор ы выполняются для записи одной (одноточечные или одноканальные приборы) или нескольких (многоточечные или многоканальные при­боры) измеряемых величин.

Интегрирующие приборы (счетчики ала интеграторы) позволяют определять суммарное значение измеряемой величины за любой промежуток времени*. Для этого показания прибора отсчитываются в начале и конце измерения и суммарное значение измеряемой величины определяется как разность между конечным и начальным отсчетами. Измерительные приборы бывают также совмещенными, т. е. показывающими и самопишущими, показывающими и интегрирующими и т. п. Аналоговые приборы дают показания в виде непрерывной функции измеряемой величины. К ним отно­сятся, например, стрелочные показывающие и большинство самопишущих приборов, Цифровые приборы имеют показания в виде отдельных дискретных сигналов измерительной информа­ции в цифровой форме. В число этих приборов входят показывающие с цифровым отсчетом, печатающие и многие интегрирующие. Оперативные приборы являются промыш­ленными средствами измерений. По показаниям их производится управление работой производственных установок. Эти приборы, имеющие большое значение для обеспечения нормальной эксплуатации технологического оборудова­ния, выполняются показывающими и самопишущими.

Учетные и расчетные приборы, слу­жащие соответственно для технического учета работы установок и взаимных расчетов, бывают самопишущими и интегрирующими. Местные приборы устанавливаются непосред­ственно в местах измерений. В большинстве случаев они предназначаются для менее ответственных наблюдений, а также для периодических измерений при пуске и оста­новке агрегатов. Приборы с дистанционной переда­чей показаний на щиты управления являются основным видом промышленных приборов, обеспечиваю­щих централизацию контроля за работой установок. Дальность передачи у этих приборов достигает 300— 500 м. Промышленные измерительные приборы обычно яв­ляются стационарными, т. е. предназначенными для установки (монтажа) на щитах, стенах, колоннах, кронштейнах и пр. Большинство остальных приборов (лабораторные, образцовые и др.) выполняются перен ос н ы м и, устанавливаемыми при измерениях на столах, стендах и т.

 

 

Основные свойства измерительных приборов

В зависимости от назначения, устройства и принципа
действия измерительные приборы обладают различными
метрологическими свойствами, которые в основном характеризуются точностью, чувствительностью, быстродействием и надежностью работы.

Точность измерительного прибора определяется
степенью достоверности его показаний, т. е. тем, насколько
результаты измерений отличаются от истинных значений
измеряемой величины.

Чувствительность прибора выражается от­ношением линейного или углового перемещения указателя (стрелки, пера или уровня жидкости) к изменению изме­ряемой величины, вызвавшему это перемещение. Если обозначить Δl перемещение указателя прибора и ΔX — соответствующее изменение измеряемой величины, то чувствительность прибора S может быть определена по формуле

S = (1-5)

Выражение (1-5) показывает, что чем меньшее откло­нение измеряемой величины отмечается прибором, тем выше его чувствительность. Как видно, чувствительность обратно пропорциональна цене деления шкалы. Поэтому более высокой чувствительностью обладают приборы со шкалой, имеющей небольшую цену деления.

Быстродействие прибора зависит от его инер­ционности, вызывающей запаздывание показаний. По­следнее характеризует время с момента начала из­менения измеряемой величины до момента показания его прибором. Инерционность приборов в большинстве слу­чаев вызывается тепловыми, механическими и гидравли­ческимифакторами. Чемболее быстродействующим яв­ляется прибор, тем выше его качество.

Надежность прибора ¹ характеризует его свой­ство сохранять работоспособность в течение заданного времени. Под работоспособностью подразумевается сос­тояние прибора, при котором он может выполнять свои функции в соответствии с установленными для него тех­ническими требованиями. Часто в технической докумен­тации на прибор указывается вероятность безотказной его работы взаданном интервале времени.

Степеньвлияния на показания приборов неблагоприят­ных внешнихусловий (температуры, влажностии запы­ленности окружающеговоздуха, вибрациии т. п.) также в известной мере определяет их качество. Условия эксплу­атации приборов должны по возможности соответствовать условиям их градуировки.

Обычно установка приборов разрешается в местах, не подверженных вибрации и загрязнению, а также воздействию высокой или низкой температуры и влажности окружающего воздуха. Нормальная температура окружающего воздуха,при которой приборы должны давать правильные показания, принимается равной 20 °C. Допускаемые пределы колебания температуры воздуха для большинства приборов составляют 10 – 40 °C, а с относительной влажностью 30—80%.

Выбор того или иного типа измерительного прибора производится в зависимости от его свойств и технической характеристики, наличия у него необходимых основных (показание, запись) и дополнительных (интегрирование, сигнализация) устройств, дистанционной перначи пока­заний и рода выходного сигнала. При этом учитываются габариты и масса прибора, а также условия его эксплуата­ции, монтажа и ремонта.

Каждый поставляемый предприятием-изготовителем прибор снабжается паспортом, содержащим основные технические характеристики, а также техническим описа­ние и инструкцией поэксплуатации. В дальнейшем организация, использующая измерительный прибор, за­водитна него карточку (или формуляр), в которой после­довательно отмечаются все изменения состояния прибора, условия его работы, характер производимых ремонтов, поверки в т.п.