Стандартизация и сертификация. Виды НТД и её назначение. Организации разрабатывающие и контролирующие исполнение НТД.

Стандартизация и сертификация. Виды НТД и её назначение. Организации разрабатывающие и контролирующие исполнение НТД.

Стандартизация, основные док-ты: 1) ГОСТы; 2) ОСТ.; 3) РД (руков. Документы); 4) МИ (методич. Инструкции); 5) ТУ (технич.условия); 6) Регламенты

Межгосударственные, государственные, региональные, отраслевые. 1) Определяющие содержание ГОСТов; 2) Терминологические; 3) по методам испытаний; 4) ГОСТы на конкретные устройства

Сертификация подразумевает участие трёх сторон: производитель - потребитель - независимые организации. Аккредитованные испытательные лаборатории.

Надзорные организации за исполнением НТД: 1) Госнадзор; 2) Энергонадзор; 3) Атомнадзор; 4) Санитарный надзор;

Метрология. Измерения, способы обеспечения единства измерений, система единиц СИ.

Метрология – это наука об измерении, методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности.

Измерение – это процесс нахождения значений физич. Величины опытным путём с помощью спец. техн. средств. Физич.величина – свойства в качественном отношении многим физич. объектам, индивидуальн. в количественном отношении.

Единство измерений обеспечивается: физическая величина должна быть выражена в узаконенных единицах измерения и погрешности заданы с определенной вероятностью.

В системе СИ 7 единиц: 1) Масса (кг); 2) Длина (м); 3) Время (с); 4) Сила тока (А); 5) Температура (К);

6) (моль); 7) Сила света (Канделла);

Прямые, косвенные и совместные измерения.

Измерение – это процесс нахождения значений физич. Величины опытным путём с помощью спец. техн. средств; Прямые измерения – из опытных данных (пример: температура изм. термометром);

Косвенные измерения – когда численное значение находят на основании результатов прямых измерений, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. (пример: определение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения); Совокупные измерения – определяемые величины связаны с величинами, измеряемыми прямыми методами, системой уравнений, в уравнения входят одноимённые величины.

Средство измерения – техническое устройство с нормированными метрологическими характеристиками.

Погрешности, их количественная оценка. Систематические, случайные и грубые погрешности. Систематические погрешности и их разновидности. Погрешности аддитивные и мультипликативные, погрешности дискретизации и динамические.

Количественные оценки погрешностей:

1) Абсолютная погрешность - (размерная величина), - показания образцового прибора. Погрешности образцового прибора в 3-5 раз меньше рабочих приборов.

2) Относительная погрешность- , <<

3) Приведённая погрешность-

Систематические погрешности – постоянные по величине или меняющиеся по известному закону. (пример: часы отстают) Могут быть устранены путём поправок

а) Инструментальные погрешности (зависит от погрешности применяемых средств измерения)

б) Методические погрешности – метода измерения, погрешности установки (пример: манометр стоит выше).

Случайные погрешности – составляющая погрешностей измерений, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. При многократном измерении их влияние уменьшается

Грубые погрешности – сбои в работе элементов, если погрешность превышает 3 СКО.

Аддитивная погрешность – постоянная (в пределах диапазона измерения) независящая от значения измеряемой величины (погрешность нуля)

Мультипликативная погрешность – погрешность, зависящая от значений измеряемой величины.

Погрешности дискретизации и квантования измеряемого сигнала – в цифровых приборах

< где -шаг квантования, - погрешность квантования

Динамические погрешности – обусловлены инерционностью средства измерения

6. Метрологические характеристики средств измерения. Функция преобразования, чувствительность, порог чувствительности, вариа­ция, диапазон измерения, класс точности.

1) Номинальная Статическая Характеристика НСХ. Выражает связь между показаниями (у) и измеряемой величиной(х). Задаётся: таблицей, уравнением, коэф. преобразования.

2) Чувствительность S=

желательно S=const (1); 2,3 – чувств. S переменная

3) Порог чувствительности – определяется минимальным значением изменения выходного сигнала, вызывающим видимые изменения выходного сигнала

4) Вариация показаний – это максимальная разница показаний, соответствующая одному и тому же значению измеряемой величины.

Диапазоны измерения различают: 1) с односторонней шкалой Д=Nmax (или диапазон преобразований); 2) с двусторонней шкалой (или диапазон измерений) Д=Nmax + [Nmin]; 3) с безнулевой шкалой (или диапазон преобразований) Д=Nmax-Nmin

Классы точности – это обобщенные характеристики, определяющие величины основных и дополнительных погрешностей.

 

7.Динамические погрешности и их связь с динамическими характеристиками СИ, способы нормирования ДХ СИ. Дифференциальное уравнение динамики, передаточная функция, частотная характеристика приборов на примере уравнений первого и второго порядка.

Динамические погрешности обусловлены инерционностью средств измерения

динамические характеристики СИ

1) Дифференциальное уравнение динамики

2)Переходные и импульсные функции

3)передаточная функция

4)частотная характеристика приборов на примере уравнений первого и второго порядка

 

Грузопоршневые манометры

В грузопоршневых манометрах измеряемое давление уравновешивается силой тяжести неуплотненного поршня с грузами. Манометры используются в качестве образцовых средств для поверки приборов давления диапазоне от -3 до 25000 кПа, а также для точных измерения давления в лабораторной практике. Схема поршневого манометра, имеющего диапазон измерения 6 МПа(МП-60):

Поршень 1 с тарелкой 2 для грузов 3 перемещается внутри цилиндра 4.Поршневая пара подгоняется таким образом, чтобы зазор между поршнем и цилиндром не превышал 0,01 мм. Для обеспечения равномерного зазора между цилиндром и поршнем последний в момент измерения вращают по часовой стрелке. Внутренняя полость поршневого манометра тщательно заполняется рабочей жидкостью(керосином, трансформаторным маслом…). Заливка жидкости производится при открытом вентиле 5 через отверстие 6,поршнем 7 винтового пресса 8 жидкость засасывается внутрь манометра. К стоякам 9 с запорными вентилями 10 подключаются поверяемые манометры. Вентиль 11 служит для слива жидкости из поршневого манометра. Для получения заданного давлении на тарелку с учетом ее массы накладываются грузы, создающие определенную силу тяжести. При суммарной массе поршня с грузами М создаваемое давление p=Mg/S (1), S-эффективная площадь поршня 1, равная сумме площади торца поршня и половины площади зазора;g- ускорение свободного падения. Учитывая, что калибровка грузов производится для нормального ускорения свободного падения, при измерениях должны вводиться поправки на местное ускорение свободного падения. Для расширения диапазона давлений, измеряемых грузопоршневыми манометрами, используются поршни дифференциальные, разгруженные и тд.

Низкая погрешность воспроизведения и измерения давления определяется в соответствии с формулой(1) высокой точностью задания массы грузов, площади сечения и ускорения свободного падения.

 

47.Правила установки манометров и дифманометров, среда вода, газы, пар..

 

 

Манометры показывающие и с дистанционной передачей показаний, как правило, устанавливаются вблизи точек отбора давления в месте, удобном для обслуживания.

Современные серийные преобразователи давления нельзя размещать внутри активной зоны, поэтому они находятся на значительном расстоянии от точек отбора давления, что приводит к росту инерционности показаний приборов. Отбор давления осущ с помощью труб, подсоединяемых к трубопроводу или внутреннему пространству объекта, где производится измерение давления.

Продолжение

часть разделительного сосуда 2, измерительную камеру прибора и линии между ними 3, должна по плотности значительно отличаться от измеряемой среды1 и не смешиваться с ней.

 

 

 

 

48. Поплавковые и буйковые уровнемеры.

Поплавковым называется уровнемер, частично погруженного в жидкость, причем степень погружения поплавка (осадка) при неизменной плотности жидкости не зависит от контролируемого уровня. Поплавок перемещается вертикально вместе с уровнем жидкости, и, следовательно, по его положению может быть определено значение уровня.

Объем погруженной части V_ж , а следовательно, осадка поплавка, является параметром, определяющим дополнительную погрешность, вызванную изменением плотности контролируемой жидкости. Для снижения этой погрешности целесообразно уменьшить осадку поплавка, что может быть достигнуто либо увеличением площади поперечного сечения поплавка, либо облегчением поплавка.

В простейшем случае поплавок соединен с указателем с помощью механической связи.

При высоких значениях температуры и давления среды используются поплавковые уровнемеры с магнитными преобразователями. Примером являются магнитные уровнемеры типа ПМП.

По направляющей трубе 7 под влиянием изменения уровня жидкости перемещается поплавок 6 с постоянным магнитом 5. Внутри трубки 7 по всей ее длине находятся герконовые реле, которые срабатывают под действием магнитного поля поплавка. Стопорное кольцо 4 ограничивает перемещение поплавка вверх, а зонтик 3 защищает его от капель конденсата, который может образовываться на внутренних стенках резервуара. Эти преобразователи могут иметь в качестве выходной величины изменения сопротивления, токовый сигнал 4..20мА или цифровой.

Буйковыми называются уровнемеры, основанные на законе Архимеда: зависимости выталкивающей силы, действующей на буек, от уровня жидкости. Чувствительным элементом таких уровнемеров является массивное тело(например, цилиндр)-буек, подвешенное вертикально внутри сосуда и частично погруженное в контролируемую жидкость. Буек закреплен на упругой подвеске с жесткостью с, действующей на буек с определенным усилием. При увеличении уровня жидкости, увеличивается выталкивающая сила, подъем буйка на х, причем при его подъеме увеличивается осадка, т.е. х<h. При этом изменяется усилие, с которым подвеска действует на буек:

xc=(h-x)ρ_жgF-(h-x)ρ_г gF

Таким образом, статическая хар-ка буйкового уровнемера линейна, причем чувствительность его может быть изменена за счет увеличения F или уменьшения жесткости подвески с.

Схема уровне мера с электросиловым преобразователем. Буек 1 подвешен на конец рычага 2, на другом конце которого расположен груз 3, уравновешивающий вес буйка 1 при нулевом уровне(возможен и др метод компенсации веса). Разделительная мембрана 4 служит для герметизации резервуара. При изменении уровня изменяется усилие, с которым буек действует на рычаг. Небаланс сил приводит к смещению рычага и сердечника диф-трансформаторного преобразователя, выполняющего функцию индикатора рассогласования ИР. Его выходной сигнал поступает на усилитель У, выходной токовый сигнал которого Iвых поступает на выход прибора и в устройство обратной связи УСО.

 

 

49.Водомерные стекла и весовой уровень.

Такие уровнемеры основаны на визуальном измерении высоты уровня жидкости. При невысоких давлениях среды высота уровня измеряется в стеклянной трубке, сообщающейся с жидкостным и газовом пространствами контролируемого резервуара.

При повышенных давлениях применяются плоские стекла, на поверхности которых со стороны жидкости нанесенывертикальные граневые канавки.

Основным источником дополнительной погрешности таких уровнемеров является разница плотностей жидкости в контролируемом резервуаре и в стекле, вызываемая различием температур. Различие плотностей приводит к различию уровней в резервуаре h1 и указательном стекле h2(уровень в стекле иногда называют «весовым» уровнем);при этом абсолютная погрешность измерения может быть вычислена по формуле

Δh=h2-h1=h2(1-ρ2/ρ1)

Где ρ1 и ρ2- плотности жидкостей в резервуаре и указательном стекле.

Погрешность может достигать существенных значений, поэтому в целях ее уменьшения необходима либо тепловая изоляция уровнемера, либо продувка его жидкостью из резервуара перед отсчетом.

 

50. Гидростатические уровнемеры…Уравнительные сосуды.

Гидростатические уровнемеры. В этих уровнемерах измерение уровня H жидкости постоянной плотности ρ сводится к измерению гидростатического давления p, создаваемого жидкостью, причем p=Hρg.

Измерение высоты уровня непосредственно по величине гидростатического давления можно производить в резервуарах, находящихся как под атмосферным, так и под отличающимся от него давлением. На рис. 11.2, а представлена схема зонда MPS фирмы Siemens. Зонд представляет собой трубку 1, внутренняя полость которой сообщается с жидкостью. Таким образом, давление внутри трубки совпадает с давлением жидкости. В нижней части трубки 1 находится измерительная мембрана из нержавеющей стали. Ее деформация вызывает изменяет сопротивление тензомоста. Измерительная мембрана, тензопреобразователь и электроника защищены от измеряемой среды колпаком 2. Вентиляционная трубка соединена с пространством под измерительной мембраной и атмосферой. Мягкая трубка 3 может иметь длину до 20 м, в ней размещены несущий тросик а, экранированные токовые выводы б, вентиляционная трубка в диаметром 1 мм. Зонд выдерживает перегрузку до 0,6 МПа, выходной сигнал составляет 4…20 мА, погрешность не превышает ± 0,3 %.

Также выпускают дифманометры-уровнемеры с открытой мембраной, рис 11.2, б. вес столба жидкости действует на мембрану 1, жесткий центр мембраны соединен с рычагом мембранно-рычажного преобразователя (преобразователя силы) 2. если резервуар находится под давлением, то газовая часть резервуара соединяется с полостью статического давления 3. У упомянутых преобразователей при верхнем пределе измерения от 4 до 250 кПа выходной сигнал составляет 0…5; 4…20 мА, а предел допускаемой приведенной погрешности равен ± 0,25 %; ± 0,5 %.

Если в трубке, соединяющей газовое пространство над жидкостью с полостью статического давления преобразователя, образует конденсат, то для измерения уровня используются дифманометры с дополнительными устройствами для стабилизации уровня конденсата. Гидростатический уровнемер, в котором гидростатическое давление жидкости преобразуется в давление воздуха, называется пневмоуровнемером. Разновидность пневмоуровнемера является барботажный уровнемер, в котором воздух, подаваемый от постороннего источника, барботирует через слой жидкости.

Дифманометрические уровнемеры. Схема подключения дифманометра к открытому резервуару, находящемуся под атмосферным давлением, изображена на рис. 11.3.

Обе импульсные трубки дифманометра 2 заполняют контролируемой жидкостью(если она не агрессивна). Дифманометр измеряет разность давлений p₁ и p₂, действующих на его чувствительный элемент.

p₁=(H + h₁)ρ

p₂=h₂ρ₂g.

Дифманометр будет измерять перепад давлений, выражающийся через контролируемый уровень H

Δp=p₁ – p₂=(H + h₁)ρ₁g – h₂ρ₂g.

Если плотности ρ₁ и ρ₂ жидкости в обеих импульсных трубках одинаковы и если h₁=h₂, то

Δp=Hρg,

где ρ = ρ₁ = ρ₂

Последняя формула справедлива только в том случае, если уровень жидкости в «минусовой» импульсной трубке будет неизменным при изменении контролируемого уровня Н. Для чего на этой импульсной трубке устанавливается уравнительный сосуд 1. уравнительные сосуды бывают однокамерными, двухкамерными и комбенированными.

Метод измерения уровня дифманометрами обладает рядом достоинств: механической прочностью, простотой монтажа, надежностью. Недостатки: чувствительный элемент дифманометра находится в непосредственном контакте с контролируемой средой, следовательно если среда агрессивна то необходимо предпринимать меры.

 

Стандартизация и сертификация. Виды НТД и её назначение. Организации разрабатывающие и контролирующие исполнение НТД.

Стандартизация, основные док-ты: 1) ГОСТы; 2) ОСТ.; 3) РД (руков. Документы); 4) МИ (методич. Инструкции); 5) ТУ (технич.условия); 6) Регламенты

Межгосударственные, государственные, региональные, отраслевые. 1) Определяющие содержание ГОСТов; 2) Терминологические; 3) по методам испытаний; 4) ГОСТы на конкретные устройства

Сертификация подразумевает участие трёх сторон: производитель - потребитель - независимые организации. Аккредитованные испытательные лаборатории.

Надзорные организации за исполнением НТД: 1) Госнадзор; 2) Энергонадзор; 3) Атомнадзор; 4) Санитарный надзор;