Лабораторна робота №
Калібрування і повірка системи вимірювання тиску
2.1 Мета роботи
Ознайомитись з будовою і принципом дії технічних засобів для вимірювання тиску. Набути практичних навиків при повірці і калібруванні систем вимірювання тиску. Вивчити методику обробки і представлення результатів калібрування, повірки системи.
2.2 Програма роботи
Під час заняття студент повинен самостійно ознайомитись з будовою і принципом дії технічних засобів, які використовуються в системах для вимірювання тиску. Провести калібрування і повірку системи вимірювання тиску. Здійснити обробку результатів повірки системи використовуючи ПЕОМ. У кінці роботи студент повинен скласти висновок, який би відображав результати калібрування і повірки системи вимірювання тиску.
2. 3 Основні теоретичні положення
При централізованому контролі і управлінні технологічним процесами необхідно значення вимірюваних параметрів від різних точок технологічних об’єктів звести до єдиного пункту контролю і управління. Всі засоби вимірювання, які використовуються при цьому об’єднанні в єдину вимірювальну систему.
В даній лабораторній роботі розглядається система вимірювання тиску (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Лабораторна установка для калібрування і повірки системи вимірювання тиску.
Вона складається з вантажно-поршневого манометра 1, в склад якого входять (колонки для сталевих вантажів 2), манометра електричного дистанційного типу МЕД 3, вторинного електричного приладу 4 типу КСД-2 ,а також контрольного манометра 5 .
Первинним перетворювачем в системі є манометр електричний дистанційний типу МЕД. Даний прилад перетворює вимірюваний параметр – тиск в електричний сигнал. Вихідний сигнал даного приладу знаходиться в межах 0…10 мГн, а клас точності дорівнює 1.
Як вторинний прилад використовується автоматичний самописний прилад з диференціально-трансформаторною вимірювальною схемою типу КСД-2. Цей прилад призначений для роботи в комплекті з первинними взаємозамінними приладами в яких вимірювана неелектрична величина перетворюється в електричний параметр – взаємоіндуктивність.
Прилади КСД-2 універсальні і служать для дистанційного вимірювання, запису та регулювання таких неелектричних величин як тиск, витрата, рівень.
Калібрування – це операція надання показам засобу вимірювання міри вимірюваної величини в нормальних умовах. Ця міра передається з визначеною точністю, що виражається через граничну похибку каліброваного засобу вимірювання. Метою калібрування є визначення і фіксація характеристики вимірювального засобу або системи з похибкою, що не перевищує наперед заданої величини[4].
Існують такі основні способи калібрування засобів вимірювання та вимірювальних систем :
а) Використання типових (печатних) шкал. Для більшості робочих і багатьох взірцевих приладів використовуються типові шкали, які виготовляються попередньо у відповідності з рівнянням статичної характеристики ідеального приладу.
б) Індивідуальне калібрування шкал. Її здійснюють в тих випадках, коли статична характеристика приладу нелінійна або близька до лінійної, але характер зміни систематичної похибки в діапазоні вимірювань випадковим чином змінюється від приладу до приладу даного типу. Індивідуальне калібрування виконується таким чином :
на попередньо відрегульованому приладі встановлюють шкалу з ще ненанесеними відмітками ;
на даний прилад подають декілька наперед заданих або вибраних значень вхідної величини ;
на шкалі наносять відмітки, що відповідають положенням показника при цих значеннях вимірюваної величини, а відстань між відмітками поділяють на рівні частини .
в) калібрування умовної шкали. Умовною називається шкала, яка має деякі умовні рівномірно нанесені ділення, наприклад, через міліметр або кутовий градус. Калібрування шкали полягає у визначенні при допомозі взірцевих мір або вимірювальних приладів значень вимірюваної величини, яка відповідає деяким відміткам шкали. В результаті визначають залежність числа ділень шкали, які пройдені показником, від значень вимірюваної величини .
Під повіркою розуміють сукупність операцій, виконання яких дозволяє стверджувати, що покази засобу вимірювання відповідають встановленій характеристиці в межах допустимої похибки.
Методика повірки приладів тиску складається з наступних етапів (відповідно міждержавному стандарту ГОСТ 8.008-72):
Зовнішній огляд приладу. Прилад не повинен мати пошкоджень і дефектів .
Встановлення стрілки на нульову відмітку. Стрілка приладу повинна встановлюватися з допомогою коректора нуля на нульову відмітку шкали при значенні вхідного сигналу S0=0.2 кгс/см2 .
Провірка герметичності вузла чутливого елемента вимірювального блоку приладу. Герметичність визначається при витримці його на верхній границі вимірювання. Прилад вважається герметичним, якщо протягом 5 хвилин зміна показів не перевищує 1% від діапазону показів приладу .
Визначення основної похибки і варіації
а) шляхом встановлення стрілки приладу, що повіряється на відмітку шкали і визначення вхідного сигналу, що відповідає цій відмітці, а також визначення дійсного вхідного сигналу по взірцевому приладі .
б) шляхом задання по взірцевому приладі значення вхідного сигналу, що відповідає повіряємій відмітці, і відрахунку по шкалі приладу, що повіряється .
Основну похибку визначають шляхом порівняння дійсних значень з розрахунковими,
які шукаються за формулою :
(2.1)
де Р — значення тиску в точці повірки, Рmax — верхня межа вимірювань .
Основну похибку приладів класу точності 0.5 визначають не менше ніж при 9 значеннях вхідного сигналу ; класу точності 1; 2.5 — не менше ніж при 6 значеннях вхідного сигналу рівномірно розподілених в діапазоні вимірювань (в тому числі нульове значення вхідного сигналу). Повірку проводять в двох напрямках : прямому і зворотньому .
Варіація визначається як різниця між показами приладу при прямому і зворотньому ході в одній і тій самій оцифрованій точці шкали .
Повірка ЗВ проводиться тоді, коли виникає сумнів у зберіганні позначених (паспортних) його якостей. Крім того її проводять після калібрування і для періодичного контролю приладу.
Повірка – це контрольна процедура, яка визначає, чи придатний ЗВ до подальшої експлуатації.
2.4 Порядок виконання роботи
Калібрування системи вимірювання тиску ( СВТ )
2.4.1 Здійснити зовнішній огляд елементів лабораторної установки (рисунок 2.1) і підготовити її до експлуатації.
2.4.2 В один із штуцерів вантажо-поршневого манометра вкрутити манометр типу МЕД, а в інший —