Задають і застабілізовують одне із значень температури. Термостат витримують при заданій температурі протягом часу, що вказаний в паспорті на термостат. Після стабілізації температури проводять запис не менше 20 значень температури, виміряних ЗВТ температури, що входять в комплект повірочної установки. Контроль температури ведуть за допомогою термометра ртутного ТЛ-4 або термометра термостата.

Визначення метрологічних характеристик каналів вимірювання температури проводять за наступних значень температур: 17, 19, 20, 21, 23 С з відхиленням 0,2 С.

Операцію запису значень температури можна проводити програмно за допомогою комп’ютера.

За одержаними значеннями температури обчислюють середнє арифметичне значення температури для кожного ЗВТ температури за формулою:

, (3.1)

де Тij - значення температури для і - го ЗВТ температури при j - заданому значенні,С; n – кількість вимірювань.

Обчислюють оцінку СКВ результату вимірювань за формулою:

(3.2)

Обчислюють абсолютну похибку кожного каналу вимірювання температури:

, (3.3)

де Тij - значення температури для і - го ЗВТ температури при j - заданому значенні, С;

Тзадj - j - задане значення температури, С.

З множини отриманих метрологічних характеристик для кожного каналу вибираються їх максимальні значення, які використовуються в подальшому при контролі сумарної похибки установки.

3.3 Експериментальне визначення метрологічних характеристик каналів вимірювання температури

Під час проведення експериментальних досліджень проводилось вимірювання та запис за допомогою комп’ютера даних з трьох вимірювальних каналів. Числові значення результатів вимірювань температури за різних значень витрат наведені в додатку А. Графічно узагальнені дані зображені на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 – Узагальнені дані виміряних температур

Конкретні дані за того чи іншого значення температури за певного значення витрати наведені на рис. 3.4 – 3.10.

Рисунок 3.4 – Значення температур за витрати 10 м3/год

Рисунок 3.5 - Значення температур за витрати 24 м3/год

Рисунок 3.6 - Значення температур за витрати 42 м3/год

Рисунок 3.7 - Значення температур за витрати 82 м3/год

Рисунок 3.8 - Значення температур за витрати 120 м3/год

Рисунок 3.9 - Значення температур за витрати 155 м3/год

Рисунок 3.10 - Значення температур за витрати 200 м3/год

Як видно із рис. 3.4 – 3.10, значення виміряних температур виходять за межі границь похибок (0,1%).

У таких випадках використовується метод внесення поправок до показів термометрів (каналів вимірювання температури).

На рис. 3.11 – 3.17 наведені скориговані (із врахуванням поправок) значення виміряних температур.

Рисунок 3.11 – Значення температур (з поправкою) за витрати 10 м3/год

Рисунок 3.12 – Значення температур (з поправкою) за витрати 24 м3/год

Рисунок 3.13 – Значення температур (з поправкою) за витрати 42 м3/год

Рисунок 3.14 – Значення температур (з поправкою) за витрати 82 м3/год

Рисунок 3.15 – Значення температур (з поправкою) за витрати 120 м3/год

Рисунок 3.16 – Значення температур (з поправкою) за витрати 155 м3/год

Рисунок 3.17 – Значення температур (з поправкою) за витрати 200 м3/год

Як видно із рис. 3.11 – 3.17, після введення поправок значення виміряних температур знаходяться в допустимих границях похибки.

Величина поправок, як і значення виміряних температур, залежать від величини витрати (рис. 3.18).

Рисунок 3.18 – Залежності величин поправок від значень витрат

На рис. 3.18 наведені графіки залежностей температурних поправок від витрати та апроксимовані криві для трьох вимірювальних каналів розробленої інформаційно-вимірювальної системи.

За результатами апроксимації розроблена математична модель, яка описується наступними рівняннями:

, (3.4)

де - поправки до виміряних значень температур , відповідно, за певного значення об’ємної витрати .

Розроблена математична модель дає можливість визначати поправки не тільки дискретного характеру (на фіксованих значеннях витрат) а і у проміжних точках.

Оскільки характер апроксимованих кривих лінійний, то при атестації каналів вимірювання температури можна зменшити кількість точок (значень) вимірювання температури.

Висновки до розділу.

Розроблена комп’ютерна інформаційно-вимірювальна система дасть змогу досліджувати процеси теплообміну в газопроводах малих діаметрів. Проведений аналіз результатів метрологічної атестації каналів вимірювання температури показав, що можна зменшити кількість вимірюваних значень використовуючи розроблену математичну модель залежності температурних поправок від витрати.

4 ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ВПРОВАДЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛООБМІНУ В ГАЗОПРОВОДАХ НИЗЬКОГО ТИСКУ

Україна належить до країн з дефіцитом власних природних вуглеводневих ресурсів, задовольняючи потребу в газі за рахунок власного видобутку на 24-27%, у нафті – на 10-12%. У 1991 році споживання газу становило 118,1 млрд.куб.м i країна посідала ІІІ місце в свiтi за рiвнем споживання газу, поступаючись тiльки США i Росiї. За останнi 10 рокiв використання природного газу в Українi зменшилось бiльш нiж на третину i у 2008 роцi воно склало 69,8 млрд.куб.м.

Рисунок 4.1. Шляхи походження газу, що транспортується газопроводами України

4.1 Економічні аспекти споживання природного газу

Газове господарство України – це складний технічний комплекс.

Рівень газифікації житла природним газом на сьогодні становить 78,1% в містах та 38,2% в сільській місцевості. Газифіковано природним газом 428 міст, 600 селищ міського типу та 12,4 тисяч сіл. Здійснюється газопостачання 147 тис. промислових та комунально-побутових споживачів, а також біля 16 млн. квартир і приватних будинків.

Рисунок 4.2. Обсяги споживання природного газу в Україні

Як свідчать дослідження, в Україні потенціал енергозбереження дорівнює 20-25% від загальних обсягів споживання газу. Економне використання природного газу можливе за умови точного та надійного його обліку належними приладами обліку.

Отже, економія природного газу можлива лише при точному та надійному його обліку. Лише обліком і можна встановити: скільки і яким чином використовується газ.

4.2 Опис розробленої інформаційно-вимірювальної системи та її порівняльна характеристика

Розроблена інформаційно-вимірювальна система вимірювання температури на базі мікросхеми-термометра DS18S20 унікальна тим, що без розроблення додаткових амплітудно-цифрових перетворювачів ця мікросхема через СОМ-порт підключається до комп’ютера. Живлення даного термометра відбувається через даний порт, що не вимагає додаткових автономних джерел енергії. Крім того