рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Основы теории измерений

Основы теории измерений - Конспект Лекций, раздел Изобретательство, Измерительная техника Измерение –Определение Значения Физической Величины Опытным ...

Измерение –определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Измерение физической величины – это сравнение ее с другой величиной, условно принятой за единицу и называемой единицей измерения. Результат измерения показывает численное соотношение между единицей измерения и измеряемой величиной.

Все измерения делят на промышленные (технические) и лабораторные. Промышленные имеют невысокую точность, достаточную для практики, для этого используют промышленные приборы. Лабораторные измерения проводят высокоточными приборами, используют специальные методы, учитывают все погрешности. Проводят эти измерения при наладочных, научно-исследовательских работах. По способу получения результата измерения все измерения делят на прямые и косвенные. Прямые –это сравнение измеряемой величины с единицей измерения при помощи меры или прибора (например, измерение термометром температуры, манометром давления). Косвенные –это измерения, при которых значение искомой величины находят на основании прямых измерений других величин (например, определение плотности по результатам измерения массы и объема).

Технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства, называют средства измерения.

Совокупность правил, определяющих принципы и средства измерения, называется методом измерения. В технических измерениях широко применяются 3 метода:

· Метод непосредственной оценки – значение измеряемой величины определяется непосредственно по отсчетному устройству прибора или сигналу преобразователя прямого действия (например, измерения давления пружинным манометром, силы тока амперметром);

· Дифференциальный метод – на измерительный прибор воздействует разность измеряемой и базовой величины, значение которой известно (например, измерение длины калиброванным метром).

· Компенсационный (нулевой) метод – измеряемую величину компенсируют другой величиной, значение которой известно, разность между ними сводится к нулю за счет изменения известной величины (измерение массы на весах с уравновешиванием калиброванными грузами). Для установления факта равенства величин используется нуль-прибор.

 

Средства измерения и их классификация

Средства измерения - технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства. Средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в удобной для восприятия форме, называется измерительным прибором. Используя измерительный прибор, наблюдатель может прочитать значение измеряемой величины

Существует классификация измерительных приборов по виду измеряемой величины.

Приборы 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 газа (газоанализаторы)

· качества пара и воды (кислородомеры, кондуктометры для определения солесодеражания пара и пит воды)

По назначению измерительные приборы могут быть:

· рабочими (применяются на практике, делятся на технические и средства измерения повышенной точности) – имеют невысокую точность, сравнительно простые, прочные, надежные, могут работать в неблагоприятных условиях. Показания хорошо видны на расстоянии

· лабораторными – служат для точных измерений при исследовательских и наладочных работах. Имеют тщательное исполнение, спец. Приспособления для отсчета показаний, высокоточные. При измерениях обязательно вводятся поправки.

· эталонными – служат для передачи размера единиц физических величин с наивысшей точностью. В производстве сохранилось также понятие образцовых приборов, но в нормативных данных оно исключено, а расширено понятие эталонных

По характеру показаний измерительные приборы подразделяют на показывающие, регистрирующие и интегрирующие. Показывающие приборы - значения считываются по шкале и цифровому табло в данный момент времени. В регистрирующих приборах предусмотрена запись показаний на диаграммной бумаге, с помощью печати в цифровой форме или хранение информации в памяти запоминающего устройства. Самопишущие приборы служат для записи измеряемых величин. Интегрирующий прибор позволяет определять суммарное значение измеряемой величины за любой промежуток времени (счетчики). Прибор может быть совмещенным, т.е. показывающим и самопишущим или показывающим и интегрирующим.

По форме представления показаний измерительные приборы могут быть цифровыми и аналоговыми. В аналоговом приборе показания являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины (стрелочные показывающие и самопишущие приборы), в цифровом приборе показания даются в цифровой форме в виде отдельных дискретных сигналов.

По местоположению: местные и дистанционные. По условиям работы: стационарные и переносные. По размерам: полногабаритные, малогабаритные и миниатюрные.

По принципу действия измерительные приборы могут быть:

· механические

· химические

· жидкостные

· электрические и т.д.

По условиям работы – стационарные и переносные. По размеру – полногабаритные, малогабаритные и миниатюрные. Бывают местные и дистанционные, а также оперативные, расчетные и учетные.

 

Основные элементы измерительных приборов

Главные узлы измерительного прибора – это измерительное и отсчетное устройство. Измерительное устройство (датчик) служит для измерения и усиления измеряемой величины при помощи чувствительного элемента. Чувствительный элемент – это часть датчика, на которую происходит непосредственное воздействие измеряемой величины. Отсчетное устройство показывает, записывает или интегрирует полученное значение.

Вид измерительного устройства зависит от рода измеряемой величины, принципа действия прибора и т.д.

Отсчетное устройство также может быть нескольких видов. ОУ показывающих аналоговых приборов состоит из шкалы и указателя (стрелочного или светового).

Шкала (рис.1) состоит из ряда делений, нанесенных на циферблате. Отметки и числа на циферблате называются градуировкой шкалы. Отметки шкалы, у которых проставлено цифровое значение, называются числовыми или оцифрованными отметками. Промежуток между двумя отметками шкалы –деление шкалы. Разность величин, соответствующих двум соседним отметкам – цена деленияшкалы (К). Шкала с равными отметками и постоянной ценой деления называется равномерной. Шкала также может быть прямолинейной, круговой и дуговой (рис. 1, рис. 2). Если шкала начинается с нуля, то она называется односторонней. Если отсчет идет в обе стороны от нуля – двухсторонней. В безнулевой шкале отсчет начинается не с нуля, а с некоторого значения. Значение измеряемой величины, определенное по отсчетному устройству и выраженное в принятых единицах называется показаниями прибора. Наименьшее значение, указанное на шкале – начальное, наибольшее – конечное значение шкалы. Область значение между ними – диапазон показаний прибора. Область значений, допускаемая по шкале по условиям точности – диапазон измерений. Для технических приборов они обычно совпадают.

Указатель – стрелка, которая может быть клиновой, клиновой стержневой, ножевой (рис.3). У жидкостных стеклянных приборов указателем служит видимый уровень жидкости (рис.4). В зависимости от вида жидкости образуется вогнутый мениск (вода, спирт) или выпуклый (ртуть). У некоторых приборов применяют световой указатель, получаемый с помощью специальной лампочки и зеркала.

В самопишущих приборах ОУ представляет собой записывающее устройство и диаграммную ленту (рис.5). Лента имеет координатную сетку, по длине которой отложены значения времени, а по ширине – измеряемой величины. Лента двигается с определенной скоростью, запись осуществляется непрерывной или точечной линией специальным пером.

ОУ интегрирующих приборов имеет стрелочный, роликовый или стрелочно-роликовый указатель (рис.6).

Прибор может быть выполнен как одно целое или состоять из нескольких частей (измерительный комплект). Большинство дистанционным приборов состоит из двух частей: первичный преобразователь и вторичный прибор. Первичный преобразователь воспринимает с помощью чувствительного элемента и передает сигнал об измеряемой величине. Располагается он в месте измерения. Вторичный прибор выдает показания измеряемой величины. Он находится на щите управления. Некоторые вторичные приборы оборудованы сигнализирующим устройством для контроля над измеряемой величиной. Бывают приборы с промежуточным измерительным преобразователем (более сложные)

Для защиты приборов от технологических факторов применяют обыкновенные, пылезащищенные и взрывозащищенные корпуса (рис 7). Такие корпуса бывают прямоугольные и круглые, бывают малогабаритные, полногабаритные и миниатюрные. Их изготавливают из алюминиевых сплавов, стали, пластмассы или дерева. Сторона перед ОУ выполняется застекленной, у самопишущих приборов корпус снабжается крышкой для замены ленты и чернил. Корпус может быть выполнен утопленным или выступающим, а также для установки переносных приборов.

 

 

Основные свойства измерительных приборов

В зависимости от назначения, устройства, принципа действия измерительные приборы имеют различные метрологические свойства.

· Точность - определяет степень достоверности показаний прибора. Т.е. показывает, насколько результаты измерений отличаются от истинных значений.

· Чувствительность - выражает отношение перемещения указателя к изменению измеряемой величины. Чем меньшее отклонении измеряемой величины отмечается прибором, тем выше его чувствительность. Поэтому приборы с высокой чувствительностью имеют небольшую цену деления.

· Быстродействие - зависит от инерционности прибора, вызывающей запаздывание показаний. Инерционность характеризует время от начала изменения величины до начала изменения показаний. Чем выше быстродействие, тем качественнее прибор.

· Надежность - характеризуется способностью прибора сохранять работоспособность в течение заданного времени с заданными характеристиками.

Чтобы исключить влияние внешних условий на показания приборов, необходимо соблюдать условия эксплуатации, близкие к условиям градуировки прибора. Обычно приборы устанавливают в местах, не подверженных вибрации, загрязнению, воздействию низкой или высокой температуры, влажности.

Выбор прибора зависит от типа измерений, от условий эксплуатации и т.д. При этом учитываются габариты прибора, условия монтажа и ремонта.

Каждый прибор снабжается паспортом, содержащим основные технические характеристики, описание и инструкции по эксплуатации.

 

Система единиц СИ

Для удобства специальной Международной комиссией была разработана Международная система единиц (СИ – система интернациональная).

Система СИ состоит из основных, дополнительных и производных единиц(см. табл. 1)

Таблица 1

Основные дополнительные
Метр (м), килограмм (кг), секунда(с), ампер (А), кельвин (К), кандела (кд), моль (моль) Радиан (рад), стерадиан (ср)

Рассмотрим основные производные единицы системы СИ, применяемые в энергетике (см. табл. 2)

Табл. 2

Величина Обозначение
Площадь м2
Объем м3
Плотность кг/м3
Удельный объем м3/кг
Скорость м/с
Угловая скорость м2
Ускорение м/с2

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Измерительная техника

Конспект лекций по разделу.. Измерительная техника.. Дисциплины Электротехника и электроника для специальности..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Основы теории измерений

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Электротехника и электроника
(с измерительной техникой)   для специальности № 140102.51   Теплоснабжение и теплотехническое оборудование   &

Погрешности измерений и их оценка
При измерении физических величин полученное значение обычно отличается от истинного (вследствие несовершенства методов и средств измерений, влияния внешних условий и т.д.). Так как истинное значени

Температурные шкалы
Изменение агрегатного состояния (плавление, кипение, конденсация) вещества протекает для этого вещества при постоянной температуре. Значение температур равновесия между твердой и жидкой или жидкой

Термометры расширения. Их свойства, принцип действия и область применения
Термометры расширения – основаны на свойстве тел изменять под действием температуры свой объем. На этом свойстве основано действие жидкостных стеклянных и дилатометрических термометров.

Дилатометрические термометры
Дилатометрические термометры – это термометры, принцип действия которых основан на относительном удлинении двух твердых тел под влиянием температуры. Тела имеют разные коэффициенты линейного расшир

Манометрические термометры. Их устройство и принцип действия
Принцип действия манометрического термометра основан на зависимости давления газа, жидкости или насыщенного пара в замкнутом объеме от температуры. Эти термометры применяются во взрывоопасных произ

Термоэлектрические термометры
Для измерения температуры перегретого пара, дымовых газов, металла труб КА и т.д. наиболее широкое распространение получили термоэлектрические термометры, работающие в интервале температур от -200

Устройство термоэлектрических преобразователей
Для изоляции термоэлектродов и защиты их от окружающей среды, для обеспечения прочности термометра, удобства установки, ТТ имеет специальную арматуру, состоящую из электроизоляции, защитного чехла

Вторичные приборы, применяемые с термоэлектрическими преобразователями
В качестве вторичных приборов используют магнитоэлектрический милливольтметр и потенциометр. · Магнитоэлектрический милливольтметр Работа его основана на взаимодействии магнитног

Установка и поверка ТЭТ
На точность показаний влияют правильность установки и правильность проведения поверки термометра и вторичного прибора. При установке необходимо уменьшить утечки тепла по арматуре ТЭТ. Поэт

Термометр сопротивления
Широкое распространение при измерении температуры получили термометры сопротивления. Принцип действия ТС основан на зависимости сопротивления металлических проводников от температуры. ТС состоит из

Устройство ТС
ТС имеет арматуру, сходную с арматурой ТЭТ. Она состоит из электроизоляции, защитного чехла и головки для присоединения внешних проводов. Арматура служит для изоляции чувствительного элемента ТС,

Измерительные мосты
Измерительные мосты (вторичные приборы ТС) бывают уравновешенные и неуравновешенные. Уравновешенный мост работает по компенсационному методу и обеспечивает достаточную точность. Рассмотрим

Магнитоэлектрические логометры
Логометр имеет подвижную часть, состоящую из двух жестко скрепленных рамок, расположенных под углом. Рамки поворачиваются на опорах в магнитном поле. Действие прибора основано на измерении сил токо

Цифровые вторичные измерительные приборы и преобразователи
В последнее время в практику теплотехнических измерений широко внедряются микропроцессорные вторичные приборы и преобразователи. Это определяется распространением микропроцессорных систем управлени

Пирометры
Все рассмотренные средства являются контактными. Их верхний предел 2200℃. Однако, иногда требуется измерение более высоких температур, или недопустим контакт термометра с измеряемой средой. В

Пирометры частичного излучения
К таким пирометрам относят оптические (визуальные) пирометры, которые производят сравнение яркости излучения определенной длины волны нагретого тела и накала нити, встроенной в прибор пирометрическ

Пирометры полного излучения
Измерение температуры основано на использовании теплового излучения. Пирометрические преобразователи полного излучения используются для измерения температур тел до 2500℃. Состоит из первичног

Установка и поверка пирометров
Основной источник погрешности – неточность при определении коэффициента излучения и его изменение в процессе измерения. Эта погрешность мах у пирометров полного излучения и мин у пирометров спектра

Измерение давления, разности давлений, разряжения
Давление. Единица давления. Виды давления Давление – это сила, действующая равномерно на площадь. Давление или разность давлений очень часто применяют для характеристики тепловых процессов

Жидкостные манометры
Жидкостные манометры являются простыми и точными приборами для определения небольшого избыточного давления (не более 0,2 МПа). Они применяются при наладочных и исследовательских работах. И

Деформационные манометры
Деформационные манометры получили широкое распространение для измерения избыточного давления жидкости, пара и газа. Конструкция их проста и надежна, имеют небольшие размеры и хорошую наглядность по

Грузопоршневые манометры
Являются точными и высокочувствительными приборами, поэтому используются в качестве образцовых и для точных измерений. По точности приближаются к жидкостным манометрам, но имеют больший диапазон из

Манометры с дистанционной передачей показаний
Наибольшее расстояние по условию точности между местом измерения и манометром – 50м. При необходимости передачи показаний на расстояние более 50м (мах длина трубки для деформационного манометра) ис

Напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры
Применяют для измерения небольших давлений (например, в топке, газоходах котла, воздуховодах). Между тягомером, напоромером и тягонапоромером нет принципиального отличия, поэтому все эти приборы на

Установка и поверка тягонапоромеров
Жидкостные закрепляются по уровню, в местах без вибрации и повышенных температур. Жидкостные и сильфонные могут работать при температуре 5-50 , без вибрации. При помощи соединительной лини

Вакуумметры, мановакуумметры
Вакуумметры - это приборы для измерения значительного вакуумметрического давления в конденсаторах ПТ, во всасывающих линиях насосов и т.д. Мановакуумметры применяют тогда, когда измеряемое давление

Единицы и методы измерения расхода и количества вещества
В теплоэнергетических процессах необходим учет количества вещества. При этих измерениях важными являются понятие количества и расхода. Количество выражают в объемных (литр, м3)

Расходомеры с сужающим устройством
Метод измерения на основе переменного перепада давлений используется очень широко, для измерения расхода пара, газа, жидкости в трубопроводе свыше 300мм используется только этот метод. Он основан н

Электромагнитные расходомеры
В рассмотренных ранее методах измерения первичный прибор находится внутри измеряемой среды, т.е. подвергается воздействию и вызывает потерю давления потока. С течением времени это приводит к снижен

Скоростные расходомеры и счетчики
Скоростной метод положен в основу ряда расходомеров, обладающих значительным диапазоном и простым устройством. Принцип действия их заключается в измерении средней скорости потока, связанной с объем

Ультразвуковые расходомеры
Принцип действия основан на измерении акустического эффекта, зависящего от расхода. Акустический эффект возникает при прохождении ультразвуковых колебаний через поток. Применяют 2 вида ультразвуков

Счетчики объемные
Счетчики бывают скоростными. Принцип действия их основан на измерении скорости потока, которая связана с объемным расходом. Чувствительным элементом является крыльчатка. Ось крыльчатки, приводимой

Гидростатические уровнемеры
В случае, когда водоуказательные стекла неудобны в эксплуатации (например, резервуар находится высоко), применяют гидростатические, поплавковые и др виды уравнемеров. Крупные КА кроме стекол ввиду

Указатели уровня сыпучих тел
При эксплуатации бункеров пыли необходим контроль уровня. Измерение количества угольной пыли и уровня не является высокоточным, так как поверхность в бункере не ровная (при поступлении пыли выпукла

Контроль состава дымовых газов. Типы газоанализаторов
На экономичность работы КА основное влияние оказывают потери тепла из-за химической неполноты сгорания топлива и потери теплоты с уходящими газами. Величина этих потерь зависит от расхода воздуха,

Термомагнитные газоанализаторы
На ТЭС часто применяют термомагнитные и электрохимические газоанализаторы. Термомагнитные газоанализаторы служат для определения содержания в уходящих газах O2, магнитные свойства которо

Электрохимические газоанализаторы
Они имеют простое устройство, не требуют отбора пробы и ее подготовки, так как чувствительный элемент устанавливается непосредственно в газоходе котла. Отсутствие устройства для транспортировки и п

Переносные газоанализаторы
По принципу действия переносные газоанализаторы бывают химическими и хроматографическими. Химические (рис.66) – бывают для частичного и полного анализа. Анализ состава газа производится пу

Определение качества воды и пара
На работу ТЭС существенно влияет качество воды (питательной, добавочной, конденсата) и пара. Ухудшение качества воды и пара зависит от солесодержания, наличия в воде кислорода, соединений натрия, ж

Кислородомеры
Служат для автоматического определения содержания кислорода. Распространение получил таллиевый способ. Принцип действия его основан на взаимодействии кислорода с чистым таллием и измеряемой пробой

Измерения количества тепловой энергии
  Рассмотрим структурную схему простейшей системы теплоснабжения (рис72). В систему теплоснабжения входят источник тепловой энергии (ИТЭ), подающий и обратный трубопроводы и теплопотр

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги