Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
7
Р
ПР
1
2
5
6
+
─
+
─
PI
R1
G
+
─
С
1.3
10
3
5
7
1.2
1.1
10
4
6
8
9
2
«Утверждаю»
Заведующий кафедрой «Метрологическое
обеспечение и измерительная техника»
__________________ Сычев Е.Н.
«____» _____________ 200 г.
на лабораторную работу № 2
по дисциплине «Средства измерения неэлектрических величин»
Место проведения________________
Тема: Контроль метрологических характеристик преобразователей типа «Сапфир»
Учебные цели:
1. Закрепление и углубление знаний по устройству и правилам эксплуатации преобразователей типа «Сапфир» и грузопоршневых манометров.
2. Привитие навыков работы на калибровочных установках.
1 Схема лабораторной установки
сигнала по миллиамперметру
Схема лабораторных установок включают:
ПР – поверяемый преобразователь;
G – источник питания постоянного тока (22БП-36);
R1 – резистор или магазин сопротивлений;
Р – измеряемый параметр;
С – конденсатор емкости (допускается не устанавливать)
R1 + R2 должны быть (1200 50) Ом при выходном сигнале 0-5mА;
PI – миллиамперметр;
Давление Р в данной лабораторной работе создается образцовыми грузопоршневыми манометрами типа МТU или МП - 600.
Устройство и принцип работы лабораторного манометра типа МТU
Лабораторные грузопоршневые манометры типа МТU – точные образцовые приборы, которые служат для градуировки и поверки пружинных и других манометров, а также для точных измерений избыточного давления.
Эти манометры также могут применяться в качестве гидравлических манометрических прессов для поверки и градуировки пружинных манометров путем сравнения их показаний с образцовыми манометрами более высокого класса точности.
На рисунке 2 представлена гидравлическая схема образцового грузопоршневого манометра типа МТU.
1 – измерительная система: 1.1 - измерительный поршень; 1.2 - основной груз; 1.3 - грузы;
2 – масляный насос; 3 – уравнительный масляный бак; 4,5 – манометрические гнезда;
6,7 – клапаны манометрических гнезд; 8 – клапан уравнительного масляного бака;
9 – клапан измерительной системы; 10 – испытуемый манометр.
Рисунок 2 - Гидравлическая схема манометра МТU
Масляный насос 2 засасывает масло из уравнительного масляного бачка 3 и нагнетает его в гидравлическую систему манометра.
Под действием давления, созданного масляным насосом, измерительный поршень 1.1 вместе с грузами 1.3 поднимается на высоту, отмеченную на указателе положения основного груза.
В измерительной системе 1 грузопоршневого манометра создается эталонное давление с помощью измерительного поршня 1.1, нагруженного соответствующей массой грузов 1.3. Во время проведения измерений давления измерительному поршню вместе с грузами необходимо сообщить вращательное движение с угловой скоростью около 9,43 рад/с (90 об/мин).
Запорные клапаны 6,7,8 и 9 служат для отсечки ветви гидравлической системы в зависимости от потребностей.
Технические данные грузопоршневых манометров типа МТU:
1. Класс точности – 0,05 (0,05 % измеренного давления).
2. Пределы измерения, номинальное сечение измерительной системы, масса основного груза – согласно таблице 1.
3. Диапазон температуры окружающей среды +100С, +200С, +300С.
4. Относительная влажность воздуха – 80 %.
Таблица 1
|
Тип манометра |
Пределы измерения |
Минимальный прирост измерительного давления |
Номинальное сечение измерительной системы, см2 |
Масса основного груза, кг |
||
|
МПа |
кгс/см2, бар |
МПа |
кгс/см2, бар |
|||
|
МТU-60 |
0,1 - 6,0 |
1 - 60 |
0,05 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Эксплуатация и безопасность обслуживания
Во время эксплуатации манометра необходимо соблюдать осторожность в связи с созданием высокого давления масла в гидравлической системе прибора.
Особенно необходимо соблюдать следующие указания:
Закончив работу с манометрами, следует:
Примечание: Рукоятку масляного насоса следует поворачивать медленно и плавно, а после ощущения легкого сопротивления прекратить поворачивать.
После длительного перерыва в эксплуатации манометра (не менее 48 часов) прокладки поршня масляного насоса могут приклеиться к цилиндру.
Поэтому каждый раз прежде, чем приступить к работе с манометром, необходимо:
2 Методика выполнения работы
Калибровка манометров, в том числе и типа «Сапфир» включает в себя следующие операции:
Средства калибровки (поверки) манометров типа «Сапфир»
В качестве образцовых приборов для измерения давления чаще всего применяются грузопоршневые манометры типа МП, образцовые трубчато-пружинные манометры типа МО, преобразователи давления измерительные электрические типа ИПД или комплексы измерительные ИПДЦ, образцовые задатчики давления типа «Воздух», в зависимости от выбранного метода и схемы поверки.
Независимо от выбранного метода поверки и образцовой аппаратуры соотношение пределов допускаемой абсолютной погрешности образцового и поверяемого СИТ должно быть не более 1/3 при поверке приборов класса точности 1,0 – 5,0 и не более 1/4 – класса точности 0,05 – 0,5. Вариация показаний образцового СИТ не должна превышать половины предела его допускаемой основной погрешности.
Если имеющиеся в поверочной лаборатории образцовые СИТ позволяют получить лучшее соотношение точностей образцовых и поверяемых приборов, то поверку желательно производить при соотношении пределов допускаемых абсолютных погрешностей 1/5. В этом случае дополнительные требования к вариации показаний образцовых СИТ не предъявляются.
Условия калибровки (поверки) манометров типа «Сапфир»
При проведении калибровки должны быть соблюдены следующие условия:
а) температура окружающего воздуха (23 + 2)0 С;
б) относительная влажность воздуха от 30 до 80%;
в) атмосферное давление от 84 до 106,7 кРа;
г) отсутствие вибрации, тряски, ударов, наклонов, магнитного поля (кроме земного);
д) напряжение питания постоянного тока (36 + 0,72) В;
е) сопротивление нагрузки (1200 + 50) Ом при калибровке преобразователя с выходным сигналом 0-5 мА;
ж) рабочая среда – воздух, газ, жидкость.
Подготовка к калибровке:
Определение основной погрешности
Основную погрешность определяют тремя способами:
1 способ. По образцовому СИТ (манометру) на входе – устанавливают измеряемый параметр, равный номинальному, а по другому образцовому СИТ (миллиамперметру) измеряют значение этого параметра на выходе;
2способ. По образцовому СИТ на выходе (миллиамперметру) – устанавливают расчетное значение выходного сигнала, соответствующее номинальному значению измеряемого параметра, а по другому образцовому СИТ (манометру) измеряют значение этого параметра на входе;
3 способ. Сравнением выходных сигналов поверяемого и образцового преобразователей.
Данная работа выполняется по 1 и 2 способам. Схема включения преобразователей при калибровке по способам 1, 2 приведена на рисунке 1.
Расчетное значение выходного сигнала, соответствующее измеряемому давлению или перепаду давления, вычисляется по формуле
где: - расчетное значение выходного сигнала, соответствует измеряемому давлению или перепаду давления, мА;
- наибольшее значение выходного сигнала, мА;
- наименьшее значение выходного сигнала, мА;
Р – значение измеренного давления или перепада давления, кПа; МПа;
Рmax – верхний предел измерений давлений; (избыточного, перепада) кПа; МПа.
Устанавливают следующие параметры калибровки:
m– число проверяемых точек в диапазоне изменений, m = 5;
n – число наблюдений при экспериментальном определении значений погрешности в каждой из поверяемых точек при прямом и обратном ходах, n = 1;
Основную погрешность определяют при пяти значениях измеряемой величины, в том числе при нижнем и верхнем предельном значении выходного сигнала. Интервал 30% диапазона измерений.
Основную погрешность определяют при прямом и обратном ходе. При обратном ходе ПР выдерживают в течение 1 минуты под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра.
Основную погрешность γд в % нормирующего значения вычисляют по формулам:
При калибровке по способу 1
где I – действительное значение выходного сигнала при измерении на выходе тока, мA;
При калибровке по способу 2
где РН - номинальное значение измеряемого параметра, кПа, МПа;
РД – действительное значение измеряемого параметра, кПа, МПа.
Вычисление проводят с точностью до второго знака после запятой.
Преобразователь признают годным, если во всех калибруемых точках основная погрешность меньше предельно допустимой основной погрешности прибора, указанной в паспорте.
Преобразователь признают негодным, если хотя бы в одной точке основная погрешность больше предельно допустимой основной погрешности прибора, указанной в паспорте.
Определение вариации
Вариацию выходного сигнала определяют при каждом проверяемом значении измеряемого параметра, кроме верхнего и нижнего значений, по показаниям, полученным при определении основной погрешности.
Вариацию выходного сигнала γГ в % нормирующего значения вычисляют по формулам:
для способа 1
где и - действительные значения выходного сигнала на одной и той же точке при прямом и обратном ходе, мA;
для способа 2
где и - действительные значения измеряемого параметра на одной и той же точке при прямом и обратном ходе, кПa , МПа.
Вариация выходного сигнала не должна превышать 0,4 предельно допустимой основной погрешности.
3 Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с элементами лабораторной установки, записать их номинальные данные и основные метрологические характеристики.
2. Изучить схему рабочего места по калибровке преобразователей типа «Сапфир» и принцип работы лабораторного манометра типа МТU.
3. Изучить порядок подготовки рабочего места к калибровке и порядок проведения калибровки.
4. Получить допуск у преподавателя (инженера лаборатории) к проведению лабораторной работы.
5. Провести подготовку рабочего места к калибровке.
6. Выполнить калибровку преобразователя «Сапфир» по 1 или 2 способу.
7. Предъявить записи с полученными результатами преподавателю и по его указанию в случае необходимости повторить измерительные опыты.
8. Оформить отчет по проведенной лабораторной работе и сдать его преподавателю в указанные сроки.
4 Оформление отчета по лабораторной работе
В отчете должны быть отражены:
1. Название (тема) работы.
2. Учебные цели работы.
3. Фамилия студента, класс и дата выполнения работы.
4 .Краткое теоретическое обоснование метода.
5. Схема лабораторной установки, применяемые в ней приборы и оборудование, их основные технические и метрологические характеристики.
6. Краткая методика проведения калибровки.
7. Таблица опытных и расчетных данных (таблицы 2 и 3) .
8. Расчетные формулы и вычисления.
9. Выводы по работе.
10. Оценка отчета по работе и дата его защиты.
11. Подписи преподавателя и студента.
На подготовительном этапе студент должен заполнить в бланке отчета тему и учебные цели работы, свою фамилию, класс, нарисовать схему лабораторной установки, перечислить вопросы, подлежащие исследованию, записать расчетные формулы.
На рабочем этапе, при проведении лабораторной работы студент обязан записать в соответствующие разделы бланка основные технические и метрологические характеристики приборов и оборудования схемы лабораторной установки, заполнить таблицу опытных и расчетных данных, оценить точности поверяемых манометров и сделать выводы по лабораторной работе.
В выводах необходимо оценить погрешности преобразователей и определить соответствие найденного в результате калибровки класса точности преобразователя его паспортному значению. Отчет по проделанной работе производится индивидуально каждым студентом.
Таблица 2 – Опытные и расчетные данные определения метрологических характеристик преобразователя типа «Сапфир» по способу 1
|
Номинальное значение давления, Р, кгс/см2 (кПа, МПа) |
Расчетное значение выходного сигнала Iр, мА |
Действительное значение выходного сигнала I, мА |
Основная погрешность в % нормирующего значения, γД |
Вариация выходного сигнала в % нормирующего значения, γГ |
||
|
Прямой ход (I) |
Обратный ход (I`) |
|||||
|
Прямой ход |
Обратный ход |
|||||
Таблица 3 - Опытные и расчетные данные определения метрологических характеристик преобразователя типа «Сапфир» по способу 2
|
Номинальное значение давления, Р, кгс/см2 (кПа, МПа) |
Расчетное значение выходного сигнала Iр, мА |
Действительное значение измеряемого параметра, РД, кгс/см2 (кПа, МПа) |
Основная погрешность в % нормирующего значения, γД |
Вариация выходного сигнала в % нормирующего значения, γГ |
||
|
Прямой ход (РД) |
Обратный ход (Р`Д) |
|||||
|
Прямой ход |
Обратный ход |
|||||
5 Контрольные вопросы
1. Основные метрологические характеристики преобразователей типа «Сапфир».
2. Основные метрологические характеристики образцовых грузопоршневых манометров типа МТU.
3. Устройство и принцип действия преобразователей типа «Сапфир» (все модификации).
4. Устройство и принцип действия образцовых грузопоршневых манометров типа МТU.
5. Методика выполнения калибровки преобразователей типа «Сапфир».
6. Основные методы калибровки.
7. Расчетные формулы для определения основной погрешности прибора.
8. Расчетные формулы для определения вариации показаний прибора.
6 Литература:
1. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения. М.:Энергия, 1979.
2. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. – М.: «Энергия», 1978.
3. Чистяков С.Ф., Радун Д.В. Теплотехнические измерения и приборы. – М.: Высшая школа, 1972.
4. Гонек Н.Ф. Манометры. - Л.: Машиностроение, 1979.
5. Попов А.Ф. Теплотехнический контроль на атомных электростанциях. - М.:Энергатомиздат, 1986.
6. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Под ред. Б.Д.Кошарского. Л., Машиностроение, 1976.
7. Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования.- М.: Высшая школа, 1989.
8. Чистяков В.С. Краткий справочник по теплотехническим измерениям.- М.: Энергоатомиздат, 1990.
Задание на лабораторную работу обсуждено и одобрено на заседании кафедры «Метрологическое обеспечение и измерительная техника».
Протокол № ____ от «____» __________ 200 г.
Руководитель занятия
старший преподаватель кафедры «МОиИТ» Конопля В.И.