107

Министерство образования и науки Украины

О ДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра автоматизации

производственных процессов

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСУ

«МЕТРОЛОГИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ»

Модуль 1

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Модуль 2

ИЗМЕРЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ

для студентов, обучающихся по учебному плану бакалавров

направления подготовки 6.050202 всех форм обучения

Утверждено

советом специальности 8.092501

Протокол №2 от 30.11.2010 г.

Одесса ОНАХТ 2015

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Метрология, технологические измерения и приборы» для бакалавров студентов, обучающихся по учебному плану бакалавров специальности 7.092500 всех форм обучения  Сост. В.Г. Муратов – Одесса: ОНАПТ, 2010. - 63 с.

Составитель В.Г. Муратов, к.т.н., доцент

Ответственный за выпуск

Зав. кафедрой АПП В.А.Хобин, д.т.н., профессор

Введение

Курс «Метрология, технологические измерения и приборы (МТИП)» входит в комплекс программ непрерывной подготовки бакалавров по специальности 6.050202 «Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии» и формирует базу знаний для освоения дисциплин «Проектирование и монтаж систем автоматизации», «Автоматизация технологических процессов отрасли» и др.

Лабораторный практикум является неотъемлемой частью курса МТИП, играет большую роль в учебном процессе и выполняется в течение 4 и 5 семестров обучения. Целью лабораторного практикума является закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении дисциплины, а также приобретение практических навыков по проверке работоспособности, настройке и устранению типовых неисправностей средств измерительной техники (СИТ).

Лабораторные работы охватывают основные современные методы и средства измерения важнейших параметров технологических процессов пищевых производств.

В соответствии с тематикой содержательных модулей рабочей программы курса МТИП практикум предусматривает три цикла лабораторных работ.

Первый цикл (Модуль 1) включает в себя изучение методов измерений

Второй цикл (Модуль 2) включает в себя изучение средств измерения линейных и угловых перемещений, температуры и давления.

Третий цикл (Модуль 3) – изучение СИТ уровня, расхода и анализа состава жидкости.

Четвертый цикл (Модуль 4) – изучение СИТ влажности, тепловой энергии и измерительно-информационных систем.

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ после обязательного прохождения инструктажа по технике безопасности, что должно быть подтверждено росписью студента в специальном журнале.

Модуль 1: Методы измерения

1.Общие теоретические положения

1.1 Виды измерений

Измерение устанавливает количественное (числовое) значение А измеряемой величины Х в определенных единицах измерения (меры) U с погрешностью , т.е.

Х = А U   (1.1)

Измерения классифицируют по способу получения информации, по характеру изменений измеряемой физической величины (ФВ) в процессе измерения и т.д.

По способу получения информации различают следующие виды измерений: прямые и непрямые - косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения – это непосредственное сравнение измеряемой ФВ с мерой. Например, измерение длины линейкой, температуры – термометром, давления – манометром и т.д.

Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что значение измеряемой ФВ устанавливают по результатам прямых измерений величин, связанных с искомой известной функциональной зависимостью. Например, измерение относительной влажности воздуха по разности показаний «сухого» и «мокрого» термометров, полученных прямыми измерениями.

Совместные измерения связаны с решением системы уравнений, составленных по результатам измерений нескольких ФВ. Например, определение температурного коэффициента линейного расширения тела, когда его длина измеряют при N температурах, составляя N уравнений.

Совокупные измерения – частный случай совместных измерений, когда уравнения составлены из однородных ФВ.

По характеру изменения измеряемой ФВ в процессе измерений различают:

- статистические измерения, связанные с определением характеристик случайных процессов, сигналов и помех. Расчеты здесь выполняют на основе методов теории вероятностей;

- статические измерения выполняют в установившихся (статических) режимах, когда измеряемые ФВ практически неизменны во времени;

- динамические измерения, связанные с изменяющимися во времени измеряемыми ФВ.

По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.

Однократные измерения - это когда число измерений равно числу измеряемых ФВ. Однократные измерения применяют при контроле технологических процессов на производстве, когда оператор фиксирует, например, мгновенное значение измеряемого давления по манометру.

Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений над числом измеряемых ФВ. Обычно минимальное число измерений здесь больше трех. Преимущества многократных измерений (в значительном снижении влияния случайных факторов на результат измерения) часто используют при лабораторных и др. точных измерениях и исследованиях.

По степени точности измерения делят на равноточные и неравноточные

Равноточными называют измерения, выполненные с одинаковой точностью.

Разноточные измерения - выполненные с различной степенью точности. За наиболее достоверное значение ФВ, полученное многократными измерениями в таких случаях нельзя принимать среднее арифметическое из всех полученных результатов. Тогда вводят понятие веса измерения как числа, служащего мерой степени доверия к результату измерения. В этом случае наиболее достоверное значение измеряемой ФВ вычисляют по формуле:

А = ( А р + А р + А р + … ) / (р + р + р + … ), (1.2)

где А , А , А - результаты измерения, полученные различными способами;

р , р , р - их веса.

А называется взвешенным средним. Обычно в качестве критерия установления веса каждого отдельного измерения служит погрешность (средняя квадратичная, вероятная или предельная) результата измерения. Веса в этом случае устанавливают обратно пропорционально квадратам погрешностей.