3)Кип құрылымдық сұлбасын түсіндіріңіз.

Технологиялық параметрлерді техникалық бақылау технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйесінің (ТПАБЖ) бірінші (төменгі), бірақ өте маңызды деңгейі болады. Технологиялық агрегаттардың орнықтырылған режимдерін сақтау, осы режимдерді анықтайтын физикалық шамалардың ағымды мәндері туралы өлшеуіш ақпараттарсыз мүмкін емес. Басқаша айтқанда, ТПАБЖ кеңейте ендірілуі, ең алдымен ақпараттық жүйені құруға бағытталған, онда ақпараттың жиналуы мен алғашқы өңделу функциялары автоматтандырылады. Бұл, ақпаратты жинауды автоматтандырудың барлық жерде бірінші кезекті саты болып табылатынымен және онсыз оптималды басқару міндеттерін шешуге кірісу мәнсіз болатынымен байланысты.

Металлургиядағы технологиялық процестердің әртүрлі болуына қарамастан, олардың өтуі физикалық шамалардың салыстырмалы аз санымен анықталады: температураның, қысымның, процесте қатысатын заттардың құрамы мен шығынымен және басқада заттармен. Осы шамаларды бақылау үшін металлургиялық агрегаттарды бақылаушы-өлшеуші аспаптар жүйелерімен (КИП) жабдықтайды.

Өлшеу деп техникалық құралдар көмегімен тәжірибелік жолмен физикалық шамалар мәнін табуды атайды. Өлшеу процесі кезінде шаманы өлшеу бірлігімен салыстырады, ол өлшенетін шамамен тектес болуы керек.

Өлшеуіш аспаптар бақылаушы тікелей қабылдай алатын нысандағы өлшеуші ақпарат сигналдарын шығарады. Аспаптар (немесе өлшеуіш жүйелер) 17 суретте кескінделген кәдімгі типті құрылымдық сұлбаларда болады.

Сезгіш элемент 1 өлшенетін шаманың тікелей әсерінде болады. Түрлендіруші элемент 2 өлшенетін ақпарат сигналын қолдану үшін ыңғайлы нысанға түрлендіреді. Өлшеуші механизм 3 өлшеу процесін жүзеге асырады.

1-3 элементтері жалпы жағдайларда алғашқы өлшеуші түрлендіргішті (алғашқы аспап) I құрайды. Өлшеу нәтижесін беретін түрлендіргіш элементпен 4 түрлендіреді және байланыс желісі бойынша (б.ж.) екіншілікті аспапқа ІІ беріледі. Бұл аспаптың құрамына кіретіндер: аралық өлшеуші түрлендіргіш 5, өлшеуші механизм 6, есептеуші құрылғы 7, ол шкала мен сілтеуші көмегімен өлшенетін шаманың мәнін есептеуге арналған.

Егер өлшенетін ақпарат бақаланатын бірнеше нүктесінде немесе басқару жүйелерінде қолданылатын болса, онда екіншілікті аспап бір немесе бірнеше беретін түрлендіргіштерден 8 тұра алады. Бірнеше беретін түрлендіргіштер алғашқы аспапта бола алады.

Есептеуші құрылғы түріне тәуелді аспаптар көрсететін және тіркейтін болып бөлінеді. Тіркейтінге жататындар – көрсеткіштерді диаграмма түрінде жазатын өздігінен жазушылар; басушылар, көрсеткіштерді сандық нысанда басады, және интегралдаушы, келтірілетін шама уақыт немесе басқа тәуелсіз ауыспалы бойынша интегралданады.

Көрсететін аспапта есептеуші құрылғы қозғалмайтын шкаладан және соның бойлығымен жылжитын тілді нұсқаушыдан тұрады. Қозғалыстағы, әншейінде айналатын шкалалы және қозғалыссыз нұсқамалы аспаптар сирек қолданылады.

Шкаланың бастапқы А_бас. және ақырғы А_ақыр. мәндері – белгіні ескерумен осы шкала бойынша анықталатын, өлшенетін шамалардың ең үлкен және ең кіші мәніне сәйкес белгілер. А_бас. – А_ақыр айырмасын көрсету диапазоны деп атайды. Екі көрші белгінің арасындағы қашықтық шкаланың бөлшектігі болады, ал шкаланың екі көрші белгісіне сәйкес шаманың мәндерінің айырмасы – шкаланың бөлшегінің бағасы.

Тағайындалуы бойынша Бақылаушы Өлшеу Аспаптары техникалық (жұмысшы), зертханалық, бақылаушы, үлгілі және эталонды болып бөлінеді.

Бақылаушы аспаптарды, техникалық аспаптарды олардың орналасқан жерінде тексеру үшін, зертханалықты – ғылыми зерттеулер кезінде дәл өлшеу үшін қолданады. Шамалардың бірегейлі болуын қамтамасыздандыру үшін эталондық және үлгілік аспаптардың белгілі бір жүйесі болады. Эталондық деп, ең жоғары дәлдікпен өлшеу бірліктерін жүзеге асыру және сақтау үшін мемлекетте заңдастырылған, үлгілік шамалар (шама – берілген мөлшердің физикалық шамасының анықталған нақты нысаны) мен үлгілі өлшеуші аспаптарды атайды. Үлгілік аспаптар солар арқылы жұмысшы аспаптарды салыстырып тексеруге арналған. Салыстырып тексеру деп өлшеуіш аспаптарды олардың қателіктері немесе олардың көрсеткіштеріне енгізілген түзетулерді анықтау үшін үлгілік аспаптармен салыстыру операцияларын атайды. Градуировка дегеніміз өлшеудің орнықтырылған бірлігімен көрсетілетін мәндер шкалалар бөлінуіне түсірілетін операция.

Өлшеу процесі, барлық физикалық процестер сияқты, өлшенетін шаманың нақты мәні туралы өлшеуші тұлғаға бұрмаланған көрініс көрсететін, қателіктермен жүреді. Өлшеуші құралдардың қателіктерінің сандық мәнінің нысанына қарай, қателер абсолютті, салыстырмалы және келтірілген болып бөлінеді.

Абсолютті қателік Дх аспаптың көрсеткіші х_п мен өлшенетін шаманың мәні х арасындағы айырмамен анықталады:

Дх = х_п – х (13)

Абсолютті қателік белгілі бір белгіде болады (плюс немесе минус) және өлшенетін шаманың бірлігімен көрсетіледі. Егер Дх > 0, онда аспап көрсеткіші жоғарылатылған; егер Дх < 0 – көрсеткіш төмендетілген.

Теңдеуден алынады:

х = х_п – Дх = х_п + Ду (14)

мұндағы Ду - аспаптың көрсеткіштеріне түзету.

Абсолютті қателік өлшеу сапасын толық сипаттау үшін жеткіліксіз. Оны салыстырмалы қателік жақсы сипаттайды, ол абсолютті қателіктің өлшенетін шаманың нақты мәніне қатынасымен анықталады, яғни

дх = Дх / х (15)

Әншейінде х_п мәні х мәнінен аз айырмашылықты болады, онда (14) теңдеудің орнына салыстырмалы қателіктің басқа нысанын қолданады, бұл кезде пайызбен есептеледі:

дх = (Дх / х_п)100 (16)

Жеке өлшеудің сапасын қанағаттанарлықтай сипаттайтын, салыстырмалы қателік, аспаптың сапасын сипаттау үшін пайдасы жоқ деуге болады. Аспаптар үшін оның сапасын барынша толық сипаттайтын шама, ол келтірілген қателік Д, ол абсолютті қателіктің аспап шкаласының соңғы мәніне қатынасына тең

Д = (Дх / А_соң.)100 (17)

Пайызбен келтірілген, негізгі келтірілген қателіктің ең ұйғарынды мәнін аспаптың дәлдік сыныбы деп атайды:

К=Д_макс=(Дх_макс / А_соң.)100 (18)

Қоршаған ортаның жағдайының және басқа пайдалану көрсеткіштерінің нормадан ауытқуы кезінде аспаптың қосымша қателігі пайда болады.

Қоршаған ортаның жағдайларының ауытқуы кезінде және басқада қолдану көрсеткіштерінің қалыптылықтан ауытқуы кезінде аспаптың қосымша қателесуі пайда болады.

Негізгі деп аспап жұмысының дұрыс жағдайына сәйкес қателерді айтады: қоршаған ортаның температурасы +20 °С кезінде; атмосфералық қысым 101,325 кПа; ауаның салыстырмалы ылғалдығы 30—80 %; қоректену көздерінің берілген кернеуінде; аспаптың жұмыс орнының дұрыс орналасуында. Егер аспап қалыпты жағдайдан айрықша жағдайда жұмыс істесе, онда қосымша қателік пайда болады, ол аспаптың жалпы қателігін жоғарылатады.

Техникада белгілі бір алдын ала берілетін және белгіленген қателікпен өлшенетін аспаптар ғана қолданылады. Оның шамасына қарай өлшеуіш аспаптар келесі дәлдік сыныптарына бөлінеді: 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,06; 0,1; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 1,6; 2,0; 2,5; 4,0. Өнеркәсіптік аспаптар дәлдік сыныптары 0,5; 1,0; 1,5 шығарылады. Аспаптың дәлдік сыныптары оның шкаласында көрсетіледі. Қателік шамасымен қатар өлшеуіш аспаптардың жұмысы өзгертумен, сезімталдықпен және кешігумен сипатталады.

Өлшеуші аспап көрсеткішінің тұрақтылығын сипаттайтын түрлендірме деп өлшенетін шаманың бір нақты мәні үшін турада, керіде жүріс кезіндегі аспап көрсеткішінің экспериментті алынған ең үлкен айырмасы аталады. Қателік сияқты, түрлендірме де өлшеудің жоғарғы шегінен пайызбен бағаланады немесе аспаптың шкаласының диапазонымен. Өлшеуші аспаптардың түрлендірмелері әртүрлі механикалық құбылыстар салдарынан пайда болады: тіректердегі үйкелістен, кинематикалық буындардағы люфттерде, қозғалыстағы жүйенің массасының әсерінен және т.б.

Қателіктер оның пайда болуына байланысты келесі категорияларға бөлінеді: 1) кездейсоқ; 2) жүйелі; 3) дөрекі; 4) динамикалық.

Өзінің табиғаты мен шамасы бойынша анықталмаған, өлшеудің жағдайының үздіксіз өзгеруімен байланысты пайда болатын (сыртқы факторлар, көрсеткішті есептеу әдісі және т.б.) қателерді кездейсоқ қате деп атайды. Жүйелі деп шамасы мен белгісі бойынша тұрақты немесе заңды өзгеретін қателерді атайды. Дөрекі қателіктер өлшеу нәтижесінің айқын бұрмалануына әкеледі (аспап шкаласы бойынша қате есептеу, көрсеткіштерді дұрыс жазбау және т.б.). Жүйелі қателер түзетулер енгізу арқылы өлшеу нәтижелерін сәйкес дұрыстау жолымен жойылады. Дөрекі қателіктер ары қарай қарастыру (есептеу) жағдайларынан алынып тасталуы керек. Динамикалық қателіктер уақыт бойында өзгеретін шамаларды өлшеуде пайда болады, және өлшеуіш аспаптың инерциялығымен түсіндіріледі, ол барлық уақытта өлшенетін шаманың өзгерісін жеткілікті жылдам тіркей алмайды. Қателік, аспаптың сапасының басқа көрсеткіштері сияқты, салыстырып тексеру жолымен анықталады.

Аспаптың сапа көрсеткішінің бірі – оның сезімталдығы, ол аспаптан шығар жердегі сигнал өзгерісінің оның өзгерісін тудыратын өлшенетін шамаға қатынасына тең. Абсолюттік S = Дl/Дх және салыстырмалы S_о= Дl(Дх/х) сезімталдық болып бөлінеді, мұндағы Дl – шығыстағы сигнал өзгерісі; х – өлшенетін шама; Дх – өлшенетін шаманың өзгерісі.