Методы и средства измерений и контроля. Лабораторный практикум. Учебное пособие

Затем вычисляем оценку СКО(среднее квадратическое отклонение) результата наблюдения по формуле

n

å(xi - x )2

n -1

где xi - i-е значение наблюдений; x - среднее арифметическое значение; n - число наблюдений;

( ) (0,400 - 0,401)2 + 0(,403 - 0,401)2 + 0(,401 - 0,401)2

S x = =

3 -1

= 0,002 кгс/см2.

Для суммирования систематической и случайной составляющих погрешностей рекомендуется следующий способ.

1. Если Θ(Р) / S(x) <0,8, где Θ(Р) - НСП, S(х) - СКО, то НСП

Θ(Р) пренебрегают и окончательно принимают (Р) за погреш-

ность результата измерения ∆Р при доверительной вероятности Р.

2.Если Θ(Р) / S(x) > 8, то пренебрегают случайной погрешностью и принимают ∆Р = Θ(Р).

3.Если 0,8 ≤ Θ(Р) / S(х) ≤ 8, то доверительную границу погрешности результата измерений вычисляют по формуле

DS (Р) = КР [Q(Р)+Î(Р)],

61

Наш результата Θ(Р)/S(x) = 2,5 удовлетворяет третий слу-

чай, т. е. 0,8 ≤ Θ(Р)/S(x) ≤ 8, 0,8 ≤ 2,5 ≤ 8.

Вычислим доверительную границу случайной погрешности результата измерения Î(Ð) по формуле

Î(P) = Z p / 2 × S(x),

где Zp/2 – значение нормированной функции Лапласа в точкер/2 при доверительной вероятности Р = 0,99; S(x) – СКО.

По табл. 5 находим значение Zp/2 .

62

По табл. 4 выбираем суммарный коэффициент КΣ(γ) = 0,71.

Тогда ∆(Р)= 0,71·[0,005+0,005]=0,0071.

Вывод: таким образом, после обработки результатов наблюдений мы нашли погрешность измерений, она составила 0,0071. Результат измерения представим в формеА±∆, т. е. А±0,007. Источниками погрешности являются модель ОИ, метод измерения, СИ, оператор, влияющие факторы условий измерений, алгоритм обработки результатов наблюдений. Манометр не годен, так как погрешность превышает допускаемые пределы.

Оформление отчета

1.Название и цель работы.

2.Устройство манометра.

3.Используемые средства измерений и их характеристика.

4.Метод измерений.

5.Условия выполнения измерений.

6.Схема настройки манометра.

7.Результаты измерений и расчетов, выводы.

Контрольные вопросы

1.В чем назначение и принцип действия манометров?

2.В чем принцип действия грузопоршневого манометра?

3.Какова конструкция грузопоршневого манометра?

4.Какие вводятся поправки при измерении давления?

Лабораторная работа № 9. ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

(ПК-4)

Цель работы: изучить устройство и принцип действия тепловизора Тesto 880.

Приборы: тепловизор Testo 880, мини-агрегат расстойнопечной РЗ-ХЛП.

Краткие теоретические сведения

Тепловизор Testo 880 (рис. 1) является портативным. Он

63

служит для бесконтактного определения и отображения распределения температуры по поверхности. Стандартными сферами его применения являются: строительная термография (для оценки энергоэффективности зданий); превентивная диагностика (механическая и электрическая инспекция систем и станков); мониторинг производственных процессов (контроль качества).

Рис. 1. Тепловизор Testo 880

Тепловизор Testo 880 состоит из следующих компонентов:

1– дисплей;

2– кнопки управления: [] - вкл./выкл. прибора. Нажмите []: на дисплее будет показан стартовый экран. На экран будут выведены сведения об области применения и версии встроенного программного обеспечения тепловизора. По окончании инициализации будет открыт вид представления измерений.

Примерно каждые 60 с выполняется автоматическое обнуление тепловизора. Выполнение данной операции сопровождается «щелчком». В ходе её выполнения изображение «замирает».

[OK] – откытие меню, подтверждение выбора/установок, перемещение кнопки вверх/вниз/вправо/влево– функции джойстика: выбор функции, навигация по меню; [Esc] – отмена действия; левая/правая [«xy»] кнопки быстрого доступа к функции ме-

64

ню – вызов функций, дисплей отображает функции, соотнесённые к каждой из кнопок в настоящее время;

3– кнопка снятия аккумуляторной батареи;

4– метрическая резьба (для крепления для штатива);

5– правый терминал разъёмов (разъём для -адио модуля);

6– [Включение моторизованного фокуса] – для включения/выключения моторизованного фокуса (только для Testo 880-3);

7– две подстветки LED: для подсветки объекта для реального снимка (только для Testo 880-3);

8– цифровая камера: для записи реального снимка (только для Testo 880-3);

9– лазер;

10– объектив инфракрасной камеры: для записи ИК снимка. Сменный объектив (только для Testo 880-3);

11– кольцо фокусировки. Изображения с использование моторизованной фокусировки (только для testo 880-3). Ручной фокус: для ручной фокусировки(использовать только при выключенном моторизованном фокусе, иначе возможно поврежение моторизованной фокусировки);

12– кольцо фиксации объектива;

13– курок управления моторизованным фокусом: для моторизованной фокусировки (только для Testo 880-3);

14– триггер: для выполнения снимка. При нажатии кнопки [Триггер] изображение будет остановлено(фиксированное изображение).

Если изображение необходимо сохранить, то требуемый путь сохранения можно задать с помощью левой кнопки быстрого выбора [Папка]. Изображение, показанное на дисплее, будет являться сохраняемым изображением.

15– левый терминал разъёмов (разъём для карты памяти, USB интерфейс, разъём для подключения блока питания, разъём для батареи буферной памяти);

16– световой сигнал статуса зарядки.

Тепловизор устанавливают на выбранном месте, включают и настраивают в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.

Тепловое изображение просматривают, снимают обзорные термограммы и выбирают базовый участок. За базовый прини-

65

мают линейные размеры свыше двух ее толщин и равномерное температурное поле, которому соответствует минимальное значение выходного сигнала тепловизора.

Участок с нарушенными теплозащитными свойствами выявляют при просмотре тепловых изображений наружной поверхности. К ним относят участки, тепловое изображение которых не соответствует модели термограммы, и участки, значения выходных сигналов тепловизора от поверхности которых больше на цену деления шкалы изотерм, чем для базового участка.

При измерениях температурных полей на экране тепловизора получают и фотографируют последовательно тепловые изображения с высвеченными изотермическими поверхностями, начиная с минимального значения выходного сигнала тепловизора и кончая максимальным его значением. Значения выходных сигналов тепловизора для изотермических поверхностей определяют по формуле

Lk = Lmin+ (k - 1/A)· τ,

где Lmin - минимальное значение выходного сигнала тепловизора; k - порядковый номер изотермической поверхности; A - коэффициент градуировочной характеристики тепловизора, °С; τ- разница температур между соседними изотермами, принимаемая равной от 0,3 до 1 °С.

Результаты измерения заносят в журнал записи тепловизионных измерений.

Описание расстойно-печного мини-агрегата РЗ-ХЛП. Ми-

ни-агрегат расстойно-печной РЗ-ХЛП (рис. 2) предназначен для расстойки и выпечки хлебобулочных изделий из пшеничной и ржаной муки и их смесей.

66

Рис. 2. Общий вид миниагрегата РЗ-ХЛП:

1 - кожух; 2 - дверца расстойного шкафа; 3 - дверца пекарной камеры; 4 - панель управления; 5 - ручка регулировки вытяжки; 6 - управ-

ление системой пароувлажнения пекарной камеры

Мини-агрегат состоит из несущего элемента - каркаса 1 (рис. 2), на котором монтируется пекарная камера13 и расстойный шкаф 15.

Над пекарной камерой расположен привод12, который вращает вертикальный вал, проходящий через пекарную камеру и расстойный шкаф. В пекарной камере на этом валу установленпод 14, над подом - зонт 6 пекарной камеры, под подом - короб 4 с пятью четырьмя тенами, а вверху - короб 8 с четырьмя тенами. Внизу вал опирается на подшипниковый узел, смонтированный на каркасе.

В расстойном шкафу на валу закреплены два круглых пода 16 и 17 для расстойки тестовых заготовок. В левом переднем углу

67

Порядок выполнения работы

1. Функции измерений:

1-е - точечное измерение – это стандартная функция измерения. Если даная функция активирована, то с помощью кнопок быстрого выбора можно выбрать любые доступные параметры.

[ОК]→[Измерения] →[ ОК]→[1-точеч. изм.]→[ОК] При активированном 1-ом - точечном измерении перекрё-

стный курсор на остановленных или сохранённых изображениях можно перемещать с помощью джойстика для чтения показаний температуры на отдельных участках.

При работе с сохранёнными изображениями необходимо активировать 1-е - точечное измерение с использованием меню соответствующей открытой картинки.

У 2-го - точечного измерения имеется 2 перекрёстных курсора для считывания показаний температуры на отдельных участках. Если данная функция активирована, то для кнопок быстрого доступа будут установлены следующие функции: Температура 1 и Температура 2.

При работе с остановленными изображениями можно -пе ремещать только активированные перекрёстные курсоры.

При работе с сохранёнными изображениями необходимо активировать 2-точечное измерение для соответствующей открытой картинки.

[ОК]→[Измерения] →[ ОК]→[2-точеч. изм.]→[ОК]. Выберите правую или левую кнопки быстрого доступа для

Температуры 1 или Температуры 2 для активации одного из двух перекрёстных курсоров.

Активированный перекрёстный курсор станет красным. Перемещайте активированный визир с помощью джойстика для считывания показаний индивидуальной температуры на отдельных участках.

68

ным/максимальным значениям), так и вручную. Предельные значения шкалы могут устанавливаться в пределах активированного диапазона измерений. Все температурные значения, находящиеся ниже или выше предельного значения, буду показаны в жёлтом цвете, что и предельное значение(в зависимости от выбранной цветовой гаммы). Таким образом, не актуальные температурные диапазоны можно скрыть.

[ОК]→[Шкала] →[ ОК] – будет открыт диалог Уст. шкалу. Переведите Джойстик влево/вправо для выбора требуемого

параметра: Автоматическая настройка, минимальное значение, температурный диапазон или максимальное значение.

Выбранный параметр будет выделен оранжевой областью. При выбранном минимальном значении, температурном

диапазоне или максимальом значении: переведите джойстик вверх/вниз для изменения значения.

Изменения будут применены немедленно, что в свою очередь, немедленно отразится на инфракрасном изображении, на дисплее.

Закройте диалог нажатием [ОК] или [Esc]. Изменения будут сохранены.

Основные технические характеристики:

- диапозон измеряемых температур - 20 – 100 ºС / 0 – 350 ºС; - предел допустимой погрешности - ±2 ºС или ±2 % от из-

меренного значения (применимо большее значение);

-минимальный размер измеряемой точки -3∙3 пикселя

-масса - 900 г (с батареей);

-габаритные размеры - 152∙106∙262 мм;

-корпус - ABS пластик, литое под давлением оцинкованное железо.

2. Обработка результатов. Температуры изотермических поверхностей участков τв , °С, определяют по формуле

τв = A·L + B,

где A, B, - коэффициенты градуировочной характеристики

69

тепловизора, °С ; L - выходной сигнал тепловизора от изотермической поверхности.

Значения относительного сопротивления теплопередаче участка ограждения вычисляют по формуле

r(x,y)=((tв - tн) / (tбв - tбн))·(( tбв - τбв) / (tв - τв·(x,y)),

где tв и tн - температуры внутреннего и наружного воздуха в зоне исследуемого фрагмента, °С; tбв, tбн - температура внутреннего и наружного воздуха в зоне базового участка, °С; τбв - температура внутренней поверхности базового участка, °С; τв(x,y), - температура изотермы, проходящей через точку с координатами (x,y), °С.

Значения температур заносят в журнал записи определямых параметров (табл. 1).

Результаты расчета относительных сопротивлений теплопередаче занести в таблицу.

Значение случайной абсолютной погрешности определения температуры участка ограждающей конструкции рассчитывают по формуле

dt = (dtР )2 + 2( АdL)2 ,

где dt - абсолютная погрешность измерения температур реперных участков, принимаемая равной половине цены деления шкалы измерительного прибора, °С; δτp, δL- погрешность измерения

70