Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Средства измерений давления. Поверка и калибровка. Учебное пособие
.pdf
Относительная влажность воздуха – 30…80%. (В тексте МИ 2124
g
p
H
ρ
γ10
max
3
этого нет, это в ГОСТ 2405).
Положение прибора в соответствии с обозначением на приборе
или указаниям в ТД. Если обозначение рабочего положения
отсутствует, то прибор должен быть установлен вертикально
с отклонением от вертикали ±5°.
Торец штуцера поверяемого прибора и торец эталонного прибора
или нижний конец поршня грузопоршневого прибора должны
находиться в одной горизонтальной плоскости с отклонением
,
где γ – предел допускаемой приведенной погрешности поверяемого
прибора;
ρ – плотность рабочей среды;
g – ускорение свободного падения.
При выполнении этого условия дополнительная погрешность
поверки не превышает 0,1 предела допускаемой погрешности
поверяемого манометра (0,1γ).
Если это условие не выполняется необходимо учитывать
поправку Δр=ρgΔH. Поправка прибавляется к показаниям того
прибора, торец штуцера которого расположен выше.
Вибрации и удары должны отсутствовать или не достигать
значений, вызывающие колебания стрелки (пера) более 0,1 дли
наименьшего деления.
Кислородные манометры должны сопровождаться письменной
гарантией обезжиривания, без которой их проверка запрещена.
Рабочей средой передающей давление рекомендуется вода или
воздух.
Проведение поверки
Внешний осмотр
В тексте МИ 2124 приведено следующее.
При внешнем осмотре должно быть установлено отсутствие
механических повреждений корпуса, штуцера (препятствующих
присоединению и не обеспечивающих герметичность и прочность
соединения), стрелки, стекла, и циферблата, влияющих на
эксплутационные свойства.
31
Стекло и защитное покрытие циферблата должны быть чистыми
и не иметь дефектов, препятствующих правильному отсчету
показаний.
Соединение корпуса с держателем должно быть прочным, не
допускающим смещение корпуса.
Вибрация (тряска) не должны вызывать размах колебаний стрелки,
превышающий 0,1 предела допускаемой основной погрешности
прибора, если иное не установлено в нормативно-технической
документации (НД) на прибор.
Прибор присоединяют к устройству для создания давления
в положение, соответствующее обозначению или указанию
в документации.
Если обозначение рабочего положения отсутствует, то при
поверке прибор должен быть установлен так, чтобы плоскость
циферблата была вертикальна с допускаемым отклонением ±5 ° (если
иное не оговорено в НД) а цифры и знаки должны быть расположены
без наклона.
Для приборов с верхним пределом измерений до 250 кПа
включительно и с обозначением "Г" на шкале давление в приборе
должно создаваться воздухом или нейтральным газом, кроме случаев,
специально оговоренных в НД на прибор.
Приборы, выпускаемые из ремонта должны иметь на приборе или
в паспорте надпись «ремонт» (или «рем») и наименование (или
фирменный знак) ремонтного предприятия.
Приборы с обозначением «жидкость» или буквой «Ж» поверяют
на жидкости.
Если рабочая среда поверяемого прибора и эталона не совпадают,
необходимо применять газожидкостную разделительную камеру.
Погрешность, вносимая разделительной камерой не должна
превышать 0,2 предела допускаемой основной погрешности прибора.
Кислородные манометры должны сопровождаться письменной
гарантией обезжиривания, без которой их поверка запрещена.
Рабочей средой, передающей давление, рекомендуется вода или
воздух. Не допускаются среды, загрязненные маслом
и органическими примесями. Вместо воды (воздуха) допускается
использовать другие жидкости (газы) взаимодействие которых
с кислородом безопасно.
32
Приборы, имеющие на шкале знак (внимание), должны
3
max
10 γ
ρg
р
h
приниматься в поверку только с сопроводительными документами.
Если рабочей средой при поверке является жидкость, то торцы
поверяемого прибора и эталона должны находиться в одной
горизонтальной плоскости с допускаемо погрешностью:
,
где γ – предел допускаемой приведенной погрешности прибора,
ρ ‒ плотность рабочей среды,
g – ускорение свободного падения.
Установка стрелки на нулевую отметку или проверка
положения стрелки у нулевой отметки
Прибор выдерживается при давлении равном (90-100) % верхнего
предела измерений в течение 1…2 мин.
Затем:
– у приборов, имеющих корректор нуля, стрелка должна быть
установлена на нулевую отметку;
– у приборов, не имеющих корректора нуля, стрелка должна
находиться на нулевой отметке с отклонением не более предела
основной допускаемой погрешности, если иное не указано в ТД.
– у приборов, имеющих упор, стрелка должна находиться на
упоре. Допускается отклонение от упора не более предела основной
допускаемой погрешности.
Определение основной погрешности и вариации
Число поверяемых точек шкалы:
– у приборов кл. т. 0,6 не менее 8;
– у приборов кл. т. 1,0; 1,5; 2,5 не менее 5;
– у приборов кл. т. 4 не менее 3.
В это число должны входить нижнее и верхнее предельные
значения давления. Поверяемые точки должны быть примерно
равномерно распределены по длине шкалы.
При поверке мановакуумметров в число поверяемых точек
должна входить нулевая отметка.
Число поверяемых отметок для мановакуумметров
и тягонапоромеров распределяют пропорционально длинам
соответствующих частей шкалы.
33
При поверке мановакуумметров с достаточно большим верхним
;100γ
норм
1.т1пов.
1
р
рр
э
.100γ
норм
эт.22пов.
2
р
рр
пределом (более 0,5 МПа для кл. т. 1,6; 2,5 и 4; более 0,9 МПа для кл.
т. 1,0 и более 1,5 МПА для кл. т. 0,6) показания в вакуумметрической
части шкалы не отсчитывают. Только проверяют движение стрелки
в сторону этой части шкалы при подаче на прибор
вакуумметрического давление не более 50кПа.
При поверке давление сначала плавно повышают, проводят
отсчитывание показаний. Прибор выдерживается при давлении
верхнего предела измерений в течение 5 минут. После чего давление
плавно понижают и поводят отсчет показаний.
Скорость изменения давления не должна превышать 10%
диапазона показаний в секунду.
Движение стрелки должно происходить плавно, без задержек
и скачков. Стрелка не должна касаться шкалы и стекла.
Примечание. Допускаются задержки и скачки в пределах,
оговоренных в ТД на поверяемый прибор.
При снижении давления до нуля после поверки стрелка должна
находиться на нулевой отметке с отклонением не более
установленного в ТД.
Погрешность может определяться двумя способами.
а) По показаниям прибора. В этом случае действительное
значение давления устанавливается эталонным средством
и проводится отсчет по показаниям прибора.
Отсчет показаний должен производиться с точностью до 0,1 цены
деления.
б) По входному сигналу. Стрелка устанавливается на поверяемую
отметку и отсчитывается действительное давления по эталонному
средству.
Такой способ может быть применен в тех случаях, когда имеется
возможность плавного изменения входного давления
Вычисляют погрешность и вариацию.
34
Если р
100
р
норм
пов.1пов.2
р
р
в
100
р
норм
эт.2эт.1
р
р
в
12
в
max
д
γ 100
D
max
γ 100
в
в
D
эт.1
= р
(способ а)
эт.2
.
Если р
В общем случае, когда не обеспечены равенства р
р
пов.1
= р
пов.2
пов.1
= р
(способ б)
пов.2
.
.
= р
эт.1
Вычисляют максимальные значения приведенной погрешности
и вариации
где Δ
;
‒ наибольшее из действительных значений абсолютной
max
,
погрешности при повышении и понижении давления;
в
‒ максимальное значение абсолютной вариации показаний.
max
Условия признания прибора годным
– γд ≤ 0,86 γп·γк для приборов при выпуске из производства
и ремонта (первичная поверка);
– γд ≤ γп при государственной поверке (поверке) для приборов
эт.2
или
при выпуске из производства и ремонта (первичная поверка);
– γд ≤ γ
для приборов, находящихся в эксплуатации
п
(периодическая поверка), при поверке которых αр=0,2; 0,25; 0,33;
– γд ≤ γп·γк для приборов, находящихся в эксплуатации, при
поверке которых 0,33<α≤0,5,
где γд – действительное значение основной погрешности,
полученное при поверке;
γп – предел допускаемого значения основной приведенной
погрешности прибора;
γп·γк – контрольный (приемочный) допуск;
γк – относительный контрольный допуск: отношение
контрольного допуска к пределу допускаемого значения основной
приведенной погрешности прибора, определяется по таблице
в зависимости от значения αр (таблица 2);
Сначала вычисляется значение α. Значение по таблице
определяется ближайшее значение αр исходя из условия αр ≥ α.
Например, если α = 0,35 то αр = 0,4. если α = 0,43 то αр = 0,5.
35
Значения коэффициента контрольного допуска приведены
αр
0,2
0,25
0,33
0,4
0,5
γк
0,94
0,93
0,91
0,82
0,70
в таблице 2.
Таблица 2
Примечание 1. 0,86∙0,93=0,8 для приборов при выпуске из
производства и ремонта (первичная поверка).
Примечание 2. В тексте МИ 2124 указывается, что при
государственной поверке должно быть обеспечено α ≤ 0,25.
Поэтому после выхода Закона об обеспечении единства измерений
1993 года операции поверки в случаях α >0,25 были названы
калибровкой, что соответствовало определению «калибровки»
в тексте Закона.
«Калибровка средства измерений – совокупность операций,
выполняемых с целью определения и подтверждения действительных
метрологических характеристик и (или) пригодности к применению
средства измерений, не подлежащего государственному
метрологическому надзору и контролю».
В соответствии с действующим Законом об обеспечении
единства измерений калибровка не является операцией
подтверждения соответствия.
«Калибровка средств измерений – совокупность операций,
выполняемых в целях определения действительных значений
метрологических характеристик средств измерений».
Операции поверки многострелочных приборов
Погрешность и вариация определяется для каждой стрелки
отдельно.
В двухстрелочных приборах разность показаний двух стрелок
при прямом и обратном ходах не должна превышать удвоенного
предела допускаемой погрешности.
Поверка сдвоенных приборов может производиться по двум
стрелкам одновременно. Разность показаний не должна превышать
удвоенного предела допускаемой погрешности.
36
По окончании поверки сдвоенных приборов необходимо
100γ
норм
1.тср.
с
р
ррэ
100
р
норм
эт.2эт.1
р
р
в
с
убедиться в отсутствии сообщения между рабочими полостями ЧЭ.
Для этого в один из штуцеров подается давление, равное верхнему
пределу измерений в течение 3…5 минут. При этом одна из стрелок
должна показывать это давление, другая оставаться на нулевой
отметке. Из свободного штуцера не должна вытекать рабочая
жидкость.
Операции поверки приборов с сигнальным устройством
Определение погрешности и вариации проводится при
отведенных за пределы шкалы сигнальных стрелках.
Определение погрешности и вариации сигнального устройства
проводится в начале в середине и в конце шкалы.
Проводники, идущие от контактов сигнального устройства
присоединяют к источнику тока и к сигнальным лампочкам.
Сигнальную стрелку нижнего предела выводят за начальную
отметку шкалы.
Сигнальную стрелку верхнего предела устанавливают на одной
из числовых отметок в первой трети шкалы.
Плавно повышают давление до появления светового сигнала.
Фиксируют давление по эталонному прибору и положение стрелки
поверяемого прибора по шкале. Затем увеличивают давление не
менее, чем на допускаемую основную погрешность.
Плавно снижают давление до исчезновения светового сигнала.
Фиксируют давление по эталонному прибору и положение стрелки
поверяемого прибора по шкале.
Аналогичные операции проводят в средней части и последней
трети шкалы.
Определяют погрешность и вариацию срабатывания сигнального
устройства.
;
,
где рср – установленное давление срабатывания сигнального
устройства;
р
эт.1
и р
– значения давления, определенные по эталонному
эт.2
средству при срабатывании и отпускании контактов сигнального
устройства.
37
Выводят за пределы шкалы сигнальную стрелку верхнего
предела. Проводят аналогичные операции для нижнего предела.
Контрольные вопросы к подразделу 3.
1. Перечислите основные типы чувствительных элементов
деформационных манометров.
2. Поясните термин «гистерезис».
3. Что такое упругое последействие?
4. Опишите принцип действия трубки Бурдона.
5. Перечислите нормируемые метрологические характеристики
манометров.
6. Перечислите операции поверки манометров.
7. Операции поверки с сигнальным манометром.
8. Какое требование быть обеспечено при государственной
поверке?
9. В каких точках определяется основная погрешность
манометров при поверке?
10. Какие два способа определения погрешности манометров
приведены в МИ 2124?
4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДАВЛЕНИЯ
4.1. Современные преобразователи давления
В настоящее время используются как цифровые
(микропроцессорные), так и аналоговые измерительные
преобразователи давления (trusmitter).
Цифровые преобразователи обеспечивают более высокие
характеристики. Часть цифровых преобразователей относят к так
называемым «интеллектуальным» (smart). Наличие в составе
преобразователя микропроцессорного устройства позволяет повысить
как метрологические, так и эксплуатационные характеристики.
Обеспечиваются линеаризация характеристик чувствительных
элементов, снижение дополнительных погрешностей, повышение
долговременной стабильности.
38
Последовательность преобразования давления в носитель
измерительной информации (ток, напряжение, цифровой код)
приведена на рис. 21.
Рис. 21. Структурные схемы преобразователей давления:
а – аналоговый; б – цифровой с аналоговым выходным сигналом;
в – цифровой с цифровым выходным сигналом; г – цифровой с
аналоговым и цифровым выходными сигналами; д – цифровой с
комбинированным выходным сигналом по протоколу HART
(аналоговым и цифровым); ЧЭ – чувствительный элемент; Вх –
входное устройство; Увх и Увых – входной и выходной усилители;
ЭУ – электронное устройство; АЦП – аналого-цифровой
преобразователь; МПУ – микропроцессорное устройство;
ЦАП – цифроаналоговый преобразователь; П – преобразователь кодов
(преобразует код процессорного устройства в цифровой код
в соответствии с принятым протоколом обмена информацией)
Широкое применение нашли преобразователи с выходным
сигналом в виде электрического тока.
Для передачи измерительной информации на значительные
расстояния применяются нормирующие преобразователи
с унифицированными токовыми выходными сигналами. В настоящее
время большая часть измерительных преобразователей выпускаются
с выходным сигналом 4…20 мА. При этом обеспечивается питание
преобразователя по тем же двум проводам, которые используются
для передачи информации. Кроме того, в отличие от
преобразователей с выходными сигналами 0…5 мА и 0…20 мА
обеспечивается «живой» ноль. Снижение тока менее 4 мА
и превышение 21 мА используется в интеллектуальных
измерительных преобразователях для диагностики.
39
В цифровых преобразователях с аналоговым выходным сигналом
(рис. 21б) полученное цифровое значение давления снова
преобразуется в аналоговый выходной сигнал. Затем этот аналоговый
сигнал поступает в систему управления (как правило, цифровую),
снова преобразуется в цифровой.
Таким образом, при передаче измерительной информации
проводится как минимум две лишние операции – цифроаналоговое
и аналого-цифровое преобразование. При этом появляются
фактически лишние функциональные устройства (ЦАП в средстве
измерений и АЦП в системе управления) и неизбежно возрастает
погрешность измерений. В силу этого в настоящее время в мире
происходит постепенный переход на чисто цифровой обмен
измерительной информацией (рис. 21в).
При описании цифровых сетей часто используется термин
«протокол». Коммуникационный протокол представляет собой набор
правил, применяемых при генерировании и передаче сообщения. В
него могут входить характеристики правил передачи и приема
сообщений, структура сообщения, кодирование и физические
характеристики сигнала. В промышленных цифровых сетях
используются различные протоколы.
На рис. 21г приведена структурная схема измерительного
преобразователя с комбинированным выходным, сигналом
аналоговым и цифровым, по протоколу HART (Highway Addressable
Remote Transduser – адресуемый дистанционный магистральный
преобразователь).
Протокол первичной связи HART предусматривает передачу
цифровой информации в двух направлениях по тем же проводам, по
которым передается аналоговый выходной сигнал 4...20 мА.
Используется принцип частотной модуляции для обмена данными на
скорости 1200 Бод (бит/c).
На аналоговый выходной сигнал 4...20 мА накладываются
импульсы переменного тока разной частоты с амплитудой 1 мА.
Один полный период с частотой 1200 Гц соответствует логической
«1», а два неполных периода с частотой 2200 Гц – логическому «0».
За счет этого по одним и тем же проводам может передаваться
аналоговый и цифровой выходной сигнал.
Протокол HART считается переходным. Его основным
достоинством является то, что средства измерений, поддерживающие
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]