1 Общие методические указания

1.1 Цель и задачи дисциплины

Целью данной дисциплины является изучение основных методов и средств получения передачи и представления ИИ в ТП

Задачи изучения дисциплины:

• сформировать у студента представление о методах и средствах получения ИИ;

• ознакомить студента с различными средствами получения и представления ИИ, их классификацией, принципом действия, техническими и метрологическими характеристиками, достоинствами и недостатками, с погрешностями методов и СВИ;

• привить навыки обоснованного выбора СВИ в зависимости от контролируемых параметров и специфики ТП; выбора методов получения достоверной ИИ; использование методик поверок и аттестации средств получения ИИ.

Для успешного усвоения данной дисциплины студент должен знать высшую математику, физику, химию, информатику, теоретические основы электротехники, электронику и микропроцессорную технику в объеме своей специализации.

После окончания изучения данной дисциплины студент должен

иметь представление:

• о метрологии, МХ СВИ, метрологическом надзоре за СВИ;

• о видах и оценке погрешностей методов измерений и СВИ;

• о структуре органов метрологического надзора и контроля РБ, основных законах и нормативных документах в этой области;

• об организации и задачах метрологической службы;

• о СВИ и контроля параметров ТП;

• о методах автоматического анализа параметров ТП;

• о применении цифровой и вычислительной техники в технологических измерениях;

• о информационно-измерительных системах (ИИС), их построении и применении;

• о сертификации СВИ.

Знать:

• методы измерения различных параметров ТП;

• виды СВИ основных параметров ТП, их принцип действия, достоинства и недостатки;

• метрологические характеристики основных СВИ;

• методы метрологического контроля СВИ параметров ТП;

• основны сертификации СВИ.

Владеть:

• методами расчета основных характеристик и погрешностей СВИ;

• методами выбора средств получения ИИ и автоматического контроля (АК);

• методами метрологической проверки и калибровки СВИ;

• методами сертификации СВИ.

уметь использовать:

• методы метрологического контроля СВИ;

• справочную и нормативную документацию по СВИ.

иметь навыки:

• работы с основными СВИ;

• метрологическая аттестация СВИ;

• выбора методов измерения и СВИ.

2 Учебная программа

Учебная программа содержит следующие основные разделы: метрология, системы передачи ИИ, методы и СВИ температуры, давления, количества и расхода вещества, уровня, влажности, физико-химических свойств жидкостей и газов (плотность, вязкость), состава и анализа жидких и газовых смесей; цифровые преобразователи и приборы, цифровые измерительные устройства (ЦИУ), ИИС, САК, сертификация СВИ.

Название тем и их содержание

Первый семестр

1. Метрология. Роль измерений в ТП. Понятие об измерениях физических величин (ФВ). Классификация измерений и методов. Виды СВИ и их классификация. Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Элементы и структурные схемы измерительных приборов (ИП). Погрешности СВИ. Структура органов метрологического контроля РБ. Единство измерений и метрологическая служба. Неопределенность результатов измерений. Погрешности измерений и их классификация. Поверка и калибровка СВИ. Повышение точности измерений.

2. СВИ технологических параметров

   1. Первичные измерительные преобразователи. Системы передачи ИИ.

   2. СВИ температуры и их классификация. Температурные шкалы. Термометры расширения. Манометрические термометры. Термоэлектрические термометры и приборы работающие в комплекте с ними (милливольтметры, потенциометры). Электрические термометры сопротивления и приборы работающие в комплекте с ними (мосты, логометры). Пирометры. Методика измерения температуры. Погрешности при измерении температуры.

   3. СВИ давления и их классификация. Методы измерения давления. Жидкостные и деформационные СВИ давления. Измерительные преобразователи давления. Поршневые, тепловые, ионизационные и электрические СВИ давления. Методика измерения давления.

   4. СВИ количества и расхода сыпучих тел, жидкости, газа и пара. Их классификация. Весовые измерители. Счетчики жидкости и газа. Расходомеры переменного перепада давления. Теория сужающих устройств и их типы. Приборы работающие в комплекте с ними. Расходомеры постоянного перепада давления. Расходомеры переменного уровня. Электромагнитные, тепловые, ультразвуковые и вихревые расходомеры.

Второй семестр

1. СВИ уровня жидкости и сыпучих тел. Указательные стекла. Поплавковые, буйковые и гидростатические СВИ уровня. Пьезометрические уровнемеры. Электрические (емкостные, индуктивные, термокондуктометрические, омические, радиоволновые, резонансные), радиоактивные и акустические уровнемеры. Измерение уровня сыпучих тел.

2. СВИ влажности газов и твердых тел. Методы измерения влажности газов (психрометрический, метод точки росы, сорбционные). Методы измерения влажности твердых и сыпучих тел (весовой, теплофизический, кондуктометрический, диэлькометрический, инфракрасный, ядерного магнитного резонанса, акустический).

3. СВИ плотности жидкости и газов. Их классификация. Весовые, поплавковые, аэростатические, газодинамические, вибрационные, радиоизотопные и акустические плотномеры.

4. СВИ вязкости жидкости. Капиллярные, шариковые, ротационные, вибрационные и акустические вискозиметры.

5. СВИ концентрации и состава жидкости и газа. Характеристики сырья и продукции в химико-технологических процессах. Автоматические анализаторы их классификация, схемы построения и методы подключения к технологическим потокам. Анализаторы основанные на физических методах анализа (термокондуктометрические, магнитные, сорбционные, оптические, ультрафиолетовые, инфракрасные, радиационные). Анализаторы основанные на физико-химических методах анализа (термохимические, электрокондуктометрические, электролитические, полярографические, потенциометрические, пламенные). Измерение pH. Автоматическое титрование. Хромотографические и масс-спектрометрические методы анализа состава газов.

1. Применение цифровой и вычислительной техники в технологических измерениях.

   1. Цифровые преобразователи и приборы. Основные технические и метрологические характеристики ЦИУ. ЦИУ последовательного счета (хронометры, время-импульсные вольтметры, частотомеры, интегрирующие частотные вольтметры, циклические вольтметры, преобразование перемещения в код). ЦИУ последовательного приближения (кодово-импульные вольтметры, омметры), ЦИУ считывания (измерение перемещения и напряжения). Сравнительные характеристики ЦИУ.

   2. ИИС. Их построение и структура. Измерительные системы (многоканальные, сканирующие, мультиплицированные, многоточечные). Телеизмерительные системы (токовые, частотные, цифровые, время-импульсные). САК. Системы технической диагностики. Измерительно-вычислительные средства. Измерительно-вычислительные комплексы (ИВК). Структурные схемы ТП с ИВК.

2. Сертификация приборов и область ее применения. Системы сертификации. Схемы сертификации и структура ее процессов. Нормативно методическое обеспечение сертификации. Сертификационные испытания. Критерии обеспечения качества сертификации. Аккредитация испытательных и поверочных лабораторий.