практика. 4 Зертханалық жұмыс Метрология (1). марбек даукеев атындаЫ

• Название: марбек даукеев атындаЫ
• Анкор: практика
• Дата: 24.05.2023
• Размер: 0.75 Mb.
• Имя файла: 4 Зертханалық жұмыс Метрология (1).docx
• Тип: Документы; #1156685

ҒҰМАРБЕК ДАУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ 

 

 

 

 

Зертханалық жұмыс №4
Температураны өлшеу каналының қателіктерін азайту әдістерін зерттеу

Мамандығы: Автоматтандыру және басқару

Орындаған: Смағұлов Мақсат

Группа: АУк-20-5

Тізім бойынша: №20

Тексерген: Искакова Г. Т.

 
 


    ______________________«_______»____________2022 жыл 

                       (бағасы)                          (қолы) 

 

 

 

 

 

 


Алматы 2022

Жұмыс мақсаты: ұзартқыш сымдарының әртүрлі типтерін қолданып термоэлектр түрлендіргіштер мен температураны компенсациялау (ТК) құралдарымен өлшеу каналының (ӨК) сұлбаларын құрастыруды үйрену, олардың ӨК құрылымдағы температураны өлшеу нәтижесіне әсерлерін зерттеу.

4.1 Зертханалық жұмысқа тапсырма

4.2.1 Зертханалық жұмысты орындауға оқытушыдан нұсқа нөмірін алып, жүйеде тіркеліңіз:

- MetLab.exe файлды жұмысқа қосыңыз;

- өзіңіздің аты-жөніңізді енгізіңіз;

- зертханалық жұмыстың берілген нұсқа нөмірін енгізіңіз.



4.2.2 Зертханалық стендтің пайда болған терезесінде тапсырманы ұқыпты оқыңыз. Берілген температураны өлшеу үшін өлшеу каналын жинауға келесілерді орындаңыз:

- бірінші ретті түрлендіргішті таңдау үшін «Первичный преобразователь» бетін ашыңыз;

- бастапқы тапсырмаға сәйкес аспаптардың ұсынылған тізімінен бірінші ретті түрлендіргіш типін – термопараны немесе термокедергіні таңдаңыз;

- датчик маркасын таңдағанда ол автоматты түрде зертханалық стенд сұлбасына орнатылады (терезенің сол жағында);



4.1 сурет – Бірінші ретті түрлендіргішті таңдау терезесі

- екінші ретті аспаты таңдау үшін «Вторичный прибор» бетін ашыңыз; бастапқы тапсырмаға сәйкес екінші ретті аспаптардың ұсынылған тізімінен (милливольтметрлер, потенциометрллер, көпірлер және логометрлер) екінші ретті аспаптың типін таңдаңыз;

- екінші ретті аспаптың моделін таңдағаннан кейін, осы аспапты зертханалық стендтің өлшеу канал сұлбасына орнату үшін «Установить» батырмасын басыңыз;



4.2 сурет – Екінші ретті аспапты таңдау терезесі

- өлшеу каналының сұлбасын жинау аяқталды. Егер де сұлба дұрыс жиналған болса, «Схема собрана правильно» хабарламаның қасында жасыл лампасы жанады; кері жағдайда «Схема собрана неправильно» хабарламаның қасында қызыл лампа жанады, бұл кезде сұлба дұрыс жиналғанша 6.2.2 т. қайталау керек.





4.3 сурет – Өлшеу каналының сұлбасы

4.2.3 Өлшеу каналының сұлбасы дұрыс жиналғаннан кейін ғана имитациялық тәжірибелерді орындауын бастауға болады, ол үшін «Имитационный эксперимент» бетін ашу керек.

4.2.4 Имитациялық тәжірибе санын 50 деп беріңіз.

4.2.5 Виртуалды зертханалық стендте «Температура объекта» тұтқасы көмегімен берілген температураны орнату керек (тапсырманы қараңыз).

4.2.6 «Начать имитационный эксперимент» батырмасын басыңыз. «Имитационный эксперимент» бетінде имитациялық тәжірибелер нәтижелері (өлшенетін шаманың берілген мәнін өлшеу нәтижесі ретінде өлшенетін шаманың кездейсоқ алынған 50 мәні) және олардың таралу диаграммасы көрінеді.

4.2.7 Имитациялық тәжірибе нәтижелері автоматты түрде Еxсel файланы (файл атының кеңейтілуі .xls) жазылу үшін «Сохранить выборку» батырмасын басыңыз. Имитациялық тәжірибелер нәтижелерін статистикалық өңдеңіз:

- алынған сұрыптау бойынша бақылау нәтижелерінің математикалық күтімін, ортаквадраттар ауытқуын (ОКА) және өлшеу нәтижелердің ОКА-ын есептеңіз;

1) Математикалық күтімі X = 549,07744

2)Дисперсия D = S² = 120,0767

3)Орта квадратты ауытқуы(набл.) 10,95795

4) Орта квадратты ауытқуы(изм.) 1,549688



- бақылау нәтижелерінің таралу диаграммасын кұрыңыз.



4.2.8 Есептелген мәндерді «Имитационный эксперимент» бетіндегі сәйкес терезелерге енгізіңіз. Математикалық күтімнің, дисперсияның және ортаквадраттар ауытқуының алынған мәндерін компьютер есептеген мәндерімен салыстырыңыз (оқытушы көмегімен).



4.2.9 Өлшенетін шаманың таралу диаграммасын экрандағы диаграммамен салыстырыңыз.



Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1.67

MB

Бақылау нәтижесі:

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

4.2.10 Келесі үш имитациялық тәжірибе берілген температураның өлшеу нәтижесінде ұзартқыш сымдардың әсерлерін зерттеуге өткізіледі. Құрастырған өлшеу каналының сұлбасы өзгереді. Енді сұлбаны күрделейміз: таңдалынған бірінші ретті түрлендіргіш типімен – термопарамен бірге жұмыс жасайтын ұзартқыш сымдарды оның құрамына қосамыз, ол үшін «Средства уменьшения погрешности» бетті ашамыз. Қателіктерді азайтатын үш типті – ХК, М, ПП – ұзартқыш сымдар және температураны компенсациялау (ТК құралы) құралдар көрінеді.



4.4 сурет – «Средства уменьшения погрешности» беті

1) ХК типті сымдарды олардың атының қасындағы шеңберді басып таңдаңыз. Зертханалық стендте өлшеу каналының сұлбасында ХК типті сымдар пайда болады. Өлшеу каналының алынған сұлбасы үшін 6.2.3 –6.2.9 т. қайталаңыз.



- алынған сұрыптау бойынша бақылау нәтижелерінің математикалық күтімін, ортаквадраттар ауытқуын (ОКА) және өлшеу нәтижелердің ОКА-ын есептеңіз;

1) Математикалық күтімі X = 550,6512

2)Дисперсия D = S² = 145,1948

3)Орта квадратты ауытқуы(набл.) 12,04968

4) Орта квадратты ауытқуы(изм.) 1,704082



- бақылау нәтижелерінің таралу диаграммасын кұрыңыз.



Есептелген мәндерді «Имитационный эксперимент» бетіндегі сәйкес терезелерге енгізіңіз. Математикалық күтімнің, дисперсияның және ортаквадраттар ауытқуының алынған мәндерін компьютер есептеген мәндерімен салыстырыңыз (оқытушы көмегімен).



Өлшенетін шаманың таралу диаграммасын экрандағы диаграммамен салыстырыңыз.



Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1.67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

2) М типті сымдарды олардың атының қасындағы шеңберге басып таңдаңыз. Зертханалық стендте өлшеу каналының сұлбасында М типті сымдар пайда болады. Өлшеу каналының алынған сұлбасы үшін 6.2.3 –6.2.9 т. қайталаңыз.



- алынған сұрыптау бойынша бақылау нәтижелерінің математикалық күтімін, ортаквадраттар ауытқуын (ОКА) және өлшеу нәтижелердің ОКА-ын есептеңіз;

1) Математикалық күтімі X = 549,155

2)Дисперсия D = S² = 166,8073

3)Орта квадратты ауытқуы(набл.) 12,91539

4) Орта квадратты ауытқуы(изм.) 1,826512



- бақылау нәтижелерінің таралу диаграммасын кұрыңыз.



Есептелген мәндерді «Имитационный эксперимент» бетіндегі сәйкес терезелерге енгізіңіз. Математикалық күтімнің, дисперсияның және ортаквадраттар ауытқуының алынған мәндерін компьютер есептеген мәндерімен салыстырыңыз (оқытушы көмегімен).



Өлшенетін шаманың таралу диаграммасын экрандағы диаграммамен салыстырыңыз.



Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1.67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

3) ПП типті сымдарды олардың атының қасындағы шеңберге басып таңдаңыз. Зертханалық стендте өлшеу каналының сұлбасында ПП типті сымдар пайда болады.



- алынған сұрыптау бойынша бақылау нәтижелерінің математикалық күтімін, ортаквадраттар ауытқуын (ОКА) және өлшеу нәтижелердің ОКА-ын есептеңіз;

1) Математикалық күтімі X = 550,9391

2)Дисперсия D = S² = 168,7424

3)Орта квадратты ауытқуы(набл.) 12,99009

4) Орта квадратты ауытқуы(изм.) 1,837076


- бақылау нәтижелерінің таралу диаграммасын кұрыңыз.



Есептелген мәндерді «Имитационный эксперимент» бетіндегі сәйкес терезелерге енгізіңіз. Математикалық күтімнің, дисперсияның және ортаквадраттар ауытқуының алынған мәндерін компьютер есептеген мәндерімен салыстырыңыз (оқытушы көмегімен).



Өлшенетін шаманың таралу диаграммасын экрандағы диаграммамен салыстырыңыз.



Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1,67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

4.2.11 Келесі имитациялық тәжірибе (бесінші) темпаратураны өлшеу қателігіне ТК құрылғысының әсерін зерттеу үшін орындалады. Ол үшін «Средства уменьшения погрешности» бетіне қайта көшу керек. Өлшеу каналдың бастапқы сұлбасы өзгереді. «Устройство КТ» жолдағы «Нет провода» шеңберіне басып, ұзартқыш сымдарды жойыңыз. Cұлбаға ТК құралын қосамыз, ол үшін «Устройство КТ» шеңберіне басамыз. Зертханалық стендтегі өлшеу каналының бастапқы сұлбасында ТК (көпір) құралының сұлбасы пайда болады. Өлшеу каналының алынған сұлбасы үшін 4.2.3–4.2.9 т. қайталаңыз.



- алынған сұрыптау бойынша бақылау нәтижелерінің математикалық күтімін, ортаквадраттар ауытқуын (ОКА) және өлшеу нәтижелердің ОКА-ын есептеңіз;

1) Математикалық күтімі X = 550,03

2)Дисперсия D = S² = 104,533

3)Орта квадратты ауытқуы(набл.) 10,22414

4) Орта квадратты ауытқуы(изм.) 1,445911



- бақылау нәтижелерінің таралу диаграммасын кұрыңыз.



Есептелген мәндерді «Имитационный эксперимент» бетіндегі сәйкес терезелерге енгізіңіз. Математикалық күтімнің, дисперсияның және ортаквадраттар ауытқуының алынған мәндерін компьютер есептеген мәндерімен салыстырыңыз (оқытушы көмегімен).



Өлшенетін шаманың таралу диаграммасын экрандағы диаграммамен салыстырыңыз.



Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1,67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

4.2.13 Виртуалды зертханалық стендтегі алтыншы имитациялық тәжірибе температураны өлшеу қателігіне ұзарту сымдар мен ТК құралының бірлескен әсерін зерттеуге өткізіледі. Нақты жағдай имитацияланады: термопара көмегімен объектінің температурасын өлшегенде оған сәйкес келетін ұзартқыш сымдарын қолданып, ТК құралғысының көмегімен термопараның бос ұштарының температурасына автоматты түрде түзетулер енгізіледі. Ол үшін 4.2.10 т. талдау нәтижесінде таңдалынған ұзартқыш сымдарды зертханалық стендтің сұлбасына қосамыз. Өлшеу каналының алынған сұлбасы үшін 4.2.3 –4.2.9 т. қайталаңыз.



- алынған сұрыптау бойынша бақылау нәтижелерінің математикалық күтімін, ортаквадраттар ауытқуын (ОКА) және өлшеу нәтижелердің ОКА-ын есептеңіз;

1) Математикалық күтімі X = 547,9499

2)Дисперсия D = S² = 87,9638

3)Орта квадратты ауытқуы(набл.) 9,3789

4) Орта квадратты ауытқуы(изм.) 1,32637



- бақылау нәтижелерінің таралу диаграммасын кұрыңыз.



Есептелген мәндерді «Имитационный эксперимент» бетіндегі сәйкес терезелерге енгізіңіз. Математикалық күтімнің, дисперсияның және ортаквадраттар ауытқуының алынған мәндерін компьютер есептеген мәндерімен салыстырыңыз (оқытушы көмегімен).



Өлшенетін шаманың таралу диаграммасын экрандағы диаграммамен салыстырыңыз.



Өлшеу нәтижелерін көрсету:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1.67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

Қорытынды

Қорытындылай келе, ұзартқыш сымдарының әртүрлі типтерін қолданып термоэлектр түрлендіргіштер мен температураны компенсациялау (ТК) құралдарымен өлшеу каналының (ӨК) сұлбаларын құрастырып, олардың ӨК құрылымдағы температураны өлшеу нәтижесіне әсерлерін зерттеу деп аталатын бұл зертханалық жұмыста метлаб виртуалды зертханасы арқылы жұмыс жасалынды. Ең алдымен температураны енгізіп бірінші және екінші ретті аспаптарды таңдап аламыз. Берілген температураны өлшеу үшін өлшеу каналының сұлбасын жинадық.

Сұлба бойынша олардың 50 рет жүргізілген тәжірибе мәндері кездейсоқ қателіктердің негізгі сипаттамаларын таптық. Яғни математикалық күтім, дисперсия, бақылаудың орташа квадраттық ауытқуын және өлшеу кезінде орташа квадраттық ауытқуын есептеп табамыз.

Метрологиялық сипаттамаларын есептеу барысын интервал диапазоның, интервал ұзындығын есепетеп, әрбір интервалдың үлкен мәнің аламыз және осы есептеулер бойынша гистограмма тұрғызамыз. Метлаб виртуалды зертханасындағы құрылған гистограммамен салыстырамыз.

Бұл жұмыста 6 имитациялық тәжірибе жүргізілді. Яғни:

1) Ең алдымен ешқандай ұзартқыш сымсыз және ТК құралынсыз:

Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1,67

MB

Бақылау нәтижесі:

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

2) ХК ұзартқыш сымы және ТК құралынсыз

Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1,67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

3) М ұзартқыш сымы және ТК құралынсыз

Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1,67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

4) ПП ұзартқыш сымы және ТК құралынсыз

Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1,67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

5) Ұзартқыш сымсыз және ТК құралымен

Өлшеу нәтижелерін көрсету:

Қателікті бақылау:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1,67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95

6) Термопара көмегімен объектінің температурасын өлшегенде оған сәйкес келетін ұзартқыш сымды қолданып, яғни қателігі ең аз (біздің жағдайда ХК ұзартқыш сымы) және ТК құралымен

Өлшеу нәтижелерін көрсету:



Мұндағы к – квантильді көбейткіш. Р=0,95 таралу заңы қалыпты болғандықтан квантиль k = 1,67

MB

Өлшеу нәтижесі: Р=0,95

Р=0,95

Р=0,95