Контроль и управление тех процессами. ЛБ 1. Методические указания При проведении многократных технических измерений, вследствие неточности измерительных приборов, несовершенства органов чувств наблюдателя,
 Скачать 140.61 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.П. ОГАРЁВА» (ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарёва») Институт механики и энергетики Кафедра теплоэнергетических систем ОТЧЁТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1 по дисциплине: Контроль и управление теплотехнологическими процессами Оценка отклонений параметров теплоносителя (расход и температура) при измерении портативными приборами Автор отчёта о лабораторной работе _______________________Д. Ф. Канин подпись, дата Обозначение лабораторной работы ЛР–02069964–13.03.01–62–22 Направление подготовки 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника Руководитель работы _______________________А. В. Ениватов подпись, дата Саранск 2022 Лабораторная работа №1 Оценка отклонений параметров теплоносителя (расход и температура) при измерении портативными приборами Цель работы: изучение способов и методов оценки отклонений параметров теплоносителя при измерение стационарными и портативными приборами. Методические указания При проведении многократных технических измерений, вследствие неточности измерительных приборов, несовершенства органов чувств наблюдателя, отсутствия абсолютной полноты знаний об объекте исследования, а также невозможности учета всех факторов окружающей среды, результатами измерения, как правило, являются разные числовые значения определяемого параметра. Данный факт требует определения точности проведенных измерений. Точность измерений зависит от качества применяемых измерительных приборов, монтажа и способа установки прибора, условий работы измерителя и индивидуальных особенностей наблюдателя (его опыта). Точность измерений характеризуется величиной погрешности показаний прибора. Отклонение результата измерения от действительного значения измеряемой величины называется погрешностью измерения. Общепринятая в метрологии классификация погрешностей измерений по форме представления и характеру проявления приведена ниже. По характеру своего проявления погрешности проводимых измерений подразделяются на случайные, систематические и грубые («промахи»). Случайные погрешности являются результатом воздействия большого числа факторов, не зависящих один от другого. Каждый из этих факторов оказывает малое влияние на результаты измерения, однако суммарное влияние всех факторов может быть значительным. К числу этих факторов относятся влияние температуры на те, или иные части измерительного прибора, вибрация, трение в опорах измерительных приборов и т. п. Предсказать величину случайной погрешности для одного измерения невозможно, требуется проведение повторных измерений до определенного предела, с последующей обработкой полученных данных с использованием методов математической статистики и теории вероятности, которые составляют теорию погрешностей. Случайные погрешности подразделяются на предельные, средние квадратические (стандартные), вероятные, средние, средние арифметические. Систематические погрешности - это постоянные или подчиняющиеся определенному закону ошибки. Данные погрешности возникают вследствие неправильной установки либо износа деталей измерительных приборов. По виду источника систематические погрешности подразделяются на методические (вызванные несовершенством метода измерений, ограниченной точностью эмпирических зависимостей, применяемых для описания физического процесса, положенного в основу измерения, и используемых в уравнениях физических констант). Инструментальные (связанные с несовершенством измерительной аппаратуры) и субъективные (вызванные индивидуальными особенностями наблюдателя, например, запаздывание или опережение). По характеру проявления систематические погрешности делятся на постоянные и переменные. Постоянные погрешности длительное время сохраняют свое значение в процессе измерения. Безусловно постоянные систематические погрешности неизменны при любом измерении данной величины данным методом с заданной точностью. Условно постоянные систематические погрешности остаются неизменными при каждом наблюдении в пределах данного измерения, однако могут изменяться при разных измерениях одной и той же величины данным методом. Переменные систематические погрешности изменяются в процессе измерения. К ним относятся прогрессирующие, периодические, динамические и изменяющиеся по сложному закону погрешности. Прогрессирующие погрешности в первую очередь связаны с процессами старения или износа элементов средств измерения. Периодические погрешности находятся в периодической функциональной зависимости от времени измерения либо положения стрелки измерительного прибора (смещение стрелки циферблата часов относительно предусмотренного положения). Динамические погрешности возникают вследствие изменения скорости изменения измеряемой величины. При влиянии на точность измерения нескольких систематических погрешностей, которые в результате описываются сложной функциональной зависимостью, погрешность называется переменной систематической погрешностью, изменяющейся по сложному закону. Систематические погрешности исключаются путем внесения в результаты измерения поправок. Поправкой называется значение величины, одноименной с измеряемой, прибавляемой к полученному при измерении значению величины с целью исключения систематических погрешностей. Грубые погрешности («промахи») - это погрешности измерений, существенно превышающие ожидаемые погрешности при данных условиях. Грубые погрешности могут возникнуть в результате ошибочных отсчетов показаний приборов, данные погрешности, как правило, не следует учитывать при обработке результатов измерений. По форме представления погрешности делятся на абсолютные, относительные и приведенные. Погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины, называется абсолютной погрешностью измерения  : Где  - действительное (истинное) значение измеряемой величины. Взятая с обратным знаком абсолютная погрешность называется абсолютной поправкой измерения. Отношение абсолютной погрешности измерения к действительному значению измеряемой величины называется относительной погрешностью измерения  , которая равна: В зависимости от класса точности и качества изготовления каждый прибор имеет свои погрешности. Измерительные приборы часто характеризуются приведенной погрешностью  которая определяется как отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к нормирующему значению  . За нормирующее значение часто принимается диапазон измерения прибора D.Приведенная погрешность, определяется по формуле:  Допустимая погрешность может быть абсолютной и относительной. Относительная допустимая погрешность  определяется по формуле: Где  - абсолютная допустимая погрешность;(  ) - разность верхнего и нижнего предельных значений шкалы прибора. Основной характеристикой средства измерения является его класс точности К, называемый обобщенной характеристикой средства измерений. В соответствии с ГОСТ класс точности прибора К определяет предельные значения допускаемых абсолютных, относительных и приведенных приборных погрешностей. Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом 4…20 мА выпускаются в соответствии с ТУ 4211-023 -46526536-2009.  Рисунок 1 – Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом 4…20 мА Датчики изготавливаются в различных исполнениях, отличающихся друг от друга конструктивным исполнением, типом сенсора, диапазоном преобразования. Датчики предназначены для непрерывного измерения температуры жидких, парообразных и газообразных сред, сыпучих материалов и твердых тел в различных отраслях промышленности и преобразования значения температуры в унифицированный сигнал 4…20 мА по ГОСТ 13384-94 .Технические характеристики датчиков приведены в таблице 1. Таблица 1 – Технические характеристики датчиков
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности датчиков, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной (20±10) °С до любой температуры в пределах рабочего диапазона, не превышают 0,2 предела допускаемой основной погрешности. Портативный 3 - канальный прибор для измерения температуры Testo 735-2. Прочный, надежный и компактный измерительный инструмент с разъемом для высокоточного зонда Pt100, 2 разъемами для быстродействующих термопарных зондов. Результаты измерений не более 3-х дополнительных зондов температуры выводятся на высоко чёткий дисплей testo 735-2. Погрешность измерений 0,05 °C с разрешением 0,001 °C достигается с помощью сменного высокоточного погружного-проникающего зонда Pt100. Данный измерительный инструмент подходит для работы в качестве эталонного прибора. Температурные характеристики регистрируются в памяти прибора, анализируются и выводятся в виде графиков и таблиц на ПК или ноутбук. Результаты измерений передаются на принтер Testo по инфракрасному каналу для распечатки. Возможно задание профиля пользователя, то есть назначение определенных функций конкретным кнопкам на панели прибора для облегчения и ускорения выполнения измерительных задач. Возможно хранение индивидуальных протоколов или файлов с результатами измерений по местам замеров. Инструмент может сохранить до 99 измерительных блоков. Цикличность сохранения данных задается пользователем и изменяется в пределах от 0,5 секунды до 24 часов. Модель testo 735 внесена в Государственный Реестр Средств измерений РФ под номером 38574-08 и допущена к применению в Российской Федерации. Межповерочный интервал - 1 год.  Рисунок 2 – Портативный прибор для измерения температуры Диапазон измерения температуры: -200…1760 °С. Погрешность: ±0,2 °C. Память: 10 000 значений. 3 измерительных канала. Защита: IP65.Hold, max/min, среднее. © Госреестр № 38574-08 Особенности: ЖК-дисплей; Отображение данных на дисплее, Сохранение и печать; Акустический сигнал при превышении предельных значений; ПО для ПК в комплекте. Таблица 2 – Технические характеристики портативного прибора
Характеристики расходомеров представлены в таблице 3, 4, 5. Таблица 3 – Характеристика расходомера ЭРСВ 540 ФВ
Таблица 4 – Характеристика расходомера Portaflow 220
Таблица 5 – Характеристика расходомера Portaflow 330
Результаты измерений представлены в таблице 6, 7. Таблица 6 – Результаты измерений температуры теплоносителя
Таблица 7 – Результаты измерения расхода теплоносителя
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
74