Объектом разработки является лабораторная установка для исследования работы, принципа действия промышленных датчиков давления. Целью

• Название: Объектом разработки является лабораторная установка для исследования работы, принципа действия промышленных датчиков давления. Целью
• Анкор: fan4ik
• Дата: 22.12.2022
• Размер: 233.5 Kb.
• Имя файла: VKR.doc
• Тип: Реферат; #858934

Реферат

ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА, ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ, КАЛИБРАТОР, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ИЗМЕРЕНИЕ, ПОВЕРКА, РУКОВОДСТВО, НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Объектом разработки является лабораторная установка для исследования работы, принципа действия промышленных датчиков давления.

Целью данной работы является создание лабораторной установки для исследования работы, принципа действия промышленных датчиков давления, а также методов поверки, градуировки, калибровки вторичных и первичных приборов; создание комплекта рабочей документации для этой установки; разработка методических указаний для выполнения лабораторных работ на данной лабораторной установке .

Результатом данной работы является создание лабораторной установки и разработка методических указаний к выполнению лабораторной работы «Поверка преобразователя давления АИР20\М2. Данная установка рекомендована для обучения студентов на кафедре АТП.

Возможно развитие данной работы, путем внедрения установки в единую информационную БД, в результате чего могут быть созданы лабораторные работы по различным дисциплинам, которые включены в программу специальностей обучающихся на кафедре АТП. Также возможно разнообразить курс лабораторных работ путем использования различных датчиков давления.

Содержание

Перечень используемых условных обозначений, сокращений, терминов ...................... 3

Введение ................................................................................................................................. 4

1. 
   Аналитический обзор и постановка задачи............................................................... 5
   
2. 
   Техническое и информационно-программное обеспечение исследований ........... 7
   
   1. 
      Поверочный комплекс давления и стандартных сигналов ЭЛЕМЕР ПКДС-210..7
      
      1. 
         Преобразователь давления эталонный ПДЭ-010И ........................................ 9
         
      2. 
         Электронный блок измеритель-калибратор ИКСУ-260 .............................. 10
         
      3. 
         Источник создания давления PV-211 ............................................................ 11
         
   2. 
      Преобразователь давления АИР-20/М2................................................................. 12
      
   3. 
      АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ИКСУ-260 + .......................... 13
      
   4. 
      Technical Guide Builder 2.5....................................................................................... 15
      
3. 
   Экспериментальные и теоретические исследования ............................................. 16
   
4. 
   Проектные решения по разработке .......................................................................... 21
   
5. 
   Техническая (информационно-программная) реализация результатов работы... 22
   
6. 
   Обсуждение результатов работы, их научная и практическая ценность ............. 23
   

Заключение........................................................................................................................... 24

Список использованных источников.................................................................................. 25

1. 
   
   

Перечень используемых условных обозначений, сокращений, терминов

ВКР – выпускная квалификационная работа;

ПКДС – поверочный комплекс давления и стандартных сигналов;

БД – база данных;

СИ – средство измерения

ТС – термопреобразователь сопротивления;

ТП – термоэлектрический преобразователь;

ТО – техническое описание;

ТСМУ – термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом;

КТ – калибратор температуры эталонный;

ИКСУ – калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный;

ТПУ – термопреобразователь универсальный;

ГСИ – государственная система обеспечения единства измерений;

ГОСТ – государственный стандарт;

МХ – метрологическая характеристика;

РМГ – рекомендации по межгосударственной стандартизации;

ГЦИ – государственный центр испытаний;

ГМС – государственная метрологическая служба.

ПЭВМ – персональная электронно-вычислительная машина.

ПК – персональный компьютер.

ПД – преобразователь давления.

ТУ – технические условия.

ИЭТР – интерактивное электронное техническое руководство.

Введение

Каждую секунду в мире производятся миллиарды измерительных операций, результаты которых используются для обеспечения качества и технического уровня выпускаемой продукции, безопасной и безаварийной работы транспорта, обоснования медицинских и экологических диагнозов, анализа информационных потоков. Практически нет ни одной сферы деятельности человека, где бы интенсивно не использовались результаты измерений, испытаний и контроля. Большое внимание уделяется качеству измерений. Оно характеризует совокупность свойств СИ, обеспечивающих получение в установленный срок результатов измерений с требуемыми точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью.[4]

Установление пригодности СИ к применению на основании экспериментально определяемых МХ и подтверждение их соответствия установленным обязательным требованиям осуществляется с помощью поверки СИ. По действующему законодательству СИ, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору, должны подвергаться поверке при выпуске из производства или после ремонта, при ввозе по импорту и в процессе эксплуатации. СИ подвергают первичной, периодической, внеочередной и инспекционной поверке. Первичной поверке подлежат СИ утвержденных типов при выпуске из производства и ремонта, при ввозе по импорту. Периодической поверке подлежат СИ, находящиеся в эксплуатации или на хранении, через определенные межповерочные интервалы. Периодическую поверку должен проходить каждый экземпляр СИ. Результаты периодической поверки действительны в течение межповерочного интервала.

Специалист, работа которого включает тесное взаимодействие с СИ, должен обладать знаниями в области метрологии, как практической, так и законодательной. Такое разнообразие областей знаний в некотором смысле усложняет подготовку специалистов. Данная задача требует решения, так как уровень подготовки специалиста влияет на эффективность работы СИ, что в дальнейшем влияет на эффективность всего производства.

1. Аналитический обзор и постановка задачи

Одной из главных форм государственного метрологического надзора и ведомственного контроля, направленных на обеспечение единства измерений в стране является поверка СИ. Поверке подвергаются СИ, выпускаемые из производства и ремонта, получаемые из-за рубежа, а также находящиеся в эксплуатации и хранении. Основные требования к организации и порядку проведения поверки СИ установлены ПР 50.2.006-94 «ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений» [5]. Термин «поверка» определен в РМГ 29-99* «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения» [6] как “определение метрологическим органом погрешностей средства измерений и установление его пригодности к применению”. В отдельных случаях при поверке вместо определения значений погрешностей проверяют, находится ли погрешность в допустимых пределах. Таким образом, поверку СИ проводят для установления их пригодности к применению. Пригодным к применению в течение определенного межповерочного интервала времени признают те СИ, поверка которых подтверждает их соответствие метрологическим и техническим требованиям к данному СИ.

Специалист по автоматизации должен уметь устанавливать МХ и пригодность СИ и знать методику их поверки. Инженер по автоматизации должен обладать знаниями в области метрологии и уметь их применять. Очевидно, что вышеперечисленное во многом определяется качеством обучения студентов в данных областях и так как данные задачи являются типовыми на производстве необходимо создание соответствующей лабораторной установки и методических указаний к её проведению, с помощью которых они смогут проводить поверку, калибровку, исследование метрологических характеристик промышленных датчиков.

Целью данной работы является создание лабораторной установки для исследования работы, принципа действия промышленных датчиков давления, а также методов поверки, градуировки, калибровки вторичных и первичных приборов.

Особенности применяемых видов СИ определяют методы их поверки. Так как каждое предприятие стремится к унификации технических средств и к минимизации номенклатуры приборов, процесс поверки приобретает рутинный характер. Особенно длительное время занимает процесс расчетов, однообразный для всех методик. Кроме того приборы одного типа характеризуются общими измерительными приборами и устройствами, необходимыми для поверки. Для повышения эффективности данных работ необходимо автоматизировать некоторые операции, что является одной из частных задач данной работы. Благодаря автоматизации студент может потратить больше времени на изучение принципов действия, методов, анализ результатов и меньше на выполнение рутинных операций которые являются неотъемлемой частью процедур поверки, градуировки, калибровки.

В основе работы лежит Поверочный Комплекс Давления и Стандартных сигналов, который позволяет проводить поверку СИ давления в соответствии с НД и организовать автоматический сбор, обработку информации и формирование отчета о поверке. Автоматизация данных работ значительно упрощает и ускоряет процесс поверки, повышает качество обработки информации, уменьшая риск появления промаха, грубой случайной ошибки, в результате проявления человеческого фактора.

Для того чтобы ускорить учебный процесс и сделать его более качественным принято решение использовать комплекс программных средств — Technical Guide Builder, который позволяет быстро оперировать с информацией, собранной в одном месте, в единой программной среде. Technical Guide Builder — интегрированный комплекс программных средств для разработки, сопровождения, изменений и публикации эксплуатационной документации на сложные изделия.

2. Техническое и информационно-программное обеспечение исследований

   1. Поверочный комплекс давления и стандартных сигналов ЭЛЕМЕР ПКДС 210

Поверочный комплекс давления и стандартных сигналов ЭЛЕМЕР ПКДС-210 предназначен для точного измерения и воспроизведения избыточного, давления-разрежения, электрических сигналов силы и напряжения постоянного тока, сопротивления постоянному току, сигналов термопреобразователей сопротивления (ТС) и термоэлектрических преобразователей (ТП). ЭЛЕМЕР ПКДС-210 применяется в качестве комплекса высокоточных средств измерений для поверки, калибровки и градуировки рабочих средств измерения давления (цифровых и стрелочных преобразователей давления, манометров), температуры (термопреобразователей сопротивления и термоэлектрических преобразователей) и других физических величин, преобразованных в унифицированные сигналы силы, напряжения постоянного тока и сопротивления постоянному току, а также в качестве комплекса высокоточных средств измерений при калибровке и настройке рабочих средств измерений в лабораторных и промышленных условиях.

Основные характеристики и функциональные возможности:

- Создание и измерение избыточного давления, давления-разрежения;

- Измерение и воспроизведение электрических сигналов силы и напряжения постоянного тока и сигналов термоэлектрических преобразователей, термопреобразователей сопротивления, сопротивления постоянному току;

- Возможность выбора единиц измерения эталонного (кПа, МПа) и поверяемого (кПа, МПа, кгс/см2, кгс/м2) преобразователей давления;

- Автоматическое вычисление погрешности поверяемых преобразователей давления;

- Передача данных калибровки в персональный компьютер через интерфейс RS-232;

- Тестирование 2 каналов реле преобразователей давления;

- Создание протокола поверки;

- Звуковой сигнал при перегрузке.

Элементами поверочного комплекса ЭЛЕМЕР ПКДС-210 являются:

- Электронный блок - модернизированный калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-260;

- Внешний эталонный модуль давления - преобразователь давления эталонный ПДЭ-010;

- Источник создания давления (помпа).

Для удобства транспортировки все элементы комплекса размещаются в удобном малогабаритном чемодане (входит в комплект поставки).

Принцип действия ПКДС:

Измеряемое давление, созданное с помощью помпы, подается непосредственно на эталонный модуль давления ПДЭ-010 и через соединительный шланг — на поверяемый (калибруемый или градуируемый) датчик давления. Значение давления, измеренное с помощью ПДЭ-010 отображается на его индикаторе или мониторе ПЭВМ. Значение давления, измеренное поверяемым датчиком, отображается на ЖК-индикаторе ИКСУ-260.

1. Преобразователь давления эталонный ПДЭ-010И

ПДЭ-010 предназначены для измерения и непрерывного преобразования значений избыточного давления жидкостей и газов, а также разрежения газов в цифровой выходной сигнал. ПДЭ-010 является эталонным средством измерения давления.

Принцип действия ПДЭ-010:

Измеряемое давление через штуцер подается на измерительную мембрану чувствительного элемента первичного преобразователя и вызывает ее деформацию. В качестве чувствительного элемента используется пластина поликристаллического кремния с мембраной, на которую нанесены полупроводниковые тензорезисторы. Деформация мембраны приводит к изменению сопротивления тензорезисторов, соединенных по мостовой схеме. Выходной электрический сигнал напряжения разбаланса моста, пропорциональный измеряемому давлению, поступает на электронное устройство преобразователя для усиления и преобразования в цифровой код значения измеряемого давления. Для обеспечения заданной высокой точности измерений применяется температурная компенсация сигнала чувствительного элемента и параметров измерительных цепей; тем самым минимизируется влияние температуры окружающей среды.

В энергонезависимой памяти (ППЗУ) преобразователя хранятся калибровочные коэффициенты, предназначенные для вычисления значения давления микропроцессором электронного устройства. Также в энергонезависимой памяти хранится информация, необходимая для настройки преобразователя (установки числа измерений для усреднения значений, параметры градуировки по эталонному средству измерения давления).

Преобразователи ПДЭ-010 могут быть подключены к последовательному порту персонального компьютера (ПК) по интерфейсу RS-232 для обработки и индикации показаний измеряемых значений давления, настройки (конфигурирования) преобразователей.

2. Электронный блок измеритель-калибратор ИКСУ-260

ИКСУ-260 предназначены для воспроизведения и измерений электрических сигналов силы и напряжения постоянного тока, сопротивления постоянному току, а также для воспроизведения и измерений сигналов термометров (термопреобразователей сопротивления) (ТС) по ГОСТ Р 8.625-2006 (ГОСТ 6651-94) и DIN N 43760 и преобразователей термоэлектрических (ТП) по ГОСТ Р 8.585-2001 и измерений сигналов преобразователей давления эталонных ПДЭ-010, ПДЭ-010Ех. ИКСУ-260 используются в качестве эталонного (образцового) средства измерений при поверке рабочих средств измерений, а также в качестве высокоточных рабочих средств измерений при калибровке, поверке и настройке (градуировке) рабочих средств измерений как в лабораторных и промышленных условиях, так и в полевых условиях. Время установления рабочего режима не более 1 мин.

ИКСУ-260 при проведении поверки (калибровки и градуировки):

- сравнивает показания эталонного и рабочего средств измерений давления;

- воспроизводит сигналы ТС, ТП, силы, напряжения постоянного тока или сопротивления постоянному току и измеряет выходной ток преобразователя с унифицированным выходным сигналом;

- обеспечивает сбор, хранение, архивирование и передачу данных в ПК.

ИКСУ-260 состоит из следующих основных модулей:

- блок питания;

- аккумуляторный блок с элементами искрозащиты;

- модуль клавиатуры;

- модуль генерации;

- микропроцессорный блок.

3. Источник создания давления PV-211

1. 
   
   

Диапазон задания давления: –0,09...4 МПа

2. Преобразователь давления АИР-20/М2

Датчик давления АИР-20/М2 предназначен для преобразования в унифицированный выходной сигнал(4…20 мА) избыточного давления (АИР-20/М2-ДИ); Датчики используются в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

Основные характеристики:

- 8 диапазонов измерения давления;

- отношение значения максимального верхнего предела к минимальному — 25:1;

- возможность изменения единицы измерения с МПа на кгс/см2 при помощи микропереключателя;

- возможность настройки прибора на нестандартный диапазон измерения давления (осуществляется через интерфейс RS-232 при помощи ПО);

- напряжение питания 12…36 В (при номинальном значении = (24±0,48) В или = (36±0,72) В);

- подстроечный резистор для корректировки диапазона;

- защита от обратной полярности питающего напряжения;

Принцип действия:

АИР-20/М2 состоит из первичного преобразователя давления (сенсора) и электронного устройства. Измеряемая среда подается в камеру первичного преобразователя давления и деформирует его мембрану (Мембрана из нержавеющей стали AlSi316L), что приводит к изменению электрического сопротивления электрической емкости между деформируемой металлизированной мембраной и подложкой, в результате чего первичный преобразователь давления выдает сигнал напряжения. Электронное устройство преобразует электрический сигнал в цифровой код значения измеряемого давления, а затем и в значение давления. Значение давления преобразуется в унифицированный токовый выходной сигнал и отображается в виде числового значения на индикаторном устройстве.

3. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ИКСУ-260 +

Назначение программы:

1)Программа АРМ ИКСУ-260 предназначена для автоматизации работы с измерителем калибратором унифицированных сигналов ИКСУ-260.

2) Программа осуществляет градуировку и конфигурирование прибора ИКСУ-260, позволяет с его помощью эмулировать и измерять сигналы, задавать набор пользовательских программ, проводит процесс симуляции и поверки преобразователя давления (ПД), имеет набор инструментов для работы с архивом прибора.

3) Особенностью программы является предоставление пользователю возможности работать с прибором ИКСУ-260, используя удобный графический интерфейс установленной на компьютере программы, а не клавиатуру прибора.

Структура программы и основные функции:

Окно программы имеет четыре основных раздела:

- главное меню;

- панель инструментов;

- закладки;

- строка состояния.

Главное меню позволяет создавать новые проекты, сохранять старые проекты, загружать ранее сохраненные результаты Эмуляции, Измерения, Симуляции и Проверки ПД. Через главное меню производится настройка программы и вызывается справка по программе.

Кнопки панели инструментов дублируют соответствующие пункты

главного меню:

– новый проект;

– открыть проект;

– сохранить проект;

– закрыть проект;

– настройки программы;

– помощь.

Закладки

Закладки отображают основные функциональные возможности

программы.

"Настройка связи" - поиск подключенных к компьютеру ИКСУ-260 и выбор одного из них для работы с программой.

"Градуировка" - градуировка измерения и эмуляции тока, напряжения и cопротивления.

"Конфигурирование" - изменение настроек прибора.

"Программирование" - задание шести программ работы прибора.

"Эмуляция" - эмуляция сигнала; построение графика эмуляции.

"Измерение" - измерение сигнала; построение графика измерения.

"Симуляция" - одновременная эмуляция сигнала и измерение тока; постороение графиков эмуляции, измерения и погрешности.

"Поверка ПД" - поверка электронного и механического преобразователей давления, включая настройку связи с эталонным преобразователем; построение графиков давления эталонного и поверямого преобразоваиелей и погрешности.

"Архив" - считывание и удаление архива прибора; построение графиков по выбранным в архиве записям, перенос архива в таблицу Microsoft® Excel.

Если из-за малого размера окна программы полный перечень закладок не умещается в один ряд, справа в конце линейки закладок появляются две кнопки, позволяющие перематывать перечень закладок влево и вправо.

Строка состояния

Строка состояния отображает наличие связи с прибором, наличие обмена данными с прибором и действие, выполняемое программой в данный момент.

4. Technical Guide Builder 2.5

Интегрированный комплекс программных средств для разработки, сопровождения, изменений и публикации эксплуатационной документации на сложные изделия.

Функциональные возможности Technical Guide Builder:

- Совместная работа по подготовке и сопровождению сложной документации, с использованием специальных средств распределения, планирования и контроля выполнения работ

- Управление конфигурациями, версиями и изменениями в документации

- Выпуск документации на различных языках (русский, английский, испанский, французский, арабский)

- Анализ базы данных электронной документации. Автоматическая подготовка отчетов и перечней (таблицы ссылок, перечня действующих страниц, содержания и др.) в соответствии с требованиями стандарта ASD S1000D

- Контроль целостности и корректности базы данных электронной документации

- Формирование и передача заказчику электронных технических публикаций в интерактивном виде (вместе с бесплатным средством просмотра и работы с такими публикациями - TG Browser), а также в открытых форматах SGML\XML, и в виде готовых оригинал-макетов в формате PDF

- Поддержка работы с текстовой, графической, мультимедийной информацией (видео, аудио, 3D)

Вместе с системой TG Builder используется набор специализированных программных решений, предназначенных для:

- разработки плана-проспекта (Data Modules Requirements List) эксплуатационной документации;

- интерграции с системами автоматизированного перевода на иностранные языки (Transit, Trados);

- работы с трехмерными моделями, созданными в CAD-системах Solid Works, Solid Edge, Pro/Engineer.

3. Экспериментальные и теоретические исследования

В результате теоретических исследований установлено, что классификация, правила построения, содержание и порядок создания документов на методики поверки СИ установлены инструкцией МИ 2526-99 «ГСИ. Нормативные документы на методики поверки средств измерений. Основные положения»[7].

Документы на методики поверки, применяемые в двух или более министерствах (ведомствах), разрабатывают в виде:

- раздела технического описания (ТО), определяющего методику поверки, или инструкции по поверке в составе эксплуатационной документации, устанавливающей методику поверки одного типа СИ;

- рекомендации метрологического института, определяющей методику поверки группы СИ, объединенных общим признаком и применяемых как непосредственно для поверки, так и для разработки документов по поверке других СИ, относящихся к той же группе.

Документы на методики поверки, проводимой в одном министерстве (ведомстве), разрабатывают в виде ведомственных методических указаний; в одной организации (на одном предприятии) – в виде методических указаний предприятия.

Разделы ТО или инструкции на методики поверки СИ разрабатывают организации-разработчики СИ при подготовке их к испытаниям для утверждения типа или (при пересмотре устаревшего документа на методику поверки) организации-разработчики (изготовители) СИ при подготовке их к испытаниям на соответствие утвержденному типу. ГЦИ СИ, органы ГМС при проведении испытаний СИ проводят экспериментальную апробацию документов на методики поверки и определяют возможность их применения при серийном производстве и в эксплуатации.

Поверка СИ давления осуществляется в соответствии со следующими документами:

ГОСТ 8.092-73 «Государственная система обеспечения единства измерений. Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, тягомеры, напоромеры и тягонапоромеры с унифицированными электрическими (токовыми) выходными сигналами. Методы и средства поверки.»[8]

МИ 492-91 «Манометры абсолютного давления и мановакуумметры двухтрубные. Методика поверки.»

ГОСТ 8.479-82 «Государственная система обеспечения единства измерений. Манометры избыточного давления грузопоршневые. Методы и средства поверки.»

ГОСТ 8.052-73 «Государственная система обеспечения единства измерений. Дифференциальные манометры с пневматическими выходными сигналами. Методы и средства поверки.»

ГОСТ 8.340-78 «Государственная система обеспечения единства измерений. Манометры грузопоршневые типа МП-0,4. Методы и средства поверки.»

МИ 2145-91 «Рекомендация. ГСИ. Манометры и вакууметры деформационные образцовые с условными шкалами. Методика поверки.»

ГОСТ 8.146-75 «Государственная система обеспечения единства измерений. Манометры дифференциальные показывающие и самопишущие с интеграторами ГСП. Методика поверки.»

МИ 2124-90 «ГСИ. Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры показывающие и самопишущие. Методика поверки.»

ГОСТ 8.053-73 «Государственная система обеспечения единства измерений. Манометры, мановакуумметры, вакуумметры, напоромеры, тягонапоромеры и тягомеры с пневматическими выходными сигналами. Методы и средства поверки.»

Проведем периодическую поверку преобразователя давления измерительного АИР-20/М2 для диапазона измерений 0-600 кПа. Поверка существляется в соответствии с Руководством по эксплуатации НКГЖ.406233.004РЭ пункт 4 Методика поверки

Таблица 1

Наименование операции	Номер пункта методики поверки	Обязательность проведения поверки при
		Первичной поверке	Периодической поверке
1. Внешний осмотр	4.8.1	Да	Да
2. Проверка герметичности системы	4.8.2.	Да	Нет
3. Опробование	4.8.3	Да	Да
4. Проверка электрической проницаемости изоляции	4.8.4	Да	Нет
5. Проверка электрического сопротивления изоляции	4.8.5	Да	Нет
6. Определение основной приведенной погрешности	4.8.6	Да	Да
7. Обработка результатов поверки	4.8.7	Да	Да
8. Оформление результатов поверки	4.8.8	Да	Да

При поверке применим средства поверки в соответствии с Руководством по эксплуатации НКГЖ.406233.004РЭ таблица 4.2 - Поверочный комплекс давления и стандартных сигналов «ЭЛЕМЕР-ПКДС-210» ТУ 4381-071-13282997-07. В соответствии с данным руководством соблюдены требования безопасности.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

- температура окружающего воздуха , °С 23 ± 2;

- относительная влажность воздуха, % 30 – 80;

- атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.) 84,0 – 106,7 (630 – 800);

- напряжение питания, В 36 ± 0,72 или 24 ± 0,48;

- пульсация напряжения питания не должна превышать ±0,5 % значения напряжения питания;

- нагрузочное сопротивление, Ом: для АИР-20/М2 с выходным унифицированным сигналом 4-20 и 20-4 мА - 500 ± 50 (для 36 В) или 250 ± 25 (для 24 В); для АИР-20/М2 с выходным унифицированным сигналом 0-5 и 5-0 мА - 2000 ± 200 (для 36 В) или 1000 ± 100 (для 24 В);

- рабочая среда для АИР-20/М2 с верхними пределами до 2,5 МПа включительно - воздух или нейтральный газ, более 2,5 МПа - жидкость; допускается использовать жидкость при поверке АИР-20/М2 с верхними пределами измерений от 0,4 до 2,5 МПа при условии обеспечения тщательного заполнения системы жидкостью;

- внешние электрические и магнитные поля должны отсутствовать или находиться в пределах, не влияющих на работу АИР-20/М2;

- вибрация, тряска, удары, влияющие на работу АИР-20/М2 в процессе поверки, должны отсутствовать.

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

- АИР-20/М2 должны быть выдержаны при температуре °С 23 ± 2 не менее 3 ч;

- выдержка АИР-20/М2 перед началом поверки после включения питания должна быть не менее 10 мин;

- АИР-20/М2 должны быть установлены в рабочее положение.

Внешний осмотр

Внешний осмотр поверяемых АИР-20/М2 производится в соответствии с п.3.1.2 Руководства по эксплуатации НКГЖ.406233.004РЭ. При внешнем осмотре устанавлено отсутствие механических повреждений, соответствие маркировки, проверена комплектность. Проверено наличие паспорта с отметкой ОТК.

Опробование

При опробовании поверяемых АИР-20/М2 проверяют их работоспособность в соответствии с п. 3.1.3 Руководства по эксплуатации НКГЖ.406233.004РЭ. Проверено соответствие установки и монтажа АИР-20/М2 указаниям, изложенным в п. 3.1.4 Руководства по эксплуатации НКГЖ.406233.004РЭ. АИР-20/М2 подключен к измерительному прибору и прогрет не менее 5 мин. Проверена работоспособность АИР-20/М2 по показаниям измерительного прибора. Проверена и произведена подстройка «нуля».

Определение основной приведенной погрешности

Основную погрешность для конкретного диапазона измерений определяют в поверяемых точках, соответствующих 0, 25, 50, 75 и 100 % диапазона измерений. Основную погрешность определяют при значении измеряемого давления, полученном при приближении к нему как со стороны меньших, так и со стороны больших значений (при прямом и обратном ходе). Перед проверкой при обратном ходе АИР-20/М2 выдерживают в течение 5 мин под воздействием верхнего предельного значения давления.

Так как использовался ПКДС-210 поверка проводилась в автоматическом режиме.

Для получения результатов необходимо подключить приборы по схеме представленной на рисунке 2.

2. 
   
   

На ПК необходимо запустить программу АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ИКСУ-260 +, выбрать вкладку Поверка ПД. Используя рамку "Эталонный преобразователь давления" установить связь с эталонным преобразователем. Затем необходимо выбрать тип эталонного преобразователя давления (ПДЭ-110И) и единицы измерения эталонного преобразователя давления (кПа). Далее выбирается диапазон входного тока от поверяемого преобразователя (4-20 мА) и задается диапазон давления (0-600), в который этот ток будет пересчитываться, и единицы измерения давления для этого диапазона (единицы измерения поверяемого преобразователя давления - кПа). В этих единицах давления будут отображаться значения на графике. Результаты поверки можно сохранить. Результаты поверки хранящиеся в ИКСУ можно загрузить, выбрав вкладку Архив и нажав на клавишу «Считать архив». По полученным данным можно построить графики, также данные можно перенести в таблицу Microsoft® Excel. Полученные результаты представлены в таблице (Приложение Б). По результатам опытов максимальная приведенная погрешность составила 0,04 % , что не привышает максимальной допустимой приведенной погрешности датчика 0,1%

Анализируя полученные данный (в табличной или графической форме) можно сделать вывод о соответствии погрешности СИ требуемому уровню. По результатам таблицы (Приложение Б) и графиков (Приложение В) делается вывод о пригодности АИР-20/М2 к применению и соответствии установленным обязательным требованиям.

Оформление результатов поверки

Положительные результаты первичной поверки АИР-20/М2 оформляют записью в паспорте, заверенной поверителем и удостоверенной оттиском клейма, и (или) оформлением свидетельства о поверке по форме приложения 1 к ПР 50.2.006-94.[5] (Приложение Г).

4. Проектные решения по разработке

В ходе выполнения ВКР организовано рабочее место в соответствии с техническим руководством на ЭЛЕМЕР ПКДС-210. Разработан комплект документации на данную установку (Приложение А). Комплект документации включает структурную схему лабораторной установки, функциональную схему лабораторной установки, схему принципиальную электропневматическую, схему принципиальную электрическую питания, план расположения оборудования и внешних проводок и спецификацию оборудования.

Структурная схема предназначена для отображения общих принципов, концепций построения структуры системы. На данной структурной схеме лабораторной установки изображены Поверочный Комплекс Давления и Стандартных сигналов и датчик давления АИР-20/М2 (1б). В состав ПКДС входит эталонный модуль давления - ПДЭ-010И (1а), измеритель-калибратор ИКСУ-260 (1в), помпа ручная, персональный компьютер (1г).

Функциональная схема определяет функционально-блочную структуру лабораторной установки.

Принципиальные электрические схемы определяют полный состав приборов, аппаратов и устройств (а также связей между ними), действие которых обеспечивает решение задач управления, регулирования, защиты, измерения и сигнализации. Схема принципиальная электрическая питания линейная предназначена для отображения реализации электропитания лабораторной установки.

Чертеж общего вида показывает, где и как расположено относительно друг друга технические средства лабораторной установки расположенные на рабочем столе.

Заказная спецификация оборудования содержит информацию о всех технических средствах лабораторной установки.

5 Техническая (информационно-программная) реализация результатов работы

В результате выполнения ВКР разработана лабораторная установка на базе ПКДС-210 для исследования работы, принципа действия промышленных датчиков давления, а также методов поверки, градуировки, калибровки вторичных и первичных приборов.

Разработано интерактивное электронное техническое руководство по эксплуатации данной лабораторной установки (Приложение Д). ИЭТР содержит всю информацию о приборах и программных продуктах используемых в процессе лабораторной работы, а также методические указания и справочную информацию необходимую для ее выполнения. Для создания ИЭТР использован комплекс программных средств — Technical Guide Builder.

Technical Guide Builder — интегрированный комплекс программных средств для разработки, сопровождения, изменений и публикации эксплуатационной документации на сложные изделия.

6 Обсуждение результатов работы, их научная и практическая ценность

В результате выполнения ВКР разработана лабораторная установка на базе ПКДС-210 для исследования работы, принципа действия промышленных датчиков давления, а также методов поверки, градуировки, калибровки вторичных и первичных приборов.

Установка позволяет изучить работу, принцип действия и метрологические характеристики датчиков давления, освоить методику их поверки, градуировки и калибровки, ознакомиться с современным программным обеспечением, предназначенным для автоматизации данных работ. В ходе работы студент также получает навык работы с вторичной измерительной аппаратурой. Из работы исключены примитивные, рутинные операции, что позволяет уделить больше времени освоению нового современного оборудования и анализу полученных результатов.

Для того чтобы ускорить учебный процесс и сделать его более качественным, использован комплекс программных средств — Technical Guide Builder, С помощью этого программного обеспечения создано ИЭТР (Приложение Д), содержащее необходимую информацию о приборах и программных продуктах используемых в процессе лабораторной работы, а также методические указания и справочную информацию необходимую для ее выполнения. С помощью ИЭТР удалось обеспечить доступность и ясность изложения информации, что облегчает процесс подготовки студентов.

Заключение

В ходе выполнения данной ВКР были рассмотрены современные проблемы в области метрологии, изучены правила построения, классификация, содержание и порядок создания документов на методики поверки СИ.[7] Изучен принцип действия и работа датчиков давления и ПКДС-210, а так же освоены программные средства, такие как Technical Guide Builder и АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ИКСУ-260 +. Изучена методика поверки преобразователя давления АИР20\М2. Разработана лабораторная установка для исследования работы, принципа действия промышленных датчиков давления, а также методов поверки, градуировки, калибровки вторичных и первичных приборов. На данной установке проведена опытная поверка преобразователя давления АИР20\М2.

Для лабораторной установки разработаны методические указания для выполнения лабораторных работ и комплект рабочей документации (Приложение А).

Список использованных источников

1. Иванова Г.М., Кузнецов Н. Д., Чистяков В. С. Теплотехнические измерения и приборы// Издательство МЭИ, – 2007. – 458 c.

2. Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х., Клюев А.А. Проектирование систем автоматизации технологических процессов// 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: «Энергоатомиздат», 1990. —464 с.

3. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы Учебник для вузов по специальности "Автоматизация теплоэнергетических процессов// 3-е изд., перераб. — Москва: «Энергия», 1978. —704 с.

4. Сергеев А.Г. Метрология: Учебник. – М.: Логос, 2005. – 272с.: с ил.

5. ПР 50.2.006-94. ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений [Текст]. – Взамен ГОСТ 8.513-84; введ. 1994-07-18. – М. : Изд-во стандартов, 1994.

6. РМГ 29-99*. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения [ТекстС; введ. 2001-01-01. – М. : Изд-во стандартов, 2000.

7. МИ 2526-99. ГСИ. Нормативные документы на методики поверки средств измерений. Основные положения [Текст]. – Взамен РД 50-660-88; введ. 1999-04-01. – М. : Изд-во стандартов, 1999. – 8 с.

8. ГОСТ 8.092-73 «Государственная система обеспечения единства измерений. Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, тягомеры, напоромеры и тягонапоромеры с унифицированными электрическими (токовыми) выходными сигналами. Методы и средства поверки.»