Отчет по практике. В. П. Ившин И. А. Дюдина А. В. Фафурин
 Скачать 1.73 Mb.
|
|
В нашем случае получим  В связи с тем, что неравенство (Хi –  ) > 3 *  ( ) несправедливо для всех i от I до 5, можно сделать вывод, что грубых ошибок среди результатов наблюдений нет. Поэтому, ни одно из выполненных наблюдений не исключается из дальнейших рассуждений. Оценка среднего квадратического отклонения результата измерения определяется по формуле  Соответственно получим:  .Так как число результатов наблюдений меньше 15, то принадлежность их нормальному распределению не проверяем. Доверительные границы случайной погрешности определяем как  ,где t - коэффициент Стьюдента. В соответствии с таблицей «Значение коэффициентов t для случайной величины , имеющей распределение Стьюдента с (n-1) степенями свободы », находим t =F(n-1, P) . При доверительной вероятности Р = 0,95 и числе степеней свободы ( n-1) = 4 из таблицы имеем t = 2,776. Получаем  = 2,776*0,095 = 0,26 кгс. Значение коэффициентов t для случайной величины , имеющей распределение Стьюдента с (n-1) степенями свободы
0пределим границы  неисключённой систематической погрешности результата измерения ,где – граница i-й неисключенной систематической погрешности; К – коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью. При Р=0,95 К = 1,1; при P=0,99 K=1,4 (для m > 4). В результате запишем  где :  = ± 0,5 кгс - погрешность разрывной машины по паспорту; = 0,05 кгс - методическая погрешность, определяемая колебаниями ширины образца и плотность его крепления; = 0.05 кгс - субъективная погрешность наблюдения, оцениваемая половиной цены деления шкалы разрывной машины.Если  , то согласно [6] , неисключенными систематическими погрешностями по сравнение со случайными пренебрегают и принимают границу погрешности результата ∆= .Если  , то случайной погрешностью по сравнению с систематической пренебрегают и принимают границу погрешности результата ∆=Θ. Так как для рассматриваемого пример величина  , то в качестве границы результата измерения принимают величину: ,где:  , .В нашем случае получено: К=2,1; SΣ = 0.31. Соответственно ∆ = 0,64 кгс. Результат измерения оформляем по ГОСТ 8.011-72 в виде:  ,то есть (14,60±0,64) кгс, Р=0,95. Числовое значение результата измерения Р должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значение погрешности ∆. Величина относительной погрешности  результата измерения Р равна: .2) Определение погрешности измерения ширины «b» испытуемого образца . Таблица
В соответствии с ГОСТ 8.207-76 имеем b=(0.588±0.033)см, Р=0,95. Соответственно  =5,6%.3) Определение погрешности измерения толщины «h» испытуемого образца . Таблица
В итоге получаем ∆=0,33*10-1 см, т.е. h=(0.173±0.033) см, Р=0,95. Соответственно  =19,1%.Если необходимо уменьшить доверительный интервал в «Z» раз ,то , как следует из формулы для S( ) , необходимо увеличить количество наблюдений примерно в «Z 2» раз . В особых случаях , имеющих при измерении отрицательные последствия для здоровья людей , принимают доверительную вероятность P= 0,99 и выше , что приводит к увеличению доверительного интервала .Определение погрешности косвенного измерения величины .Границу погрешности косвенного измерения находим по формуле  ,где  =1,1 при Р = 0,95. В итоге получим  .Используя средние арифметические значения, находим  ,откуда получаем абсолютную погрешность косвенного измерения. Так как:  ,то  .Итак , окончательный результат:  ,или, в системе СИ  .Все результаты расчётов соответственно занесены в акт метрологической проработки . 2.2 ПОРЯДОК ЗАПОЛНЕНИЯ АКТА Метрологический анализ позволяет производить обоснованный выбор технических средств обеспечивающих требуемую точность измерений, поэтому его проведение является неотъемлемой частью выполняемой научно – исследовательской работы. Заголовок. Указать наименование темы, сформулировать целевое назначение получения измерительной информации, указать дату проведения экспериментов. Заполнить акт, составленный по специальной форме, содержащий ряд разделов, каждый из которых включает в себя несколько граф. При этом следует руководствоваться нижеследующими рекомендациями. Контролируемые величины (графы :1 – 5). Графа I. Наименование величины, обозначение. Следует перечислить все величины подлежащие прямым и косвенным измерениям и характеризующие технологический процесс или состояние исследуемой системы. При необходимости в графу включают величины, необходимые для контроля конкретных условия проведения исследовательской работы (температуру окружающей среды, барометрическое давление, относительную влажность и т.п.). Графа 2. Единица измерения. Записываются единицы измерения измеряемых (контролируемых) величин в системе СИ. Графа3. Диапазон ожидаемых значений. Записывают возможные наименьшие и наибольшие значения контролируемых величин, предусмотренные планом проведения эксперимента. Графа 4. Допустимая погрешность. Указывает пределы погрешностей измерения, определяемые требованиями технического задания на проведение исследования. Графа 5. Краткая характеристика измерения. Необходимо указать вид, метод и режим измерения. Как известно, виды измерения бывают: прямые, косвенные, совокупные, совместные. Методы прямых измерений в свою очередь, подразделяются на метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой. Метод сравнения с мерой может быть: дифференциальным нулевой, противопоставления, замещения, совпадений. Характеристика применяемых средств контроля (графы: 6 - 11). Эту часть акта заполняют, когда известен набор средств измерений и оборудования, обеспечивающие контроль и проведение эксперимента в соответствии с требованиями граф 3 и 4. Графа 6. Наименование, тип, заводской номер, год выпуска. Указывают наименование, тип, заводской номер и год изготовления, которые содержаться в паспортах, выпускных аттестатах и инструкциях на средства измерения. Графа 7. Диапазон измерений. Указывают диапазон шкалы прибора или пределы его измерения. Графа 8. Нормируемые метрологические характеристики. Указывается класс точности или величина приведённой относительной погрешности, цена деления шкалы прибора, вариация. При необходимости в этой графе приводят также динамические характеристики (постоянную времени, инерционность) средств измерений. При отсутствии полных данных в графе 8 обязательно следует указать те характеристики, которые позволяют судить о пригодности (соответствии) средства измерения для решения конкретной задачи [5]. Графа 9. Условия измерений Отмечают соответствие условий проведения измерений эксплуатационным паспортным условиям средств измерений. Графа 10. Дата последней госпроверки. Указывается дата последней госповерки. Графа 11. Межповерочный интервал Назначается периодичность поверки средств измерений в соответствии с ГОСТ 8.002-86. Обработка результатов измерений (графы 12-14). Графа 12. Характеристика способа обработки. Указывают, что производилась обработка прямых измерений с многократными наблюдениями (каких именно) и косвенных измерений (каких именно), либо одного из этих или других видов (каких именно) и в соответствии с каким ГОСТ. Графа 13. Средства обработки. В качестве средств обработки результатов измерений могут быть указаны различные конкретные типы ЭВМ, калькуляторов, логарифмическая линейка и т.п. Графа 14. Метрологическая оценка измерений. Оформление результатов измерений следует проводить по ГОСТ 8.011-72 [7]. Результаты измерений предоставляют в форме ,где: – результат измерений;  – границы погрешности результата измерения;Р – доверительная вероятность. Можно указать и относительную погрешность измерения. Графа 15. Специальные требования по охране труда. Перечисляют необходимые условия проведения измерений, если работа сопряжена с опасностью (химической, электрической и др.). Следует указать виды защиты, средства ограждений и т.п. Графа 16. Примечание (выводы рекомендации). Заполняется автором научно – исследовательской работы. Сравнивается допустимая погрешность по заданию (графа 4) с полученной погрешностью по расчёту (графа 14). Делается соответствующий вывод. В этой графе так же консультант по метрологии отмечает достоинства и недостатки метрологического обоснования, степень соответствия данных акта цели НИРС. Все результаты расчётов соответственно занесены в акт метрологической проработки (см. приложение). Приложение 2.3 АКТ метрологической проработки экспериментального определения нормального напряжения при исследовании образца (лопатки) типа А на разрыв ( от 20.02.07). Таблица Контролируемые величины
Продолжение таблицы
Характеристика применяемых средств контроля Окончание таблицы
Определение погрешности косвенного измерения величины  с использованием формулы полного дифференциала. Рассматриваем это выражение как функцию переменных : P ,b ,h . Тогда можно записать  .Или  .Подставив в полученное выражение значения: p=14,6 кгс , b=0,588 см, h=0,173 см ,  ,получим   Ранее эти величины соответственно были  Как видим, есть некоторая разница в результатах. Каким способом из этих двух пользоваться – решать автору дипломной работы ! 2.4 Оценка погрешности прямых и косвенных технических измерений. Технические измерения – это измерения , выполненные однократно с помощью рабочих средств измерений . Однократный отсчёт со шкалы измерительного прибора принимается за окончательный результат измерения . Прямые технические измерения Погрешность результата прямого технического измерения определяется 1) . Допустимой основной погрешностью прибора , определяемой его классом точности ; 2) . Методической погрешностью; 3) . Погрешностью , обусловленной изменившимися условиями измерения . Если причины 2 и 3 отсутствуют то погрешность результата прямого технического измерения определяется допустимой основной погрешностью прибора , определяемой его классом точности . Косвенные технические измерения Дано:  (х1,x2,…….xn) , где: х1,x2,…….x n- переменные ,измеряемые однократно ; х1, x2,…… x n- допустимые погрешности приборов , определяемых их классами точности ;Определить : ,  .Решение Используя формулу полного дифференциала функции (х1,x2,…….xn) ,имеем =  ,cоответственно  Подставив в эти выражения исходные данные и значения производных, получим искомые значения , .Пример. Велосипедист едет со средней скоростью  , где s и  (путь и время ) – технические измерения . Тогда запишем  Соответственно  Студенту предлагается самому закончить в общем виде решение этой задачи. Заключение Авторы надеются, что цель – помочь студентам выполнить раздел по дисциплине СУХТП в курсовых и дипломных проектах и в дипломных работах, в данном пособии реализована. В дальнейшем Атлас типовых функциональных схем контроля и регулирования технологических параметров может быть значительно расширен. Библиографический список1. Кремлевский П.П. Расходы и счетчики количества. 3-е изд. Л. : "Машиностроение", 1975.- 775 с. 2. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы:Справочные пособие. Изд. 3-е перераб. и доп. Под редакцией Б.Д. Кошарского. Л., “Машиностроение”, 1976.- 488 с. 3. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. – 3-е изд. М.: Энергия, 1978.- 701 с. 4. Полоцкий Л.М. Лапшенков Г.И. Автоматизация химических производств. Теория, расчет и проектирование систем автоматизации. –М.: Химия., – (серия “Автоматизации химических производств”) 1982.- 296 с. 5. Правила измерения расходов газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами: РД 50-213-80. М.: Издательство стандартов, 1982.- 320 с. 6. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1983. - 424с. 7. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учеб. Для сред. спец. учеб. заведений. -2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1985. - 350с. 8. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений Л.: Энергопромиздат. 1985.- 248с. 9. Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Сборник задач и вопросов по теплотехническим измерениям и приборам: Учебное пособие для ВУЗов.- 2-е изд., - М: Энергоатомиздат, 1985. -328 с. 10. Нуждин А.С., Ужанский В.С. Измерения в холодильной технике: Справочное руководство. М.: Агропромиздат, 1986. -368с. 11. Автоматическое управление в химической промышленности: Учеб. для вузов/Под ред. Е.Г. Дудникова.- М.: Химия, 1987. - 368с. 12. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник/ В.Я. Базанов, Т.Х. Безоновская; В.А. Бек и др. Под общ. Ред. В.В. Черенкова. Л.: Машиностроение. 1987. - 847 с. 13. Изаков Ф.Я., Казадаев В.Р., Ройтман А.Х., Шмаков Б.В.. Курсовое и дипломное проектирование по автоматизации технологических процессов. Учебник и учебное пособие для студентов высших учебных заведений. – М.: Химия., Агропромиздат., 1988. - 183 с. 14. Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. Технические средства и лабораторные работы. 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Химия, 1988. – 288с. 15. Фарзане Н.Г., Ильясов Л.В. Азим – Заде А.Ю. Технологические измерения и приборы: Учеб. для студ. вузов по спец. “Автоматизация технологических процессов и производств.” М.: Высш. шк., 1989. – 456с. 16. Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х., Клюев А.А. . Проектирование систем автоматизации технологических процессов.: Справочное пособие, перераб. и доп.- М.:Энергоатомизд., 1990. - 464 с . 17. Шувалов В.В., Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. Учебник для техникумов. – М.: Химия., 1991 - 480 с . 18. APACS. Advanset Control Module. “Moore” product information, 1996. 19. APACS. I/O Module. “Moore” product information, 1996. 20. APACS. Standart Analog Module. “Moore” product information, 1996. 21. Каминский М.Л., Каминский В.М. Монтаж приборов и средств автоматизации: Учеб. для проф. учеб. заведений – 8-е изд., стер. – М.: Высш. шк.; Изд. центр “Академия”, 2001. – 304с. 22. А.М. Вельмогин, Д.Л. Ушаков, А.М. Скосарев, Перспективные направления измерения расхода в нефтегазовом комплексе. “Мир измерений”, М. – с. 4 – 13, №7, 2003 г. 23. Номенклатурный каталог технических средств автоматизации. ЗАО “Промышленная группа Метран”, г. Челябинск, №№ 1-5, выпуск5/ 2006 г. 24. Номенклатурный перечень ФГУП СПО « АНАЛИТПРИБОР», г. Смоленск 2007 – 230с. Учебные пособия 1. Приборы измерения и контроля систем управления технологическими процессами:/ В.М.Анкудинов и др.; КГТУ. Казань, 2002.- 60с. 2. Основы проектирования систем автоматизации технологических процессов и аппаратов: Учебное пособие/ А.В.Фафурин, И.А.Дюдина, В.М. Анкудинов; Казан.гос.технол.ун.-т.Казань, 2005. - 80 с. 3. Технические средства контроля в системах управления технологическими процессами: Учеб. пособие. / А.Р.Герке, В.П. Ившин, М.Ю. Перухин, С.А.Семичёв, А.В.Фафурин, А.И. Хайрутдинов; Казан. гос. технол. ун-т. Казань, 2007. - 67с. Рекомендуемые ГОСТы 1. ГОСТ 8.011-72. Показатели точности измерений и формы представления результатов измерений. 2. ГОСТ 8.207-76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. 3. ГОСТ 8.009-84. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. 4. ГОСТ 6616-94. Преобразователи термоэлектрические. Общие технологические условия.- М.: Изд-во стандартов, 1994. 5. ГОСТ 6651-94. Термопреобразователи сопротивления.. Общие технологические требования и методы испытаний.- М.: Изд-во стандартов, 1998. Современная номенклатура приборов и средств автоматизации в каталогах заводов-изготовителей, адреса которых в сети «Интернет» приводятся ниже: 1. Группа предприятий «Метран». Россия, г. Челябинск, http://www.metran.ru 2. АООТ «Теплоприбор». Россия, г. Рязань, http://www.teplopribor.ryazan.ru 3. Завод электроники и механики. Россия, г. Чебоксары, http://www.zeim.ru Саранский приборостроительный завод. Россия, г. Саранск, http://pribor.moris.ru ПНФ «ЛГавтоматика». Россия, г. Москва, http://www.klapan.ru ЗАО «РУСТ-95». Россия, г.г. Москва, Санкт-Петербург, http://www.roost.ru Завод «ТИЗПРИБОР», Россия, г. Москва, http://www.tizpribor.ru ОАО Арзамасский приборостроительный завод. Россия, г.Арзамас http://www.oaoarz.com Фирма «YOKOGAWA». Япония, http://www.yokogawa.ru 10. Фирма «VEGA». Техника измерения уровня и давления. Германия, http://www.vega.com; http://www.vega-rus.ru 11. Фирма «EMERSON». США, Сент-Луис, Миссури, http://www.EmersonProcess.ru 12. Фирма «SAMSON». Германия, Франкфурт на Майне, http://www.samson.ru 13. ООО Фирма «ЮМО». Германия, www.jumo.de СОДЕРЖАНИЕ стр Предисловие…………………………………………………….4 Введение…………………………………………………………4 Рекомендации по выполнению раздела по СУХТП в курсовом (дипломном) проекте………..6 1.1 Условные обозначения технических средств автоматизации (ТСА) в функциональных схемах……..6 1.2 Содержание раздела по СУХТП в курсовом (дипломном) проекте……………………………………...14 1.2.1 Автоматизированная система управления(АСУ) производством (процессом)……………. 151.2.2. Технологический регламент ( оформление таблиц 1 ,2)……………………. 19 1.2.3. Атлас типовых функциональных схем контроля и регулирования технологических параметров……………………21 1.2.4. Спецификация технических средств автоматизации…………………………………….44 1.2.5. Описание функционирования схем автоматического контроля и регулирования параметров технологического процесса………75 2. Содержание раздела по СУХТП в дипломной работе. «Метрологическая проработка дипломных научно – исследовательских работ студентов.»………97 2.1. Алгоритм исследования. ………………………………..98 2.2 Порядок заполнения акта……………………………….106 2.3 Акт……………………………………………………… 109 2.4 Оценка погрешности прямых и косвенных технических измерений……………………………… 113 Заключение.................................................................................114 Библиографический список………………………………… 115Ившин Валерий Петрович Дюдина Ирина Александровна Фафурин Андрей Викторович  Интеллектуальная автоматика в курсовых и дипломных проектах. Учебное пособие Редактор Т.М.Петрова Лицензия №… от… Подписано в печать… Формат… Бумага писчая. Печать RISO. …усл. печ.л. … у.- изд.л. Тираж 200 экз. Заказ… «С»… Издательство Казанского государственного технологического университета Офсетная лаборатория Казанского государственного 420015, Казань, ул.К.Маркса, д.68 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
