Курсовая с практикой на тему Описание поверки измерительного преобразователя давления в соответствии с МИ 1997-89

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ 5
1.1 Методы и средства измерения давления 5
1.2 Особенности эксплуатации приборов для измерения давления. 11
1.3 Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах 13
2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ «САПФИР-22» 17
2.1 Назначение 17
2.2 Технические данные 18
2.3 Устройство и принцип действия 18
2.4 Достоинства и недостатки преобразователя давления измерительного «Сапфир-22» 20
3. ПОВЕРКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДАВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО «САПФИР-22» 21
3.1 Выбор эталонного средства поверки 21
3.2 Условия поверки 23
3.3 Проведение поверки преобразователя давления измерительного «Сапфир-22» 24
3.4 Оформление результатов поверки 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 29

Введение:

Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая человеку действующие в природе закономерности. Все отрасли техники не могли бы существовать без развернутой системы измерений, определяющих как все технологические процессы, контроль и управление ими, так и свойства и качество выпускаемой продукций.
Научно-технический прогресс во всех областях науки, техники, производства и потребления во многом обусловлен появлением новых видов технических устройств, автоматизированных систем управления и контроля различного назначения. Вместе с тем непрерывно повышаются требования к качеству и надежности функционирования технических устройств, и чем сложнее это устройство, тем труднее достигнуть высокого уровня показателей качества и надежности.
Отраслью науки, изучающей измерения, является метрология. Метрология связывает воедино теорию и практику в любых отраслях знаний. Поскольку по результатам измерений принимаются ответственные решения, то должна быть обеспечена соответствующая точность, достоверность и своевременность измерений.
В новых экономических условиях было принято решение о переходе системы измерений в России (Российской системы измерений) на законодательный принцип управления. Обеспечение единства измерений осуществляется на основе федерального закона от 26.06.2008 №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», а также с учетом требований федеральных законов «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», «Об энергосбережении» и «О лицензировании отдельных видов деятельности», а также федерального закона «О техническом регулировании» .
Нормативная база государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ), это комплекс нормативных документов, включающих в себя национальные стандарты (ГОСТ и ГОСТ Р) и другие нормативные документы, определяющие порядок передачи размера единиц величин на всю территорию России и порядок проведения испытаний, поверки и калибровки средств измерений.
Деятельность по обеспечению единства измерений осуществляется в соответствии с Государственным реестром средств измерений, допущенных к применению на территории Российской Федерации, в том числе с использованием периодически актуализируемой автоматизированной базы данных Государственный реестр СИ.
Давление является важным параметром систем контроля и управления как автоматизированных производственных процессов, так и управляемых оператором. Манометры выполняют функцию локального контроля и в большинстве случаев из-за отсутствия возможности дистанционного доступа к их показаниям (за исключением манометров с унифицированным выходным электрическим сигналом) не могут использоваться для целей современной автоматизации. Такую возможность обеспечивают измерительные преобразователи давления.
Целью данной работы является изучение проведения поверки измерительного преобразователя давления в соответствии с МИ 1997-89 .
Объектом исследования является преобразователь давления измерительный «Сапфир-22».
Предметом исследования являются наиболее значимые с теоретической или практической точки зрения свойства, стороны, проявления, особенности объекта, которые подлежат непосредственному изучению.

Заключение:

В курсовой работе по поверке преобразователя давления измерительного Сапфир-22 определены следующие моменты:
— изложена суть единства измерений;
— раскрыты категории понятий физических величин;
— описана поверочная схема;
— описано устройство и принцип работы преобразователя давления измерительного;
— оказаны цели, задачи и методы поверки преобразователя Сапфир-22ДИ;
— приведена методика оформления результатов поверки;
— описаны основные приемы оценки погрешностей измерений.

Фрагмент текста работы:

1 ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ
1.1 Методы и средства измерения давления
Измерение давления необходимо практически в любой области науки и техники как при изучении происходящих в природе физических процессов, так и для нормального функционирования технических устройств и технологических процессов, созданных человеком. Давление определяет состояние веществ в природе (твердое тело, жидкость, газ).
Чрезвычайно многообразно применение давления в науке, технике и производстве. Энергетические возможности тепло- и гидроэлектростанций и атомных электростанций определяются давлением пара или воды на лопасти турбин, под действием давления по каналам и трубопроводам на тысячи километров транспортируется вода, нефть и газ. Давление приводит в движение автомобили и самолеты, геодезические ракеты и космические корабли, открывает и закрывает двери лифта, вагонов метропоездов, троллейбусов и автобусов, подает воду и газ в квартиры наших домов.
Посредством давления осуществляется работа разнообразных станков, механизмов и установок в различных отраслях производства.
По давлению контролируют состояние рабочих сред в различных технологических процессах нефтехимической промышленности, при производстве искусственных волокон и пр. Во многих отраслях науки при проведении физических, термодинамических и метрологических исследований (определение концентрации газов в твердых веществах, констант уравнений состояния различных веществ, эталонные температурные и линейные измерения) также требуется измерять давление .
Давление характеризует напряженное состояние жидкостей и газов в условиях всестороннего сжатия и определяется частным от деления нормальной к поверхности силы на площадь этой поверхности:
p=N/F , (1)
где р — давление;
N — нормальная сила, действующая на поверхность;
F — площадь поверхности.
При этом принимается, что нормальная сила равномерно распределена по поверхности, а в жидкости или газе отсутствуют касательные напряжения. Так как действующая сила всегда перпендикулярна к поверхности вне зависимости от ее расположения, то давление является скалярной величиной.
Понятие давления как физической величины во всех его проявлениях едино. Вместе с тем, во многих естественных природных явлениях и в различных технических устройствах и процессах определяющим является не само давление, а его значение относительно другого. Например, под действием разности двух давлений по магистральным трубопроводам транспортируются нефть и газ из Сибири.
При сравнении значений двух давлений одно из них принимается за начало отсчета их разности. По этому признаку различают следующие виды давлений.
Абсолютное давление — давление, значение которого при измерении отсчитывается от давления, равного нулю. Абсолютное давление воздушной оболочки Земли на ее поверхность называется атмосферным давлением.
С учетом специфики каждого из видов давления при измерениях применяются специальные средства измерений — манометры и измерительные преобразователи давления.
Манометр — измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений с непосредственным отсчетом их значения.
Измерительный преобразователь давления (датчик) — первичный преобразователь, выходной сигнал которого функционально связан с измеряемым давлением или разностью давлений. Выходной сигнал датчика вторичными приборами преобразуется в показания значения давления или поступает в различные системы управления и регулирования.
В соответствии с видами измеряемого давления применяют следующие виды средств измерения давления:
 манометр абсолютного давления — манометр для измерения абсолютного давления;
 барометр — манометр для измерения атмосферного давления; манометр избыточного давления — манометр для измерения положительного избыточного давления;
 вакуумметр — манометр для измерения отрицательного избыточного давления. Вакуумметрами часто называют манометры, предназначенные для измерения низких абсолютных давлений, существенно меньших, чем атмосферное давление (в вакуумной технике);
 мановакуумметр — манометр, для измерения как положительного, так и отрицательного избыточного давления;
 дифференциальный манометр (дифманометр) — манометр для измерения разности двух давлений, каждое из которых отличается от атмосферного давления;
 микроманометр — дифференциальный манометр для измерения малых разностей двух давлений, каждое из которых существенно больше их разности.
Единицы измерения давления
Когерентной единицей Международной системы единиц (СИ) является паскаль (Па). По определению единица давления паскаль представляет собой отношение единицы силы Ньютона к единице площади квадратному метру:
1 Па= 1 Н/м2 = 1 кг/(мс2)
Наиболее близка к СИ единица давления бар (бар), размер, которой очень удобен для практики (1 бар = 1105 Па).
В применяемых до настоящего времени жидкостных манометрах мерой измеряемого давления является высота столба жидкости. Поэтому естественно применение единиц давления, определяемых высотой столба жидкости, т. е. основанных на единицах длины. В странах с метрическими системами мер получили распространение единицы давления милли¬метр и метр водяного столба (ммвод. ст. и мвод. ст.) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.).
Размеры этих единиц давления пересчитываются в единицы СИ на основании формулы
p=Hg, (2)
где Н — высота столба жидкости, м,
с — плотность жидкости, кг/м3,
g -ускорение свободного падения, м/с2.
Методы измерения давления во многом предопределяют как принципы действия, так и конструктивные особенности средств измерений. В этой связи в первую очередь следует остановиться на наиболее общих методологических вопросах техники измерения давления.
Давление, исходя из самых общих позиций, может быть определено как путем его непосредственного измерения, так и посредством измерения другой физической величины, функционально связанной с измеряемым давлением.
В первом случае измеряемое давление воздействует непосредственно на чувствительный элемент прибора, который передает информацию о значении давления последующим звеньям измерительной цепи, преобразующим ее в требуемую форму. Этот метод определения давления является методом прямых измерений, и получил наибольшее распространение в технике измерения давления. На нем основаны принципы действия большинства манометров и измерительных преобразователей давления.
Во втором случае непосредственно измеряются другие физические величины или параметры, характеризующие физические свойства измеряемой среды, значения которых закономерно связаны с давлением (температура кипения жидкости, скорость распространения ультразвука, теплопроводность газа и т. д.). Этот метод является методом косвенных измерений давления и применяется, как правило, в тех случаях, когда прямой метод по тем или иным причинам неприменим, например, при измерении сверхнизкого давления (вакуумная техника) или при измерении высоких и сверхвысоких давлений.
Давление является производной физической величиной, определяемой тремя основными физическими величинами — массой, длиной и временем. Конкретная реализация значения давления зависит от способа воспроизведения единицы давления. При измерении по формуле (1) давление определяется силой и площадью, а по формуле (2) — длиной (высотой), плотностью и ускорением. Методы определения давления, основанные на измерении указанных величин, являются абсолютными (фундаментальными) методами и применяются при воспроизведении единицы давления эталонами грузопоршневого и жидкостного типа, а также позволяют, при необходимости, производить аттестацию образцовых средств измерений.
Относительный метод измерений, в отличие от абсолютного, основан на предварительном исследовании зависимости от давления физических свойств и параметров чувствительных элементов средств измерения давления при методах прямых, измерений или других физических величин и свойств измеряемой среды — при методах косвенных измерений. Например, деформационные манометры перед их применением для измерения давления должны быть сначала отградуированы по образцовым средствам измерений соответствующей точности.
Помимо классификации по основным методам измерений и видам давления, средства измерений давления классифицируют по принципу действия, функциональному назначению, диапазону и точности измерений.
Наиболее существенный классификационный признак — принцип действия средства измерения давления.
Современные средства измерений давления представляют собой измерительные системы, звенья которых имеют различное функциональное назначение. Важнейшим звеном любого средства измерения давления является его чувствительный элемент (ЧЭ), который воспринимает измеряемое давление и преобразует его в первичный сигнал, поступающий в измерительную цепь прибора. С помощью промежуточных преобразователей сигнал от ЧЭ преобразуется в показания манометра или регистрируется им, а в измерительных преобразователях (ИПД) — в унифицированный выходной сигнал, поступающий в системы измерения, контроля, регулирования и управления. При этом промежуточные преобразователи и вторичные приборы во многих случаях унифицированы и могут применяться в сочетании с ЧЭ различных типов. Поэтому принципиальные особенности манометров и ИПД зависят, в первую очередь, от типа ЧЭ.
По принципу действия ЧЭ средства измерения давления можно разделить на следующие основные группы:
1. Средства измерения давления, основанные на прямых абсолютных методах: поршневые манометры и ИПД, в том числе и грузопоршневые манометры, манометры с нецилиндрическим неуплотненным поршнем, колокольные, кольцевые и жидкостные манометры. В первых трех манометрах метод измерений реализуется уравнением (1), основанным на определении величины давления по отношению силы к площади; в жидкостных манометрах — уравнением (2), основанным на уравновешивании давления столбом жидкости.
2. Средства измерения давления, основанные на прямых относительных методах: деформационные манометры и ИПД, в том числе и с силовой компенсацией; полупроводниковые манометры и ИПД; манометры других типов, основанные на изменении физических свойств ЧЭ под действием давления.
3. Средства измерения давления, основанные на методах косвенных измерений: установки и приборы для определения давления по результатам измерения других физических величин; установки и приборы для определения давления по результатам измерения параметров физических свойств измеряемой среды (термопарные и ионизационные вакуумметры, ультразвуковые манометры, вязкостные вакуумметры и др.).
Следует отметить, что абсолютные методы измерений, заложенные в поршневых и жидкостных манометрах, во многих случаях на практике не реализуются. Например, жидкостные манометры, исключая первичные эталоны, градуируются и поверяются не абсолютным, а относительным методом, путем их сличения с образцовыми средствами измерений соответствующей точности.