Привести результаты измерений в виде таблиц (исходные данные), расчетов и градуировочных графиков.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

«АТТЕСТАЦИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ»

 

Методические указания к проведению лабораторной работы

 

Закон "Об обеспечении единства измерений" требует, чтобы средства измерений (СИ) соответствовали условиям эксплуатации и установленным требованиям, разрабатываемым на основе рекомендаций Госстандарта. Отнесение технического устройства к СИ и установление интервалов между поверками принимает Госстандарт России. Измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками. Порядок разработки и аттестации МВИ устанавливает Госстандарт. Закон определяет Государственную метрологическую службу и иные государственные службы обеспечения единства измерений, МС государственных органов управления РФ и юридических лиц, их задачи и полномочия. Задает виды, полномочия, зоны ответственности и порядок осуществления государственного метрологического контроля и надзора, осуществляемого Государственной метрологической службой Госстандарта России. Поверку СИ осуществляют уполномоченные органы Государственной метрологической службы. В областях, где государственный метрологический надзор и контроль не применяются, используются правила и положения, введенные положением Российской системы калибровки. При этом используется либо эталон, либо эталонный прибор.

 

При оценке погрешностей технических измерений большое значение имеют метрологические характеристики СИ. К МХ СИ относятся основная и дополнительная погрешность, а также класс точности.

Класс точности − обобщенная характеристика СИ, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешности, а также других свойств СИ влияющих на точность.

Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей для каждого из классов точности должны устанавливаться в виде абсолютной, приведенной или относительной погрешности (ГОСТ 8.401-80). Он лишь позволяет судить, в каких пределах находится погрешность СИ данного типа, т.к. есть еще метод, условия измерений и т.д. Классы точности устанавливаются в стандартах или технических условиях. СИ может иметь два и более класса (если несколько диапазонов или несколько измеряемых величин). Пределы допускаемой абсолютной погрешности устанавливаются по формулам

D = ±а или D = ±(а+bx),

где x − значение по шкале, а и b − положительные числа, не зависящие от х.

Первая описывает чисто аддитивную погрешность, а вторая − сумму аддитивной и мультипликативной погрешности. Для обозначения используются прописные латинские буквы или римские цифры. В обозначении меньшая погрешность − ближе к началу алфавита. Например:“Класс точности М”.

Пределы допускаемой приведенной основной погрешности определяются:

g = D/x_N = ± p,

x_N − нормирующее значение (обычно максимальное значение шкалы),

р − отвлеченное число, выбираемое из ряда (1;1,5;2;2,5;4;5;6)·10ⁿ;n = 1;0-1;-2.;

x_N больший из пределов измерений (или модулей) для СИ с равномерной или степенной шкалами и для измерительных преобразователей, если нулевое значение выходного сигнала находится на краю или вне диапазона измерений. Для СИ, шкала которых имеет условный нуль, x_N равно модулю разности пределов измерений. Обозначают конкретным числом на циферблате, щитке или корпусе − , здесь A − конкретное число над уголком. Пределы допускаемой относительной основной погрешности определяются по формуле

/x = если = .

Значение постоянного числа устанавливается также, как и значение числа р.

Обозначается числом в кружке. Например:

В случае, если абсолютная погрешность задается формулой D = ±(а+bx), пределы относительной основной погрешности, часто выражаемой в процентах

d = ± ,

где c, d- положительные числа, выбираемые из ряда (1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6)·10 ⁿ; n = 1;0-1;-2...и т.д.;

- больший (по модулю) из пределов измерений. Обозначается в виде с/d, где- числитель с, знаменатель d.

В данной лабораторной работе используются приборы с приведенной погрешностью.

 

Погрешность измерения зависит от инструментальных погрешностей измерительных приборов, условий эксплуатации манометров, способов отбора давления и его передачи к прибора. При стабильном измеряемом давлении его значение должно составлять 34 диапазона измерения прибора.

Манометры с трубчатой пружиной наиболее распространены. Пределы измерений – 0,1..10000 Атм., погрешность измерений ± (0,5..2,5)%, малогабаритные, надежные недорогие. Очень широко используются в самых разных областях науки и техники. Пружина - это закрепленная на одном конце трубка, обычно эллипс в сечении, изогнутая по окружности. Под действием Dp = p₁-p₂ форма сечения трубки изменяется. Свободный конец трубки выгибается наружу витка (p₁ > p₂) или сгибается внутрь (p₁ < p₂), причем перемещение этого конца (Dl или a) пропорционально разности Dp. Оно определяется экспериментально. К недостаткам следует отнести остаточные деформации при перегрузках.

 

В данной лабораторной работе для построения калибровочной кривой используется эталонный манометр класса точности 0,4 также с трубчатой пружиной

 

В результате работы следует:

1) получить калибровочную кривую (не менее чем в пяти точках) рабочего диапазона манометра c учетом доверительной вероятности Р = 0,95 и числе циклов измерений в каждой рабочей точке не менее 6. Цикл измерения включает нагнетание давления в каждой рабочей точке и спуск его;

2) на основе полученных данных установить соответствие рабочего манометра обозначенному классу точности с учетом условий эксплуатации;

3) установить наличие или отсутствие остаточных деформаций в рабочем манометре.

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: практическое освоение экспериментальных методов определения метрологических характеристик средств измерения давления.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: средство измерения давления.

ЗАДАНИЕ: провести метрологическую аттестацию средства измерения давления.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Ознакомиться с установкой для аттестации средств измерения давления.

2. Изучить устройство, принцип работы и метрологические характеристики aттестуемого средства измерения давления.

3. Изучить образцовое средство измерения давления.

4. Провести метрологическую аттестацию средств измерения давлeния.

5. Обработать результаты и определить основную погрешность аттестуемого средства и ее соответствие обозначенному на приборе классу точности.

 

МЕТОДИКА МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ.

 

При метрологической аттестации производится исследование средств измерения с целью определения его метрологических свойств. В процессе метрологической аттестации должна быть определена основная погрешность средства измерения.

Определение основной погрешности манометра производится методом сличения показаний аттестуемого манометра с показаниями образцового манометра.

Аттестация манометра производится в нескольких отметках шкалы, распределенных достаточно равномерно в пределах всей шкалы. Аттестация манометра должна производиться при температуре (23±5)⁰С. При отличии температуры от указанных значений следует вводить температурную поправку, приведенную в паспорте образцового прибора. Температура при этом контролируется термометром.

При аттестации в манометрах создается с помощью насоса давление, соответствующее выбранным отметкам шкалы. Значение давления устанавливаeтся по аттестуемому манометру. Действительное значение давления отсчитывается по образцовому манометру. 1 кгс/см² = 0,098 МПа.

Основная абсолютная погрешность манометра в любой аттестуемой отметке шкалы определяется по формуле:

∆=N_АТТ – N_ОБР,

где N_АТТ, — показание аттестуемого манометра; N_ОБР — показание образцового манометра, определенное с учетом данных свидетельства о его поверке.

При исследовании основной погрешности аттестуемого манометра определяют её систематическую составляющую, случайную составляющую и случайную составляющую он, обусловленную гистерезисом (вариацией).

Для определения составляющих основной погрешности измерения проводятся многократные наблюдения в каждой аттестуемой точке диапазона измерений. Для этого давление плавно увеличивают от нуля до максимального значения и про изводят отсчет показаний, затем прибор выдерживают в течении 5 мин. под давлением, равным верхнему пределу измерений. После этого продолжают аттестацию манометра и отсчитывают показания при тех же значениях давления при плавно понижаемом давлении. Процедуру повторяют n раз.

При выборе образцового манометра следует учитывать, что его предел абсолютной погрешности не должен превышать 1/4 предела допускаемой основной абсолютной погрешности аттестуемого манометра.

При определении составляющих основной погрешности aттeстуемого манометра проводят обработку результатов многократных наблюдений в каждой аттестуемой отметке шкалы.

 

В отчете следует привести:

Выполнил: …………….., студент … курса, … группы ФТФ ПетрГУ

Цель работы:. Провести аттестацию манометра и установить соответствие указанному на приборе классу точности.

Оборудование: эталонный и аттестуемый манометры, электронасос.

Привести результаты измерений в виде таблиц (исходные данные), расчетов и градуировочных графиков.

Рабочие Формулы: , ,

где - i-е измерение давления, - среднее давление в рабочей точке, n – число измерений (6), - коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности 0,95 и числа измерений n=6 — = 2,57.

 

Расчет класса точности:

 

· класс точности δ = 2,5;

· максимальное значение шкалы х_тах = 250 кПа.

Погрешность манометра ∆ = х_maх × δ/100% = 2,5*250/100% = 6,25 кПа.

ВЫВОД; в ходе эксперимента был отградуирован рабочий манометр и проверен его класс точности. Погрешность измерений оказалась в пределах погрешности манометра, что означает соответствие заданному классу точности.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: