Засоби вимірювально техніки (ЗВТ)

Реферат на тему:

Засоби вимірювально техніки (ЗВТ).

Поняття і види засобів вимірювальної техніки Основою технічної бази метрологічного забезпечення є засоби вимірювальної техніки. Засобами вимірювальної техніки називають технічні засоби, які використовуються при вимірюваннях і мають нормовані метрологічні характеристики. Метрологічними називаються ті характеристики ЗВТ, від яких залежить точність результатів, одержаних за їх допомогою. Нормування метрологічних характеристик полягає в законодавчому регламентуванні їх складу і норм значень.

Під видами ЗВТ розуміємо: міри, їх набори і магазини, вимірювальні перетворювачі, прилади, установки і системи.

Міра — ЗВТ, що призначені для відтворення ФВ заданого розміру (однозначна міра) або ряду розмірів (багатозначна міра).

Набір мір — це спеціально підібраний комплекс конструктивно відокремлених мір, які можуть використовуватися не тільки окремо, але й у різних комбінаціях для відтворення ряду розмірів даної ФВ, наприклад набір гир, вимірювальних резисторів, конденсаторів. Набір мір, конструктивно об'єднаних в одне ціле з пристроєм для вмикання їх у різних комбінаціях, називається магазином мір. Наприклад, магазин опору, ємності, індуктивності.

Вимірювальний перетворювач — ЗВТ, що призначений для перетворення вхідного вимірювального сигналу на вихідний сигнал, який зручний для дальшого перетворення, обробки, зберігання чи передавання вимірювальної інформації, але не для безпосереднього сприймання спостерігачем. Наприклад, калібрований шунт, вимірювальний трансформатор, атестована термопара.

Вимірювальний прилад — ЗВТ, вихідний сигнал якого придатний для безпосереднього сприймання вимірювальної інформації спостерігачем, завдяки наявності відлікового пристрою (шкала з покажчиком, цифрове табло). Наприклад: вольтметр, ватметр, термометр. Вимірювальні перетворювачі і прилади об'єднують спільною назвою — вимірювальні пристрої.

Вимірювальна установка — сукупність функціонально об'єднаних ЗВТ (мір, вимірювальних пристроїв) і допоміжних технічних засобів (стабілізуючих, перемикаючих), розташована в одному місці і призначена для одержання вимірювальних сигналів, придатних для безпосереднього сприймання вимірювальної інформації спостерігачем. Наприклад, установка для випробувань феромагнітних матеріалів, для вимірювання питомого електричного опору електротехнічних матеріалів.

Вимірювальна система — сукупність ЗВТ і допоміжних пристроїв, що з'єднані каналами зв’язку, призначена для вироблення сигналів у формі, придатній для автоматичної обробки, передавання і (або) використання вимірювальної інформації в автоматизованих системах управління. Вимірювальні системи є різновидом інформаційно-вимірювальних систем (ІВС), до яких належать також системи автоматичного контролю, технічної діагностики, розпізнавання образів. ІВС входять до складу автоматизованих систем управління.

Класифікація вимірювальних приладів.

Серед усіх видів ЗВТ найбільше поширення мають вимірювальні прилади. Вони різноманітні за призначенням, принципом дії, метрологічними та експлуатаційними характеристиками. Тому їх можна класифікувати за багатьма ознаками, але з точки зору дальшого викладу доцільно обмежитись розглядом найзагальніших класифікаційних ознак.

За формою вимірювальної інформації, що міститься в інформативному параметрі вихідного сигналу, вимірювальні прилади поділяються на аналогові та цифрові. Аналоговим називається прилад, інформативний параметр вихідного сигналу якого є фізичним аналогом вимірюваної величини — інформативного параметру вхідного сигналу. Наприклад, переміщення рухомої частини електродинамічного вольтметра — аналог середнього квадратичного значення вимірювальної напруги.

Цифровим називається прилад, вихідний сигнал якого цифровий, тобто містить інформацію про значення вимірюваної величини, закодовану в цифровому коді. Покази аналогових приладів також цифрові, але їх аналогові вихідні сигнали квантує і кодує у цифровому коді сам спостерігач (експериментатор) у процесі відліку показів, а в цифровому приладі - операції виконуються автоматично.

Вимірювальний прилад, що допускає тільки відлік показів, називається показуючим, а прилад, в якому передбачена автоматична фіксація вимірювальної інформації, — реєструючим. Залежно від виду фіксації реєструючі прилади поділяються на самописні та друкуючі. Самописний прилад (самописець) записує вимірювальну інформацію в аналоговій формі у вигляді діаграми, а друкуючий здійснює друкування вимірювальної інформації в цифровій формі.

Залежно від виду значення вимірюваної величини, тобто інформативного параметру вхідного сигналу, відрізняють прилади миттєвих та інтегральних (середнє за модулем, середнє квадратичне) значень, а також інтегруючі та підсумовуючі прилади. Інтегруючий прилад інтегрує вхідний сигнал за часом або іншою незалежною змінною. Наприклад, лічильник електричної енергії інтегрує миттєву потужність за часом. Підсумовуючим називається прилад, покази якого функціонально пов’язані з сумою двох або декількох величин, що підводяться до нього різними каналами, наприклад ватметр для вимірювання потужності декількох генераторів.

Класифікаційними ознаками служать вимірювання величини або її одиниця, відображаються в найменуванні вимірювального приладу, наприклад, вологомір або гігрометр, висотомір або альтметр, частотомір або герцметр, вольтметр, мілівольтметр і т.п.

Електровимірювальні прилади, що дозволяють вимірювати дві і більше різних за фізичною природою величини, називають комбінованими праладами або мультиметрами, а прилади, що придатні для вимірювань у колах постійного і змінного струмів, — універсальними приладами.

Загальні відомості про нестандартизовані ЗВТ.

При розробці методик виконання вимірювань, як правило, формулюють технічні вимоги до засобів вимірювальної техніки. В зв’язку з тим, що номенклатура загальнопромислових ЗВТ обмежена і уніфікована, розробнику методики далеко не завжди вдається вибрати із каталогів засоби вимірювання, які б повністю задовольняли задані умови одержання вимірювальної інформації. Буває, що при розробці науково-обгрунтованих методик окремі властивості потрібних ЗВТ відрізняються від тих, якими володіють ЗВТ загальнопромислового призначення. В одних випадках — це метрологічні характеристики, в других — габаритні розміри або маса, в третіх — умови експлуатації і т.д. Нерідко бувають випадки, коли вибрані із каталогів ЗВТ, хоча і задовольняють пред «явлені до них вимоги, застосовувати економічно недоцільно, так як не всі технічні можливості цих засобів раціонально використовуються при вимірюваннях або їх вартість (часто універсальних засобів) перевищує економічний показник від впровадження самого технологічного або випробовуючого процесу і т.д.

Безумовно, вибір ЗВТ при розробці методики повинен спиратися на техніко-економічну основу. З одної сторони, не повинні бути допущені втрати об'єму або точності інформації, з другої, — неповне використання яких-небудь інформативних параметрів або властивостей ЗВТ, приводить до необгрунтованих витрат матеріальних ресурсів. Все це примушує розробників методик виконання вимірювань, ставити питання про створення ЗВТ з специфічними експлуатаційними характеристиками або, як їх іменують, «нестандартизованих».

До нестандартизованих ЗВТ відносяться засоби, які виготовляються одиничними примірниками або разовими партіями і піддаються замість державних випробовувань метрологічній атестації. Хоча приведене поняття нестандартизованих ЗВТ далеко не є вдосконалене, але воно з достатньою повністю характеризує цю категорію ЗВТ за самим загальним принципом, який відрізняє їх від ЗВТ загальнопромислового призначення, занесених в Держреєстр засобів вимірювальної техніки.

Досвід показує, що, не дивлячись на систематичне збільшення виробництва засобів вимірювальної техніки загальнопромислового призначення, введення нестандартизованих засобів розглядається як закономірне явище в практиці метрологічного забезпечення винаходів і виробництва. Потреба в них виникає на підприємстві при освоєнні нової техніки, розробці унікального обладнання, виконанні дослідно-конструкторських робіт, вирішенні вузьких задач контролю якості продукції, яка випускається. В багатьох випадках ці ЗВТ являються основними, розрахованими на одержання надійної вимірювальної інформації.

Важливість і величезні масштаби застосування нестандартизованих ЗВТ, їх безпосередній вплив на якість продукції, яка випускається, вимагають встановлення такого порядку при розробці, виготовленні, введенні в експлуатацію і експлуатації цих засобів, при якому буде повністю виключена ймовірність застосування засобів, які б не забезпечували достовірних результатів вимірювань.

Цей порядок при розробці і виготовленні нестандартизованих засобів вимірювальної техніки повинен враховувати, з одної сторони, науково-технічну і економічну обгрунтованість методу, з другої - задовольняти вимоги системи управління якостями засобів вимірювальної техніки в експлуатації. ЗВТ повинні витримувати всі необхідні випробовування, володіти постійністю експлуатаційних характеристик, які підтверджені при метрологічній атестації безвідказністю в експлуатації, здатнІстю до періодичної перевірки і ремонтопридатністю.

Для одержання максимальної економічної ефективності від застосування нестандартизованих ЗВТ розробники методик або ЗВТ повинні:

використовувати розроблені або виготовлені нестандартизовані засоби вимірювальної техніки;

застосовувати любі категорії ЗВТ, в тому числі і загальнопромислового призначення, в аномальних для них умовах роботи, якщо при проведенні їх метрологічної атестації встановлені метрологічні властивості, які вимагаються;

використовувати ЗВТ застарілих конструкцій, імпортні, які відсутні в Держреєстрі, якщо при проведенні їх метрологічної атестації встановлені метрологічні властивості, які вимагаються;

вдосконалювати або реконструювати окремі блоки, вузли ЗВТ любих видів і категорій, якщо це економічно виправдовується;

застосовувати ЗВТ любих категорій, які знаходяться в стадії розробки або виготовлення;

розробляти нестандартизовані ЗВТ нових типів, якщо матеріальні витрати на ці розробки не перевищують допустимих затрат на одержання економічного ефекту від їх впровадження.

Систему метрологічного контролю на підприємстві за нестандартизованими ЗВТ слід впроваджувати на основі виконання наступних заходів:

проведення технічного пошуку нестандартизованих ЗВТ, що знаходяться в застосуванні або на збереженні, при якому виявляють технічну документацію на ці засоби (методики виконання вимірювань, опису, креслення і т.д.), а також визначають їх працездатність і комплектність;

складання плану проведення метрологічної атестації зареєстрованих ЗВТ;

аналіз та вивчення технічної документації, повязаної з застосуванням виявлених нестандартизованих ЗВТ і проведення метрологічної експертизи цієї документації;

розробки (або одержання від підприємств-розробників) відсутньої технічної документації на ЗВТ, в яких вона відсутня;

атестації або стандартизації методик виконання вимірювань;

розробки програми і методики проведення метрологічної атестації ЗВТ;

проведення метрологічної атестації ЗВТ і при якісних результатах оформлення свідоцтва про придатність засобів вимірювань до застосування або виводу їх із експлуатації, якщо результати метрологічної атестації не відповідають вимогам, які вказані в технічному завданні на їх розробку.

Технічний пошук нестандартизованих ЗВТ найкраще проводити одночасно з пошуком методик на вимірювання, які виконуються, а також ЗВТ загальнопромислового призначення.

Хоча класифікація нестандартизованих ЗВТ ще не розроблена, але за шириною, специфікою і характером розповсюдження їх найкраще розділити на дві основні групи: 1) ЗВТ міжгалузевого призначення 2) ЗВТ галузевого призначення. ЗВТ першої групи приймає із виробництва відділ технічного контролю і комплектує їх експлуатаційними документами. Як правило, цими засобами комплектують унікальне обладнання загальнопромислового призначення, яке часто піддають державним випробуванням. Однак вмонтовані в нього ЗВТ в силу їх обмеженого застосування державним випробуванням не піддають.

В більшості випадків нестандартизовані ЗВТ відображають особливості і специфічність галузі, у відношенні характеру вимірюваних фізичних величин або параметрів, конструкції, умови експлуатації, рівня надійності і т.д. Ці ЗВТ можна віднести до другої групи. Їх розробляють і виготовляють для внутрішньовідомчих потреб, а в окремих випадках — для ряду суміжних по тематиці відомств.

Засоби галузевого призначення є дуже різноманітними за конструктивним виконанням і функціональним призначенням, що дуже затруднює впровадження їх в практику підприємств.

В залежності від характеру застосування, виду приймання після виготовлення і форми супроводжуючих експлуатаційних документів ЗВТ галузевого призначення можна поділити на засоби: загальногалузевого, вузькогалузевого і спеціального призначень.

Беручи до уваги, що створення цих засобів часто викликає немалі затрати матеріальних ресурсів, обмежувати застосування таких засобів нема необхідності, так як їх впровадження в багатьох випадках дає значний технічний і економічний ефект. Однак питання керування розробкою, виготовленням, впровадженням в експлуатацію ЗВТ галузевого призначення потребують до себе особливої уваги. Вихідним критерієм для розробки цих ЗВТ повинна служити техніко-економічна обгрунтованість. Чіткий порядок при виготовленні і експлуатації забезпечує їм високу якість і розширення сфери застосування. Досвід показує, що багато засобів вимірювань галузевого призначення постійно виходять із рамок вузьковідомчого застосування і переходять в широкогалузеве використання, а потім, після проведення державних випробувань, освоюються як загальнопромислові.