А) Основные элементы измерительных приборов

Контрольная  работа

по дисциплине: «Технические измерения и приборы»

Выполнил:

студент 4 курса группы ТТ

Никитин В.А.

Принял:

старший преподаватель

Купорова А.В.

Тверь 2019

Содержание:

1. Введение                                                                                                               3

2. Раздел 1. Характеристика элементов и свойств приборов                                  4

3. Раздел 2. Термометр биметаллический ТБ – 2Р                                                    9

4. Раздел 3. Практические задачи.                                                                          12

5. Список литературы                                                                                                  20

Введение.

Развитие общества, его деятельность всегда были связаны с измерениями. Научно-технический прогресс во многом обусловлен появлением новых процессов, технических устройств, автоматизированных систем управления и контроля различного назначения. Вместе с тем, непрерывно повышаются требования к качеству и надёжности функционирования объектов, систем, устройств, и чем они становятся сложнее, тем труднее получить высокие показатели качества и надёжности. Общеизвестно, что невозможно достичь этих показателей без проведения измерений нескольких десятков, сотен и тысяч параметров и характеристик объектов измерений.

Система измерений в современных условиях должна обеспечивать не только их точность и единство, но также и своевременность. В технологических процессах измерения зачастую должны проводиться за доли секунды, в режиме реального времени.

Раздел 1.

Характеристика элементов и свойств приборов

Каждый измерительный прибор состоит из ряда частей и узлов и обладает заданными метрологическими свой­ствами.

а) Основные элементы измерительных приборов

Главными узлами измерительного прибора являются измерительное и отсчетное устройства. Первое из них непосредственно осуществляет измерение физической ве­личины при помощи чувствительного элемента и при необ­ходимости усиливает входной сигнал, а второе — пока­зывает, записывает или интегрирует полученное значение.

Измерительное устройство приборов весьма различно и зависит от рода измеряемой величины (давление, температура и т. д.) и принципа действия при­бора (механический, электрический и пр.). В большинстве случаев измерительное устройство состоит из подвижной и неподвижной частей. Перемещение подвижной части происходит под воздействием измеряемой величины на чувствительный элемент прибора.

Отсчетное устройство в зависимости от характера показаний приборов выполняется в виде: шкалы и указателя(показывающие приборы), записываю­щего  приспособления и диаграммной бумаги (самопишущие приборы) и счетного устройства (интегрирующие при­боры).

Шкала показывающего прибора состоит из ряда последовательно нанесенных на плоском или профильном(цилиндрическом) циферблате¹ ( ¹ Циферблатом называется лицевая сторона прибора, на которой нанесены шкала, условные обозначения и пояснительные надписи. ) отметок (делений), соот­ветствующих числовым значениям измеряемой величины..

Отметки и числа на циферблате называются градуировкой шкалы. Разность значений, соответствующих двум сосед­ним отметкам шкалы, выраженная в единицах измерения, носит название цены деления шкалы.

Показание прибора, характеризующее значение изме­ряемой величины, определяется согласно уравнению (1-1) как число отсчитанных делений, умноженных на цену деления шкалы. В некоторых случаях показание находится умножением отсчета на постоянную прибора, выражаемую в единицах измерения, а также по данным градуировочной характеристикиприбора, представляющей зависимость (таблицу или график) отсчета от значения измеряемой величины, или посредством особого расчета.

Начальное и конечное значения шкалы определяют собой диапазон показаний (пределы шкалы) прибора, а допускаемая по шкале по условиям точности область измерения представляет диапазон измерений прибора. В частном случае диапазоны показания и измерения могут быть равны между собой.

Шкала измерительных приборов бывает прямолиней­ной, дуговой и круговой (рис. 1-1). Дуговая шкала имеет центральный угол меньше, а круговая - больше 180°. Кроме того, шкала может быть равномерной и неравно­мерной (рис. 1-2). Равномерная шкала имеет одинаковые расстояния между отметками поэтому более удобна для измерений, чем неравномерная, у которой эти расстояния обычно изменяются по определенному закону (параболе,синусоиде и т. п.). Точность отсчета показаний по равно­мерной шкале выше, чем по неравномерной.

Если шкала прибора начинается с нуля, то она назы­вается односторонней, если отметки расположены по обе стороны от нуля - двусторонней. Иногда измеритель­ные приборы выполняются с безнулевой шкалой, начинаю­щейся не с нуля, а с некоторого значения. Измерение по прибору с безнулевой шкалой точнее, чем с односторонней или двусторонней шкалой, так как она имеет меньшую цену деления. У некоторых измерительных приборов циферблат со шкалой делается вращающимся, а указатель - неподвижным. Приборы с одним диапазоном по­казаний имеют однострочную шкалу, а с многими - двух­строчную, трехстрочную и т. д.

Указателем (рис. 1-3) у промышленных приборов служит хорошо заметная на расстоянии клиновая или клиновая стержневая стрелка, тогда как более точные приборы снабжаются ножевой стрелкой, конец которой имеет вид лезвия, расположенного нормально к плоскости шкалы.

У жидкостных стеклянных приборов указателем слу­жит видимый уровень (мениск) жидкости в измерительной трубке (рис. 1-4). Если жидкостью является вода или спирт, то из-за хорошей смачиваемости стенок образуется вогнутый мениск и отсчет показаний производится по нижней его границе, а в случае применения ртути — вы­пуклый мениск, позволяющий производить отсчет по верхней его границе.

У некоторых приборов применяется световой указатель отсчета (зайчик), получаемый от специальной лампочки при отражении луча на шкалу от зеркальца, закрепленного на подвижной части измерительного устройства. При измерении вначале отсчитывается целое число делений, пройденных указателем, а затем оценивается на глаз оставшаяся часть деления до указателя. При наличии коле­баний измеряемой величины дела­ется отсчет среднего ее значения.

В самопишущих приборах обычно применяются бу­мажные диаграммные ленты и диски.

Диаграммная лента шириной 100—250 мм и длиной 15—30 м закладывается в прибор в виде рулонаили пакета (при складывающейся ленте).

В большинстве случаев она имеет прямоугольную координатную сетку, по ширине которой отложены значения измеряемой ве­личины, а по длине — значения времени. Скорость дви­жения диаграммной ленты в приборах составляет 20 - 7200 мм/ч.

Диаграммный диск диаметром 250-300 мм имеет полярную координатную сетку в виде концентри­ческих окружностей, соответствующих значениям изме­ряемой величины, и радиальных дуг, отвечающих зна­чениям времени. Частота вращения диаграммного диска - 1 или 2 об/сут

3апись показаний прибора на диаграмме осуществляется непрерывной или точечной линией. Не­прерывная запись производится чаще в одноточечных приборах и выполняется металлическим или пластмассовым пером с запасом чернил.

Счетное устройство интегрирующих прибо­ров (счетчиков или интеграторов) для отсчета показаний имеет стрелочный, роликовый или стрелочно-роликовый счетный указатель. Приборы имеют конечный предел показаний счетного устройства, по достижении которого они снова начинают счет с нуля.

Измерительный прибор может быть кон­структивно выполнен как одно целое (в общем корпусе) или состоять из нескольких частей (в отдельных корпусах), самостоятельно участвующих в процессе измерения и представляющих собой измерительный комплект.

Прибор, имеющий один корпус, чаще всего является местным, а состоящий из нескольких корпусов - с дистанционной передачей показаний

В обоих случаях прибор связывается с местом измерения при помощи соединитель­ной линии (проводов или трубок), передающей ему зна­чение измеряемой величины.

Большинство измерительных приборов с дистанцион­ной передачей показаний содержит в себе две самостоятель­ные части: первичный измерительный преобразователь (датчик) и вторичный прибор.

Первичный преобразователь, являю­щийся воспринимающей и передающей частью комплекта, снабженный чувствительным элементом, располагается, как правило, в месте измерения и подвергается непосред­ственному воздействию измеряемой величины.

Вторичный прибор, или измеряющая часть, выдает показания измеряемой величины, преобразовывая при помощи измерительного устройства получаемый им .выходной сигнал от первичного преобразователя в соот­ветствующее перемещение отсчетного устройства. Вторич­ный прибор связывается с первичным преобразователем соединительной линией и устанавливается обычно на щите управления агрегата.

Некоторые из вторичных приборов дополнительно снабжаются электроконтактным сигнализирующим уст­ройством, воздействующим на аппаратуру светозвуковой сигнализации при отклонении контролируемой величины за допускаемые пределы.

Приборы с более сложным устройством могут еще иметь промежуточный измерительный преобразователь, включаемый между первичным преобразователем и вторичным прибором и служащий, как правило, для преобразования, усиления и формирования выходного сигнала первичного преобразователя.

Защитные корпуса приборов изготовляются из алюминиевых сплавов, стали, пластмассы или дерева. Передняя сторона корпуса (перед отсчетным устройством) выполняется застекленной, причем усамопишущих при­боров для доступа внутрь (при смене диаграммной бумаги, заполнении пера чернилами и пр.) корпус снабжается застекленной крышкой на петлях, имеющей замок и рукоятку.

Корпуса приборов приспособлены для выступающего или утопленного монтажа (стационарные приборы), а так­же для установки на столе (переносные приборы). Прибо­ры для выступающего монтажа закрепляются на поверхности щитов и стен, а также на колоннах, кронштейнах, подставках и т. д. Прибо­ры для утопленного монтажа устанавливаются в специаль­ных вырезах в панели щита, из которых наружу выступает лишь передняя часть корпуса. Корпуса переносных приборов обычно выполняются в виде ящика со съемной крыш­кой, снабженного ручкой.

В зависимости от назначения, устройства и принципа действия измерительные приборы обладают различными метрологическими свойствами, которые в основном харак­теризуются точностью, чувствительностью, быстродей­ствием и надежностью работы.

Точность измерительного прибора определяется степенью достоверности его показаний, т. е. тем, насколько результаты измерений отличаются от истинных значений измеряемой величины.

Быстродействие прибора зависит от его инер­ционности, вызывающей запаздывание показаний. По­следнее характеризует время с момента начала из­менения измеряемой величины до момента показания его прибором. Инерционность приборов в большинстве слу­чаев вызывается тепловыми, механическими и гидравли­ческими факторами. Чем более быстродействующим яв­ляется прибор, тем выше его качество.

Надежность прибора характеризует его свой­ство сохранять работоспособность в течение заданного времени. Под работоспособностью подразумевается сос­тояние прибора, при котором он может выполнять свои функции в соответствии с установленными для него тех­ническими требованиями. Часто в технической докумен­тации на прибор указывается вероятность безотказной его работы в заданном интервале времени.

Степень влияния на показания приборов неблагоприят­ных внешних условий (температуры, влажности и запы­ленности окружающего воздуха, вибрации и т. п.) также в известной мере определяет их качество. Условия эксплу­атации приборов должны по возможности соответствовать условиям их градуировки

Выбор того или иного типа измерительного прибора производится в зависимости от его свойств и технической характеристики, наличия у него необходимых основных (показание, запись) и дополнительных (интегрирование, сигнализация) устройств, дистанционной передачи пока­заний и рода выходного сигнала. При этом учитываются габариты и масса прибора, а также условия его эксплуата­ции, монтажа и ремонта.

Каждый поставляемый предприятием-изготовителем прибор снабжается паспортом, содержащим основные технические характеристики, а также техническим описа­нием и инструкцией по эксплуатации. В дальнейшем организация, использующая измерительный прибор, за­водит на него карточку (или формуляр), в которой после­довательно отмечаются все изменения состояния прибора, условия его работы, характер производимых ремонтов, поверки и т. п.