Класс точности приборов
Обобщенной характеристикой средств измерения является класс точности, определяемый предельными значениями допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерения, влияющими на точность, значение которых устанавливается в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их точностные свойства, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств. В настоящее время в нашей стране используются два вида классов точности: 1) по абсолютным погрешностям (порядковые номера классов); 2) по относительным приведенным погрешностям (отношение абсолютной погрешности Δ к диапазону шкалы прибора, выраженное в процентах).
Вопрос 7.
Вопрос 8. Работа пьезоэлектрического датчика основана на физическом явлении, которое называется пьезоэлектрическим эффектом. Этот эффект проявляется в некоторых кристаллах в виде появления на их гранях электрических зарядов разных знаков при сжатии кристалла в определенном направлении. Пьезоэлектрические датчики относятся к генераторному типу. Пьезоэлектрические датчики используются в автоматике для измерения давлений, вибраций, ускорений, других параметров быстропротекающих процессов. Типичным представителем пьезоэлектриков, достаточно широко применяемым при построении датчиков в приборах для измерений механических величин (силы, давления, ускорения и пр.), является кварц. Однако в последние десятилетия при измерениях ряда других неэлектрических величин в качестве датчиков используются такие разновидности пьезоэлектриков, как пироэлектрики, сегнетоэлектрики и сегнетоэлектрические пьезокерамики. Пироэлектрики представляют собой особую разновидность пьезоэлектрических кристаллов, поляризующихся при всестороннем гидростатическом давлении и тепловом расширении, откуда и происходит название «пироэлектрики». Их типичным представителем является турмалин. Сегнетоэлектрики входят в группу пироэлектрических кристаллов. Одни и те же кристаллы в зависимости от температуры могут быть как сегнетоэлектриками, так и линейными кристаллами. Температура, при которой сегнетоэлектрическая структура кристалла преобразуется в структуру линейного кристалла или в другую сегнетоэлектрическую структуру, называется точкой Кюри. Вблизи этой точки высокая поляризация при действии механических напряжений и температуры или очень большое изменение диэлектрической проницаемости е при действии температуры проявляются особенно сильно. Сегнетоэлектрические монокристаллы сегнетовой соли и титаната бария практически не используются в измерительной технике из-за относительно низкой стабильности свойств и трудности получения бездефектных монокристаллов. Значительно чаще применяются сегнетоэлектрические пьезокерамики, представляющие собой продукт отжига спрессованной смеси, состоящей из мелкораздробленного кристалла с присадками. Сырьем для производства пьезокерамики служат титанат бария, титанат свинца и цирконах свинца с точками Кюри соответственно 120, 500 и ~230°С. Пьезоэлектрический датчик подобен электрическому конденсатору. Количество электричества q, появившееся под воздействием механической силы, заряжает грани пьезоэлемента и соединенные с ним проводники до напряжения U, определяемого как U гДе С - емкость между проводниками (включая емкость пьезоэлемента). Проволочный тензодатчик в технике измерений неэлектрических величин используются по двум направлениям. Первое направление - использование тензоэффекта проводника, находящегося в состоянии объемного сжатия, когда естественной входной величиной преобразователя является давление окружающего его газа или жидкости. В этом случае преобразователь представляет собой катушку провода (обычно манганинового), помещенную в область измеряемого давления (жидкости или газа). Выходной величиной преобразователя является изменение его активного сопротивления. Второе направление - использование тензоэфффекта растягиваемой проволоки из тензочувствительного материала. При этом тензопреобразоатели применяются в виде «свободных» преобразователей и в виде наклеиваемых. «Свободные» тензопреобразователи выполняются в виде одной или ряда проволок, закрепленных по концам между подвижной и неподвижной деталями, и, как правило, выполняющих одновременно роль упругого элемента. Естественной входной величиной таких преобразователей является весьма малое перемещение подвижной детали. Устройство наиболее распространенного типа наклеиваемого проволочного тензодатчика изображено на рисунке 4.16. На полоску тонкой бумаги или лаковую пленку наклеивается уложенная зигзагообразно тонкая проволока диаметром 0,02 - 0,05 мм. К концам проволоки присоединяются выводные медные проводники. Сверху преобразователь покрывается слоем лака, а иногда заклеивается бумагой или фетром. Датчик обычно устанавливается так, чтобы его наиболее длинная сторона была ориентирована в направлении измеряемой силы. Такой преобразователь, будучи приклееным к испытуемой детали, воспринимает деформации ее поверхностного слоя. Таким образом, естественной входной величиной наклеиваемого преобразователя является деформация поверхностного слоя детали, на которую он наклеен, а выходной - изменение сопротивления преобразователя, пропорциональное этой деформации. Обычно наклеиваемые датчики используются много чаще ненаклеиваемых. Измерительной базой преобразователя является длина детали, занимаемая проволокой. Наиболее часто используются преобразователи с базами 5-20 мм, обладающие сопротивлением 30 - 500 Ом.
Вопрос 9. Жидкостные манометры отличаются простотой конструкции и сравнительно высокой точностью измерения. Их широко применяют как в качестве переносных (лабораторных), так и технических приборов для измерения давления. Переносной U- образный манометр, представляющий собой согнутую в виде буквы U стеклянную трубку 1, показан на рис.4.1. Трубка закреплена на доске 2 со шкалой 3, расположенной между коленами трубки, и заполнена жидкостью (спиртом, водой, ртутью). Один конец трубки соединен с полостью, в которой измеряется давление, другой конец трубки сообщается с атмосферой. Под действием измеряемого давления жидкость в трубке перемещается из одного колена в другое до тех пор, пока измеряемое давление не уравновесится гидростатическим давлением столба жидкости в открытом колене. Если давление в полости, с которой соединен прибор, ниже атмосферного, то жидкость в коленах переместится в обратном направлении, и высота ее столба будет соответствовать вакууму. Присоединив оба колена трубки к полостям с различными давлениями Pi и Рг, можно определить разность давлений. Манометр заполняют жидкостью до нулевой отметки шкалы. Для определения высоты столба жидкости необходимо сделать два отсчета (снижение в одном колене и подъем в другом) и суммировать их величины, т. е. Н = hi + Ьг [3]. По виду упругого чувствительного элемента (рис.4.2) пружинные приборы делятся на следующие группы: 1) приборы с трубчатой пружиной, или собственно пружинные (рис.4.2 а, б); 2) мембранные приборы, у которых упругим элементом служит мембрана, анероидная или мембранная коробка, блок анеироидных или мембранных коробок. 3) Пружинно- мембранные с гибкой мембраной 4) Приборы с упругой гармониковой мембраной (сильфоном) 5) Пружинно – сильфонные
Вопрос 10. Комплект расходомера переменного перепада давления состоит из сужающего устройства, установленного в трубопровод, дифманометра, и вторичного прибора. СУ располагается в трубопроводе, достигая диафрагмы, давление потока начинает увеличиваться, но достигая максимальной величины только на выходе из диафрагмы. После диафрагмы резко возрастает скорость потока, а давление начинает постепенно снижаться. Разность давления, создаваемых СУ, измеряется при помощи дифманометра, который преобразует сигнал и передает его на вторичный прибор. В качестве СУ могут использоваться диафрагмы, стандартное сопло, сопло вентури, труба вентури. Однако чаще всего используются диафрагма, т.к. она достаточно проста в изготовлении и менее металлоемкая чем остальные СУ. Диафрагма имеет отверстия выточенные под углом 30-40 градусов. Пробки диафрагмы должны быть острыми. Любое СУ не должно иметь заусенцов, вмятин, и царапин. Поверхность СУ должна быть идеально гладкой что бы уменьшить потери на трении. Со временем на су и на стенках самого трубопровода появляется шероховатость, что приводит к погрешностям измерений. На показатели так же влияет погрешность самого вторичного прибора и дифманометра, а так же изменяется средняя температура ее вязкости и плотность. СУ должны устанавливать только на пямолинейных участках. По перепаду давления можно определить объемный и массовый расход.
Qv=альфаF0 * корень 2/плотность * (р1-р2), Qm= альфаF0 * корень 2*плоность *(р1-р2). Альфа- коэф.расхода, Fнулевое – площадь поперечного сечения отверсия диафрагмы, ро-плотность, р1-р2- разность давлений.
Вопрос 11. Расходомеры постоянного перепада давления В зависимости от расходомеров сужающего устройства позволяет измерять малый расход. Они просты в изготовлении и простейшая конструкция ротаметра состоит из: --конической стеклянной трубки --поплавка На поплавок действует 4 силы с --верху вниз – силя тяжести, гидростатическая сила --снизу вверх – сила потока и сила трения F1+F2 = F3+F4 (БЛАГОДАРЯ ТОМУ ЧТО ТРУБКА КОНИЧЕСКАЯ СУММА СИЛ ДЕЙСТВУЮЩИХ СВЕРХУ УРАВНОВЕШЕННО СУММОЙ СИЛ ДЕЙСТВУЮЩИХ СНИЗУ) РОТАМЕТР с диф. - трансформаторной передачей состоит из: --цилиндрической трубки (внутри которой расположено седло имеющее отверстие под конус) --поплавок (связанный при помощи штока с сердечником) Сердечник находится между двумя катушками при изменении расхода поплавок вертикально перемещается поднимая таким образом сердечник и в зависимости положения сердечника измеряется показания вторичного прибора.
Вопрос 12.
|
