Учебный материал «Новомосковский технологический колледж» МДК 01. Основы наладки и испытаний устройств релейной защиты, автоматики, средств измерения и систем сигнализации Раздел ПМ 1. Применение средств измерений в энергетике Тема 1. 1. Метрологические показатели средств измерений. Подготовил преподаватель Лучкин В. П. 1 курс обучения 2016 год
Общие сведения о метрологии и стандартизации. Метрология — это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, методах и средствах достижения требуемой точности. Термин «метрология» часто используется в широком смысле, охватывая как теоретические, так и практические аспекты измерений. Если нужно более конкретное определение, то можно использовать следующие термины: Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Нормативная база для этого — метрологические стандарты. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность. Метрологическая служба совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.
Общие сведения о метрологии и стандартизации. Метрологическое обеспечение (МО) деятельность метрологических и других служб, направленная на: - на создание в стране необходимых эталонов, образцовых и рабочих средств измерений; - на их правильный выбор и применение; - на разработку и применение метрологических правил и норм; - на выполнение других метрологических работ, необходимых для обеспечения требуемого качества измерений на рабочем месте, предприятии, в отрасли и национальной экономике.
Термины и определения метрологии Единство измерений — состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы. Физическая величина — одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины. Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики. Поверка — совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы в целях подтверждения соответствия средств измерения метрологическим требованиям.
Термины и определения метрологии Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешность средства измерения — разность между показанием средства измерений и действительным значением измеряемой физической величины. Точность средства измерений — характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю. Лицензия — это разрешение, выдаваемое органам государственной метрологической службы на закрепленной за ним территории физическому или юридическому лицу на осуществление ему деятельности по производству и ремонту средств измерения. Эталон единицы величины — техническое средство, предназначенное для передачи, хранения и воспроизведения единицы величины.
Разделы метрологии Метрология состоит из 3 основных разделов: Теоретический рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений). Прикладной изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения. Законодательный устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений, которые возводятся в ранг правовых положений и имеют обязательную силу и находятся под контролем государства.
Понятие об измерениях Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) — это система обеспечения единства измерений в стране, реализуемая, управляемая и контролируемая федеральным органом исполнительной власти по метрологии — Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулирование, бывший Госстандарт). ГСИ состоит из следующих подсистем: правовой; технической; организационной. Правовая подсистема — комплекс взаимосвязанных законодательных и подзаконных актов, объединенных общей целевой направленностью и устанавливающих согласованные требования к следующим взаимосвязанным объектам деятельности по обеспечению единства измерений
Понятие об измерениях Техническая подсистема представлена совокупностью: межгосударственных, государственных эталонов, , единиц величин и шкал измерений; стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; стандартных справочных данных о физическихсвойствах веществ и материалов; средств измерений и испытательного оборудования, необходимых для осуществления метрологического контроля и надзора; специальных зданий и сооружений для проведения высокоточных измерений в метрологических целях; научно исследовательских, эталонных, испытательных, калибровочных и измерительных лабораторий. Организационная подсистема представлена метрологическими службами.
Понятие эталона измерения Эталон единицы величины – средство измерений, выполненное по особой спецификации и официально утвержденное в установленном порядке в качестве эталона. Различают следующие виды эталонов: первичный — обеспечивает воспроизведение и хранение единицы с наивысшей в стране точностью. Первичные эталоны — это уникальные СИ, составляющие основу государственной системы обеспечения единства измерений; государственный — это первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны. Вторичный эталон — хранит размер единицы, полученной путем сличения с первичным эталоном соответствующей физической вели эталон-копия —создается в случае необходимости проведения большого числа поверочных работ с целью предохранения первичного или специального эталона от преждевременного износа.
Понятие эталона измерения Рабочий эталон — применяется для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Это самые распространенные эталоны, применяемя во многих территориальных метрологических органах и лабораториях министерств и ведомств. Главное требование к свойствам эталона Неизменность — свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени Воспроизводимость — возможность воспроизведения единицы физ. величины с наименьшей погрешностью для существующего уровня Сличаемостъ — возможность обеспечения сличения с эталоном других СИ, нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для существующего уровня развития техники измерения. развития измерительной техники.
Виды измерений. Измерения геометрических величин: длин; отклонений формы поверхностей; параметров сложных поверхностей; углов. Измерения механических величин: массы; силы; крутящих моментов, напряжений и деформаций; параметров движения; твердости. Измерения параметров потока, расхода, уровня, объема веществ: массового и объемного расхода жидкостей в трубопроводах; расхода газов; вместимости; параметров открытых потоков; уровня жидкости. Измерения давлений, вакуумные измерения: избыточного давления; абсолютного давления; переменного давления; вакуума. Физико-химические измерения: вязкости; плотности; содержаний (концентрации) компонентов в твердых, жидких и газообразных веществах; влажности газов, твердых веществ; электрохимические измерения.
Виды измерений. Теплофизические и температурные измерения: температуры; теплофизических величин. Измерения времени и частоты: методы и средства воспроизведения и хранения единиц и шкал времени и частоты; измерения интервалов времени; измерения частоты периодических процессов; методы и средства передачи размеров единиц времени и частоты. Измерения электрических и магнитных величин на постоянном и переменном токе: силы тока, количества электричества, электродвижущей силы, напряжения, мощности и энергии, угла сдвига фаз; электрического сопротивления, проводимости, емкости, индуктивности и добротности электрических цепей; параметров магнитных полей; магнитных характеристик материалов. Радиоэлектронные измерения: интенсивности сигналов; параметров формы и спектра сигналов; параметров трактов с сосредоточенными и распределенными постоянными; свойств веществ и материалов радиотехническими методами;
Международная система единиц секунда — продолжительность 9192631770 периодов излучения, которое соответствует переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия Cs 133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей; единица силы электрического тока ампер сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2 · 10 7 Η на каждый метр длины; единица термодинамической температуры — кельвин — 1/273, 16 часть термодинамической температуры тройной точки йоды. Допускается также применение шкалы Цельсия; единица количества вещества — моль — количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода 12 массой 0, 012 кг;
Международная система единиц • единица силы света — кандела — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт. • единица длины — метр равна длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299. 792. 458 долю секунды. • единица массы — килограмм равен массе международного прототипа килограмма. Эталон единицы массы - килограмм - представляет собой цилиндр из сплава платины (90%) и иридия (10%), у которого диаметр и высота примерно одинаковы (около 30 мм).
Значения влияющих физических величин
Система МКГСС (конец XIX в. ), использующая первоначально килограмм как единицу веса, а впоследствии как единицу силы, что вызвало создание системы единиц физических величин, основными единицами которой стали три физических единицы: метр как единица длины, килограмм-сила как единица силы и секунда как единица времени. К внесистемным единицам относятся следующие: - за логарифмическую единицу принята десятая часть бела, децибел (д. Б); - диоптрия — сила света для оптических приборов; - реактивная мощность — Вар (ВА); - астрономическая единица (а. е. ) — 149, 6 млн км; - световой год, под которым понимается такое расстояние, которое луч света проходит за 1 год; - вместимость — литр; - площадь — гектар (га).
Система сертификации и стандартизации Сертификация — процедура подтверждения соответствия, посредством которой независимая от изготовителя и потребителя организация удостоверяет в письменной форме, что продукция соответствует установленным требованиям. Формы подтверждения соответствия Сертификат соответствия — официальный документ, выданный по определенным правилам системы, обеспечивающий подтверждение сертифицированной продукции на соответствие установленным нормативным требованиям. Декларация о соответствии — документ, в котором непосредственно изготовителем, продавцом или исполнителем удостоверяется, что предлагаемая им продукция или услуга полностью соответствует требуемым нормам и правилам. Знак соответствия — знак, зарегистрированный в строго установленном порядке, подтверждающий полное соответствие маркированной знаком продукции установленным нормативным требованиям.
Нормативные документы стандартизации Лицензия — документ (соглашение), дающий право на выполнение некоторых действий. Лицензирование — процесс выдачи специального разрешения (лицензии). Лицензиат — юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, имеющие лицензию на осуществление конкретного вида деятельности. Лицензионные условия — условия, при соблюдении которых лицензия действительна.
Погрешность средств измерений Погрешность средств измерения — это разность между результатом измерения величины и настоящим значением этой величины. Погрешность результата каждого конкретного измерения складывается из многих составляющих, обязанных своим происхождением различным факторам и источникам. несовершенство средства измерений, несовершенство выбранного метода измерений, несовершенство методики измерений, недостаточная тщательность выполнения измерений или обработки результатов, влияние внешних условий
Погрешность средств измерений Абсолютная погрешность — это значение, вычисляемое как разность между значением величины, полученным в процессе измерений, и настоящим (действительным) значением данной величины. ΔХ n =Хn −Х 0, Относительная погрешность — это число, отражающее степень точности измерения. Она равна отношению абсолютной погрешности измерения к среднему значению измеряемой величины : • Класс точности прибора обозначают числом, равным допускаемой приведенной погрешности, выраженной в процентах. Выпускают приборы сле дующих классов точности: 0, 05; 0, 1; 0, 2; 0, 5; 1, 0; 1, 5; 2, 5; 4, 0. на 8 классов по точности: • 0, 05; 0, 1; 0, 2 образцовые приборы; • 0, 5; 1, 0 лабораторные; • 1, 5; 2, 5; 4, 0 технические приборы. • выше 4, 0 – внеклассовые
поверка, калибровка, регулировка и градуировка Поверка средств измерений совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы с целью определения и подтверждения соответствия средства измерения метрологическим требованиям. Первичная поверка средств измерений (приборов) — поверка, которая выполняется при выпуске средства измерений из производства или после выполненного ремонта, а также при ввозе средства измерений из-за границы партиями. Выборочная поверка — поверка группы средств измерений, отобранных из партии случайным образом, по результатам которой судят о пригодности всей партии. Внеочередная поверка средств измерений — поверка средства измерений, которая выполняется в процессе их эксплуатации (а также хранения) до момента наступления очередного срока его периодической проверки Государственная поверка средств измерений (приборов) — поверка, которую проводят органы государственной метрологической службы.
поверка, калибровка, регулировка и градуировка Калибровка средств измерений — это совокупность операций, выполняемых с целью определения или подтверждения действительных значений метрологических характеристик и пригодности средств измерений к применению. В отличие от поверки, которую осуществляют органы государственной метрологической службы, калибровка может проводиться любой метрологической службой при наличии надлежащих условий для квалифицированного выполнения этой работы и обученности физического лица. Регулировка (измерительного средства) Операция по приведению измерительного инструмента в рабочее состояние, пригодное для использования. Градуирование (измерительного средства) - операция по нанесению положений градуировочных отметок измерительного инструмента, по отношению к соответствующим значениям измеряемой величины.
Поверительные клейма
обеспечение единства измерений единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью; сертификат об утверждении типа средств измерений - документ, выдаваемый уполномоченным на то государственным органом, удостоверяющий, что данный тип средств измерений утвержден в порядке, предусмотренном действующим законодательством, и соответствует установленным требованиям; аккредитация на право поверки средств измерений - официальное признание уполномоченным на то государственным органом полномочий на выполнение поверочных работ; метрологический контроль и надзор - деятельность, осуществляемая органом государственной метрологической службы или метрологической службой юридического лица в целях проверки соблюдения установленных метрологических правил и норм;
Вопросы самопроверки Что такое метрология? Что изучает наука метрология ? Цели и задачи метрологии. Назовите основные цели и задачи метрологии. Из каких разделов состоит метрология ? Под руководством какого русского ученого была создана Главная палата мер и весов в России ? Что такое метрологическая служба ? Для каких целей необходимо создание метрологических служб? Приведите структуру Государственной метрологической службы. Какие законодательные акты по вопросам метрологии приняты в России? Что такое ГСИ? Как расшифровывается аббревиатура ГСИ? Назовите основные задачи ГСИ. Из каких подсистем состоит ГСИ ?
Вопросы самопроверки Чем представлена техническая подсистема ГСИ? Что называют средством измерений? Какие виды СИ существуют? Что такое эталон единицы величины? Что такое размер измеряемой величины? По каким признакам подразделяют СИ? На каких уровнях осуществляется обеспечение единства измерений? Приведите виды средств измерений и их особенности. Кому может быть предоставлено право проведения поверки СИ? Что такое поверка средств измерений? Что такое калибровка средств измерений? Для решения каких практических задач необходимы метрологические характеристики средств измерений? В чем различие в назначении рабочих СИ и эталонов? Какая характеристика определяет точность измерения СИ?
Вопросы самопроверки Что такое погрешность измерения? Как классифицируют погрешности? Какие методы используют для определения погрешностей? Приведите классификацию погрешностей измерений. . Каковы источники возникновения погрешностей измерений? Какова структура Международной системы единиц (SI)? Назовите семь основных единиц СИ. Что определяет ГОСТ 8. 417— 2002 ГСИ. Единицы величин? Что называют эталоном единиц физических величин? Приведите классификацию эталонов. Какие виды поверки существуют? Как называется процесс ее выдачи? Перечислите основы метрологического обеспечения. Что такое метрологическая аттестация? Назовите основные задачи метрологической аттестации. Что является объектом поверки СИ?
Вопросы самопроверки Что является объектом поверки СИ? Что такое поверка СИ? Сравните поверку и калибровку СИ. Что такое сертификация? Назовите цели и задачи системы сертификации. Какие организации входят в систему сертификации? Какая организация выдает сертификат соответствия? Что такое единство измерений? Что такое единица физической величины? Что такое измерение? Какие требования предъявляют к измеряемым величинам? Что называют физической величиной? Приведите определения понятия " истинное значение " и "действительное значение" величины. Почему нельзя при измерениях определить истинное значение?
Вопросы самопроверки Какую функцию выполняют стандартные образцы? Назовите сферы государственного метрологического контроля и надзора. Кто проводит государственный метрологический контроль и надзор? Для чего нужна сертификация СИ? В каких случаях необходимо осуществлять процедуру «утверждение типа» СИ? Какой из метрологических процедур подлежат СИ, впервые ввезѐнные в страну в порядке импортных поставок: поверке, утверждению типа, калибровке? В чем заключается административная ответственность за нарушение метрологических правил? В каких случаях лицо, виновное в нарушении метрологических правил, может быть привлечено к уголовной ответственности?
Скачать презентацию Учебный материал Новомосковский технологический колледж МДК 01 Основы
2c8b67f01d193f945bf4bfc7d524ee1c.ppt