Реферат: Технические измерения и приборы

Технические измерения и приборы


Вар. 9

Давление нефти в ГЗУ может меняться от 1.57 до 1.63 МПа. Результаты равноточных измерений следующие:


1.59

1.61

1.60

1.57

1.69

1.58

1.56

1.58

1.57

1.61

1.59

1.60

1.61

1.61

1.61

1.60

1.54

1.61











Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности манометра;

3. Выбрать измерительный прибор.


Измерение неэлектрических величин


4. Термометры сопротивления (теория, типы и характеристики стан- дартных термометров сопротивления, способы их подключения). Полупроводниковые преобразователи сопротивления.


4. Электромагнитные, ультразвуковые расходомеры, тепловые.


4. Гидростатический метод измерения дебита нефтяных скважин.


5. Измерение давления опрессовки магистрального трубопровода.


5. Измерение уровня раздела фаз нефтепродукты-вода (буйковые, емкостные, ультразвуковые).


Контроль процессов бурения.


^ Методические указания

и контрольные ЗАДАНИЯ

по дисциплине


“Технические измерения и приборы”.

«Измерение неэлектрических величин»


для студентов специальности 220301

“Автоматизация технологических процессов и производств”

заочной, заочной сокращенной форм обучения


Контрольные работы № 1,2


Содержание


стр.

1. Общие указания .........................................................…. 4

1.1. Выбор варианта .............................................................… 4

^ 1.2. Требования к оформлению ............................................... 4

2. Контрольная работа № 1

2.1. Задание по контрольной работе № 1 ............................... 6

2.2. Методические указания к выполнению

контрольной работы № 1

^ 2.2.1. Методика оценки точности результатов

измерений ......................................................................…. 14

2.2.2. Определение класса точности измерительного

прибора .........................................................................…. 18

^ 2.2.3. Выбор промышленного измерительного

прибора .........................................................................…. 19

2.2.4. Пример выполнения контрольной работы № 1 . 19

3. Контрольная работа № 2

3.1. Задание по общепромышленным приборам ................. 24

^ 3.2. Задание по специальным приборам ............................... 26

3.3. Методические указания к выполнению

контрольной работы № 2

3.3.1. Содержание контрольной работы № 2 ................ 27

3.3.2. Указания к выполнению контрольной

работы № 2 ...................................................................…. 27

^ 3.4. Рекомендуемая литература ..........................................… 28


1. Общие указания


Контрольная работа № 1 позволяет освоить методику оценки точ­ности результатов измерений и выбор измерительного прибора по классу точности. В контрольной работе № 1 изучается принцип дейст­вия измерительных приборов, их конструкция, метрологические характеристики, типы серийных приборов и их промышленное примене­ние.

Контрольные задания содержат вопросы по измерению температу­ры, давления, расхода, уровня, состава и свойств веществ общепромышленными и специальными измерительными приборами, об унифици­рованных преобразователях и о встроенных микропроцессорах.

Во время зачета (экзамена) студент должен быть готов дать пояснения по существу выполненного контрольного задания.


^ 1.1. Выбор варианта


Вариант выбирается в соответствии с двумя последними цифрами студенческого билета.

Для контрольной работы № 1 вариант задания выбирается по таблице 1 на пересечении соответствующей колонки и строки.

Для контрольной работы № 2 вариант задания по общепромышлен­ным приборам выбирается по таблице 8, по специальным приборам - по таблице 9.


^ 1.2. Требования к оформлению


Контрольные работы выполняются на компьютере (шрифт Times New Roman, размер 14, 1,5 интервал).

После выполнения каждого вопроса контрольного задания следует оставлять чистое место (размером 1/3 страницы) для внесе­ния студентом исправлений и дополнений по результатам рецензии.

Для замечаний преподавателя на каждой странице оставляются поля шириной 3-4 см.

Все страницы нумеруются. Номер ставится внизу.

Пример оформления титульного листа приведен в приложении А.

Все чертежи, рисунки, таблицы, формулы должны быть пронумерованы. Чертежи, рисунки, таблицы должны иметь название.

Расчетные формулы должны приводиться в тексте работы в общем виде с объяснением буквенных значений. Исходные данные представляются только в основных единицах (метр, секунда, Паскаль и т.д.). Точность вычислений два-три знака после запятой.

В конце работы указывается использованная литература. В тексте обязательна ссылка на использованную литературу.


^ 2. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1


2.1. Задание по контрольной работе № 1


Задание предполагает, что технологический параметр находит­ся в рабочем диапазоне. Это гарантирует нормальное протекание технологического процесса.

Результаты равноточных измерений получены для одной точки рабочего диапазона.

Из результатов наблюдений исключены известные систематические погрешности.


^ Таблица 1 Выбор варианта по контрольной работе № 1


Вариант

Предпоследняя цифра студенческого билета




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Последняя

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

цифра сту-

8

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

денческого

7

21

22

23

5

6

11

16

21

24

25

билета

6

9

10

11

4

7

12

17

22

1

2




5

12

13

14

3

8

13

18

23

3

4




4

15

16

17

2

9

14

19

24

5

6




3

18

19

20

1

10

15

20

25

7

8




2

25

24

23

22

21

20

19

18

17

16




1

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15




0

5

4

3

2

1

21

22

23

24

25


В таблице 1 цифрами обозначены следующие варианты задания:


Вариант 1


Давление жидкости на приеме ДНС находится в пределах от 5.65 до 5.96 кгс/см2. Результаты равноточных измерений следующие:


5.65

5.65

5.65

5.65

5.80

5.96

5.96

5.96

5.96

5.88

5.80

5.80

5.70

5.80

5.70

5.80

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности прибора;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 2


Расход жидкости на ДНС находится в пределах от 201 до 228

м3/2час. Результаты равноточных измерений следующие:


215.00

213.00

216.00

212.00

201.00

219.00

210.00

228.00

216.00

215.00

201.00

214.00

218.00

217.00

215.00

214.00

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности расходомера;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 3

Температура в сепарационной установке находится в диапазоне

от 29.3 до 30.8С. Результаты равноточных измерений следующие:


30.17

29.66

29.48

29.97

30.57

30.50

29.94

29.45

29.86

30.10

30.23

29.61

29.74

30.12

30.12

30.26

30.14

29.99

30.06

29.54

29.59

30.21

29.79

30.19

29.83











Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности термометра;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 4


Дебит в забое скважины находится в пределах от 36.00 до 47.00 м3/2час. Результаты равноточных измерений следующие:


43.00

46.00

46.00

46.00

47.00

42.00

38.00

36.00

39.00

41.00

40.00

42.00

43.00

44.00

43.00

45.00

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности расходомера;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 5


Температура в нефтяной скважине находится в диапазоне от 78.0 до 82.0С. Результаты равноточных измерений следующие:


80.53

79.17

78.69

80.00

81.60

81.43

79.94

78.63

79.70

80.36

80.71

79.05

79.41

80.42

80.42

80.77

80.48

80.06

80.24

78.87

78.99

80.65

79.52

80.59

79.64











Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности термометра;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 6


Температура подшипников электродвигателя НПС может меняться от 78.5 до 81.5C. Результаты равноточных измерений следующие:


79.68

80.81

79.74

80.63

80.46

79.92

79.63

79.33

80.34

80.40

80.34

79.98

80.04

80.69

80.81

79.57

79.21

79.51

79.33

78.97

79.86

80.63




















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности термометра;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 7


Температура обмоток электродвигателя НПС находится в преде­лах от 59.6 до 60.4°С. Результаты равноточных измерений следующие:


60.05

60.00

59.98

60.01

59.97

59.97

60.04

60.06

60.01

59.98

59.97

59.96

60.08

60.10

59.89

60.01

60.00

60.01











Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности термометра;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 8


Давление в барабане водогрейного котла находится в пределах от 4.9 до 6.1 МПа. Результаты равноточных измерений следующие:


5.03

4.94

4.91

5.00

5.10

5.08

4.99

4.91

4.98

5.02

5.04

4.94

4.96

5.02

5.02

5.04

5.03

5.00

5.01

4.92

4.93

5.04

4.97

5.03

4.97











Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности прибора;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 9


Давление нефти в ГЗУ может меняться от 1.57 до 1.63 МПа. Результаты равноточных измерений следующие:


1.59

1.61

1.60

1.57

1.69

1.58

1.56

1.58

1.57

1.61

1.59

1.60

1.61

1.61

1.61

1.60

1.54

1.61











Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности манометра;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 10


Давление в газовом коллекторе колеблется в интервале от 14.72

до 15.28 МПа. Результаты равноточных измерений следующие:


14.94

15.15

14.95

15.11

15.08

14.98

14.93

14.87

15.06

15.07

15.06

14.99

15.00

15.13

15.15

14.91

14.85

14.90

14.87

14.80

14.97

15.11




















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности прибора;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 11


Расход воды на КНС находится в пределах от 212.20 до 285.90 м3/2час. Результаты равноточных измерений следующие:


267.60

263.15

251.65

285.90

253.80

250.80

269.25

258.65

212.20

200.70

260.15

228.35

260.80

261.25

262.20

230.50

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности расходомера;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 12

Температура газа в ТХУ находится в пределах от 278.3 до 281.8°С.

Результаты равноточных измерений следующие:


280.20

279.97

279.88

280.03

279.82

279.85

280.14

280.23

280.03

280.20

279.88

279.82

279.76

280.11

280.43

279.47

280.00

279.97

280.03

280.08





Требуется: 1.Оценить точность результатов измерений;

2.Определить класс точности термометра;

3.Выбрать измерительный прибор.


Вариант 13

Дебит жидкости с ДНС находится в пределах от 531.00 до 664.00 м3/2час. Результаты равноточных измерений следующие:


664.00

540.00

531.00

632.00

581.00

601.00

537.00

653.00

547.00

624.00

569.00

618.00

590.00

580.00

590.00

580.00

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности расходомера;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 14

Давление в нефтепроводе находится в диапазоне от 7.80 до 8.20 МПа. Результаты равноточных измерений следующие:


8.05

7.91

7.86

8.00

8.16

8.14

7.99

7.86

7.97

8.03

8.07

7.90

7.94

8.04

8.04

8.07

8.04

8.00

8.02

7.88

7.89

8.06

7.95

8.05

7.96










Требуется: 1. Оценить точность измерений;

2. Определить класс точности прибора;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 15

Содержание воды на выходе ДНС находится в пределах от 10.29 до 14.22%. Результаты равноточных измерений следующие:


12.25

11.27

13.24

11.76

12.25

10.29

10.78

13.24

14.22

13.73

14.10

13.73

11.25

10.33

11.20

10.70

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности прибора;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 16


Дебит в забое скважины находится в пределах от 78.00 до 88.00 м3/2час. Результаты равноточных измерений следующие:


82.00

85.00

88.00

84.00

83.00

82.00

79.00

78.00

87.00

79.00

83.00

86.00

84.00

85.00

78.00

79.00

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности расходомера;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 17


Давление жидкости на выходе ДНС находится в пределах от 8.82

до 12.06 кг/см2. Результаты равноточных измерений следующие:


12.06

10.29

10.00

10.29

11.76

9.12

8.82

9.12

9.12

9.12

10.59

10.29

10.00

10.20

9.50

9.80

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности прибора;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 18


Расход воды на КНС находится в пределах от 198.20 до 352.45 м3/2час. Результаты равноточных измерений следующие:


349.10

348.65

349.35

338.20

336.55

351.70

352.45

344.50

333.00

336.20

325.60

325.85

326.50

328.50

330.10

332.10

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности расходомера;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 19


Давление газа на ГПЗ находится в пределах от 5.33 до 6.04 кг/см2.

Результаты равноточных измерения следующие:



5.33

5.80

6.04

6.04

5.96

6.04

5.57

5.73

5.41

5.33

5.41

5.33

5.33

5.68

5.86

5.78

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности прибора;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 20


Давление жидкости на входе ДНС находится в пределах от 7.06 до 7.92 кг/см2. Результаты равноточных измерения следующие:


7.06

7.53

7.92

7.84

7.69

7.76

7.22

7.45

7.14

7.14

7.22

7.14

7.06

7.15

7.68

7.20

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности прибора;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 21


Расход бурового раствора находится в пределах от 72.5 до 77.7

л/с. Результаты равноточных измерения следующие:


75.50

74.22

73.77

75.00

76.50

76.34

74.94

73.72

74.72

75.33

75.67

74.11

74.44

75.39

75.72

75.45

75.06

75.22

73.94

74.05

75.61

74.55

75.56

74.67














Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности расходомера;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 22


Уровень в нефтяном резервуаре находится в пределах от 9.98 до 10.02 м. Результаты равноточных измерения следующие:


10.00

9.90

9.99

10.00

9.99

9.99

10.00

10.00

10.00

9.99

9.98

9.96

10.00

10.01

9.98

10.00

9.99

10.00

10.02








Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить пределы абсолютной основной

погрешности;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 23


Уровень воды в котле поддерживается в пределах от 0.79 до 0.81 м. Результаты равноточных измерений следующие:


0.800

0.799

0.799

0.800

0.799

0.799

0.800

0.800

0.800

0.800

0.799

0.799

0.799

0.800

0.801

0.798

0.800

0.799

0.800

0.800





Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить пределы абсолютной основной

погрешности;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 24


Расход воды на ДНС находится в пределах от 65.00 до 80.00 м3/2час. Результаты равноточных измерений следующие:


80.00

78.00

75.00

65.00

71.00

63.00

68.00

69.00

77.00

81.00

75.00

61.00

76.00

75.00

70.00

65.00

















Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить пределы абсолютной основной

погрешности;

3. Выбрать измерительный прибор.


Вариант 25


Вес на крюке БУ устанавливается в пределах от 16.43 до 17.6 тс.

Результаты равноточных измерений следующие:


16.82

17.03

17.02

17.15

16.81

17.11

16.82

16.90

17.00

16.98

16.93

17.07

17.15

16.87

16.98

17.08

17.16

16.88

16.73

17.02

17.16

16.97

17.05

17.44














Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений;

2. Определить класс точности индикатора веса;

3. Выбрать измерительный прибор.


^ 2.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1


2.2.1. Методика оценки точности результатов измерений


Для повышения точности измерений, исключения ошибок и сис-тематических погрешностей, проводятся равноточные (или прямые многократные) измерения, число которых должно быть не менее трех. Порядок обработки результатов равноточных измерений и оценку их погрешностей регламентирует ГОСТ 8.207-76. Для этого вычисляют результат измерений, проверяют закон распределения, отб­расывают грубые замеры и записывают результат измерений.


Расчет результата измерения


Среднее арифметическое Х результата измерения вычисляют по формуле:


, (1)


где Xi - i-й результат наблюдения; n - число единичных наблюдений.

Среднее квадратическое отклонение S результата единичного наблюдения, взятого из совокупности таких измерений, вычисляют по формуле:


(2)


Среднее квадратическое отклонение результата измерения является параметром функции распределения и подсчитывается по формуле:

, (3)


где Xi - i-й результат наблюдения; - среднее арифметическое результатов наблюдения (результат измерения); n - число наблюдений.

Доверительные границы  (без учета знака) случайной погрешности измерения для результатов небольшого числа наблюдений

принадлежащих нормальному распределению, находятся по формуле:


, (4)


где tp - коэффициент Стьюдента.

Коэффициент tp в зависимости от доверительной вероятности Р и числа результатов наблюдения n находят по таблица 2.


^ Таблица 2 Значения коэффициента tp распределения Стьюдента


Число результа-

Доверительная

вероятность Р

Число результа-

Доверительная

вероятность Р

тов наб-










тов наб-










людений

0.9

0.95

0.99

людений

0.9

0.95

0.99

n-1










n-1










2

2.92

4.30

9.92

12

1.78

2.18

3.06

3

2.35

3.18

5.84

14

1.76

2.15

2.98

4

2.13

2.78

4.60

16

1.75

2.12

2.92

5

2.02

2.57

4.03

18

1.73

2.10

2.88

6

1.94

2.48

3.71

20

1.72

2.09

2.85

7

1.90

2.37

3.50

22

1.72

2.07

2.82

8

1.86

2.31

3.36

25

1.71

2.06

2.79

9

1.83

2.26

3.25

30

1.70

2.04

2.75

10

1.81

2.32

3.17



1.65

1.96

2.58


Для производственных измерений рекомендуется выбирать Р=0.9,

Р=0.95; для исследовательских целей Р=0.95 и Р=0.99.

В контрольной работе выбирают Р=0.95.

Результат измерения записывают в виде:


(5)


Проверка закона распределения


Правильность выбора нормального распределения, характеризующего рассеяние результатов наблюдений, проверяют при n50 по составному критерию (ГОСТ 8.207-76).


Критерий 1

Вычисляют отношение по формуле:


, (6)


где - смещенная оценка среднего квадратического отклонения, вычисляемая по формуле:


(7)


Результаты измерений можно считать распределенными нормаль-но, если dq1<d(1-q), где dq1, d(1-q1) - квантили распределения, получа-емые из табл. 3 по n, q1, (1-q1), причем q1 - заранее выбранный уровень значимости критерия (для доверительной вероятности Р=0.95 выбираем 5% и 95%, для Р=0.99 выбираем 1% и 99%).


^ Таблица 3Статистика d


n

(1-q1)100%

q1100%




1%

5%

95%

99%

16

0.9137

0.8884

0.7236

0.6829

21

0.9001

0.8768

0.7304

0.6950

26

0.8901

0.8686

0.7360

0.7041

31

0.8826

0.8625

0.7404

0.7220

36

0.8769

0.8575

0.7440

0.7167


Критерий 2

Можно считать, что результаты измерений подлежат нормальному распределению. если не более m разностей превзошли значения - верхний квантиль распределения нормированной функции Лапласа, отвечающий значению Р*/2.

Значение Р* определяется из таблице 4 по выбранному уровню значимости q1 и числу наблюдений n.


ZP*/2 определяется по значению интеграла (), приведенной в таблице 5.


^ Таблица 4 Значения Р* для вычисления


n

m

(1-q1)100%







1%

5%

1

1

0.98

0.96

11-14

1

0.99

0.97

15-20

1

0.99

0.98

21-22

2

0.98

0.96

23

2

0.98

0.96

24-27

2

0.98

0.97

28-32

2

0.99

0.97

33-35

2

0.99

0.98


^ Таблица 5 Значения интеграла 






0.485

2.17

0.490

2.34

0.495

2.58


В случае, если хотя бы один из критериев не соблюдается, считают, что распределение результатов измерений не соответствует нормальному.


^ Отбрасывание грубых замеров


Результаты измерений, содержащие грубые погрешности и промахи, отбрасываются. Наиболее простым, но грубым приемом является отбрасывание результатов наблюдений, содержащих погрешности, превышающие ± 3S.

Более точно проверяют ошибку наблюдений по критерию  (ГОСТ 11.002-73). Находят отношение:


, (8)


Результат сравнивают с величиной , взятой из табл. 6 для числа

наблюдений n и принятого уровня значимости .


^ Таблица 6 Предельное значение  для исключения грубых погрешностей


Число

наблю-

Значение  при  равном

Число

наблю-

Значение  при  равном

дений n

0.1

0.05

0.025

дений n

0.1

0.05

0.025

3

1.15

1.15

1.15

10

2.03

2.18

2.29

4

1.42

1.46

1.48

12

2.13

2.29

2.41

5

1.60

1.67

1.72

14

2.21

2.37

2.50

6

1.73

1.82

1.89

16

2.28

2.44

2.58

7

1.83

1.94

2.02

18

2.34

2.50

2.66

8

1.91

2.03

2.13

20 и выше

2.38

2.56

2.71

9

1.98

2.11

2.21














Если Umax> или Umin>, то сомнительный результат измерений следует считать грубым и его надо отбросить. Затем вновь вычисляют


Запись результата измерения


Окончательно полученный результат измерений записывают по формуле (5).


^ 2.2.2. Определение класса точности измерительного прибора


Класс точности присваивается средствам измерений в соответствии с ГОСТ 8.401-80. Класс точности электроизмерительных приборов, манометров и других средств измерений определяется приведенной основной погрешностью:


(10)


где  - приведенная основная погрешность, в процентах,

 - абсолютная основная погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины,


XH - нормирующий показатель, равный конечному значению шкалы прибора при нулевой шкале, в единицах измеряемой величины.

При постоянном значении технологического параметра Если наблюдаются значительные отклонения, например при бурении, тогда Класс точности прибора выбирается из ряда чисел (1, 1.5, 2, 2.5, 4, 5, 6)10j , которые равны пределам погрешностей, выраженным в процентах. При этом j=1,0,-1,-2,-3, -4.

В заданиях по вариантам указан интервал отклонения технологического параметра, равный 2. Значение параметра определяется как результат оценки равноточных измерений , полученный в пер­вой части контрольной работы.

При измерении уровня погрешность измерения выражают в форме абсолютной основной погрешности  .


^ 2.2.3. Выбор промышленного измерительного прибора


Выбор прибора требует учета многих факторов: диапазона и точности измерения, формы выдачи показаний, условий эксплуатации, надежности, стоимости и т.д. Основными из них являются класс точ­ности и диапазон измерений.

Для конкретного технологического процесса согласно задания по данным расчетов контрольной работы № 1 выбирается промышленный измерительный прибор. При этом необходимо дать технико-экономическое обоснование выбранного прибора.

Выбор производится по каталогам, справочникам и учебной лите­ратуре. В контрольной работе обязательна ссылка на литературный источник.


^ 2.2.4. Пример выполнения контрольной работы № 1


Температура в лабораторной термокамере находится в пределах от 135.1 до 138.5°С.

Результаты равноточных измерений термо-ЭДС термопары типа ХК следующие (в милливольтах):


9.631

9.623

9.620

9.625

9.618

9.619

9.629

9.632

9.625

9.620

9.618

9.616

9.628

9.639

9.606

9.624

9.623

9.625












Требуется: 1. Оценить точность результатов измерений; 2. Определить класс точности термометра;

3. Выбрать измерительный прибор.


Расчет результата измерения


Исходные данные и результаты вычислений представлены в таблице 7.


^ Таблица 7 Расчет точности результатов измерений



№

Термо ЭДС, мВ





min, max










1

9.631

0.008




6410-6

0.008<0.016

0.008<0.021

2

9.619

-0.004




1610-6







3

9.618

-0.005




2510-6







4

9.624

0.001




110-6







5

9.623

0.000




0







6

9.629

0.006




3610-6







7

9.616

-0.007




4910-6







8

9.623

0.000




0







9

9.620

-0.003




910-6

<0.016

<0.021

10

9.632

0.009




8110-6







11

9.628

0.005




2510-6







12

9.625

0.002




410-6







13

9.625

0.002




410-6







14

9.625

0.002




410-6







15

9.639

0.016

max

25610-6







16

9.618

-0.005




2510-6







17

9.620

-0.003




910-6







18

9.606

-0.017

min

28910-6

0.017>0.016

0.017<0.021



173.221

/0.095/




89710-6

m=1

нет грубых

промахов


Среднее арифметическое результата измерений вычисленное по формуле (1):




Среднее квадратическое отклонение S результата наблюдения (2):





Cреднее квадратическое отклонение результата измерения (3):




Смещенная оценка S* среднего квадратического отклонения (7):





Коэффициент Стьюдента tp выбирается по таблице 2 для n-1=17 и P=0.95, tp=2.11.

Доверительные границы  находят по формуле (4):





Результат измерения (5):


мВ (18; 0.95)


Проверка закона распределения


По критерию 1 вычисляют отношение (6):





Квантили распределения выбираются по таблице 3.


dq1=0.726<=0.754(1-q1)=0.883


Неравенство выполняется. Критерий 1 соблюдается.

По критерию 2 определяют число m.

Значение P* и число m выбирается по таблице 4.


P*=0.98; m=1. Тогда


По табл. 5 выбирается верхний квантиль распределения

Вычисляют . Из таблице 7 следует, что для замера № 18 неравенство не выполняется, т.е. m=1.

Критерий 2 соблюдается, а распределение результатов соответствует нормальному.


Отбрасывание грубых замеров


Грубых промахов, превышающих 3S, в результатах измерений нет (таблице 7).

Вычисляют отношение (8):


;


Предельное значение  выбирается по таблице 6: =2.5.


Umax=2.286<=2.5; Umin=2.428<=2.5,


т.е. грубых замеров в исходных данных нет.


Запись результата измерения


Результат измерения термо-ЭДС записывается:


X=9.6230.004 мВ (18; 0.95)


Определение класса точности термометра


В примере интервал отклонения температуры в термокамере составляет 138.5-135.1=3.4С, что равно 2. Абсолютная основная погрешность составит =1.7С.

Вычисление мВ для термопары типа ХК соответствует измеряемой температуре 136.8°С (определено по градуировочной характеристике термоэлектрического термометра типа ХК).

Процесс стабильный, выбираем нормирующий показатель


°С


Приведенная основная погрешность вычисляется по формуле (10):





Для измерения температуры в термостате выбирается термометр класса точности 1.


^ Выбор промышленного измерительного прибора


С учетом того, что измеряется температура в лабораторной термокамере и условия регистрации показаний не оговорены, выбирается лабораторный стеклянный технический ртутный термометр со шкалой 101-200С, ценой деления шкалы 1С (Иванова Г.М. и др. “Тепло­технические измерения и приборы”. М.: Энергоатомиздат, 1984, с.21).


^ 3. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2


3.1. Задание по общепромышленным приборам


Задание по общепромышленным приборам выбирается по таблице 8, где цифрами обозначены следующие вопросы задания.


^ Таблица 8 Выбор варианта по общепромышленным приборам


Вариант

Предпоследняя цифра




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Температура

1

2

3

4

5
















Давление
















1

2

3

4

5

Расход

1

2

3

4

5
















Уровень
















1

2

3

4

5

Приборы

1

2

3

4

5
















Общие вопросы
















1

2

3

4

5


ТЕМПЕРАТУРА


1. Преобразователи температуры с унифицированным выходным сигналом (серии “Метран ”).

2. Термоэлектрические термометры (теория, типы и характеристики стандартных термопар).

3. Термоэлектрические термометры (удлиняющие провода, мили- вольтметры, автоматические потенциометры, нормирующие преобразователи Ш 9322), термоэлектрические термометры с унифицированным выходным сигналом.

4. Термометры сопротивления (теория, типы и характеристики стан- дартных термометров сопротивления, способы их подключения). Полупроводниковые преобразователи сопротивления.

5. Термометры сопротивления (мостовые измерительные схемы, их расчет,

автоматический мост, нормирующие преобразователи Ш -9321), термоэлектрические термометры с унифицированным выходным сигналом.


Давление


1. Преобразователи давления типа “Сапфир-22ДИ ”, “Метран-150-TG”,“Метран-100-ДГ, других фирм ”.

2. Деформационные манометры и дифманометры (трубчатые, геликсные, сильфонные и мембранные).

3. Измерительные преобразователи “Сапфир-22ДД”, “Метран-150-CD, других фирм ”.

4. Манометры с электрическим выходным сигналом (ДМ 2005, ДМ 5001).

5. Пьезометрические преобразователи давления, сенсорные датчики давления.


РАСХОД


1. Приборы для из