Теоретические основы поверки измерительных датчиков.

Содержание
Содержание
Введение
Глава 1 Основные теоретические положения
1.1 Поверка средств измерения
1.2 Измерительные преобразователи
Глава 2 Особенности поверки датчиков
2.1 Специфика оценивания характеристики датчиков
2.2 Основные методы поверки датчиков
2.2 Проблемы поверки датчиков температуры
2.3 Некоторые пути решения проблем поверки датчиков
2.4 Методика поверки датчиков
Заключение
Список литературы

После истечения этого срока все датчики подлежат обязательной замене.
2) На объект устанавливается избыточное количество датчиков. Результат определяется либо по среднему арифметическому из их показаний либо разрабатывается более сложная схема анализа, включающая сравнение дрейфов датчиков и выявление датчиков, показывающих дрейф выше среднего. Распространённой моделью являются датчики с двумя и тремя чувствительными элементами в одном корпусе.
3) На объект устанавливаются датчики разных типов (например, термометры сопротивления и термопары). Это позволяет избежать ошибок, связанных с одинаковым влиянием температурных режимов и условий на датчики одного типа. В США был запатентован самоповеряемый термометр, совмещающий в себе свойства чувствительного элемента сопротивления и термопары.
4) Иногда каналы для размещения датчиков конструируются так, что предусматривается возможность ввода рядом с рабочим датчиком образцового термометра во время поверки и вывода его по окончании поверки.
Методы бездемонтажной поверки важны на опасных объектах, таких, например, как активная зона реактора. К сожалению, никаких стандартов по методикам бездемонтажной проверки и контроля работоспособности датчиков нет. Однако, проблема очень часто затрагивается на международных семинарах и конференциях.
2.3 Некоторые пути решения проблем поверки датчиков
Использование принципов искусственного интеллекта позволяет многие слагаемые погрешности преобразования существенно уменьшить благодаря тому, что в процессе изготовления осуществляется «паспортизация» характеристик датчиков. Паспортные данные запоминаются в собственной памяти датчика, что соответствует хранению точных значений угла с привязкой к реальным параметрам. Таким образом, в самой структуре датчика как бы постоянно содержится мерительный эталон, по которому происходит непрерывная поверка датчика в процессе эксплуатации [4].
Применение процедуры пассивной идентификации, которая позволяет определить характеристики датчиков по их рабочим откликам без постановки специальных аттестационных экспериментов, в связи с чем является весьма удобной для проведения дистанционной аттестации [3, 19].
Первый этап процедуры дистанционной аттестации заключается в том, что отклики датчиков, подлежащих переаттестации, проходят предварительную обработку (дискретизацию, фильтрацию, упаковку). Данный этап является наиболее трудоёмким с точки зрения организации процедуры «сбора» откликов датчиков, программирования интерфейса устройств сопряжения типа «датчик – компьютер», поддержания сервера фирмы-производителя в состоянии круглосуточной готовности принять отклики и т.д. Второй этап состоит в передаче откликов датчиков через интернет-каналы на сервер фирмы, компании либо метрологического бюро, проводящего аттестацию, где отклики по каким-либо признакам (типу датчиков, их индивидуальному номеру) сохраняются в базе данных. На данном этапе весьма важным представляется организация процедуры управления базами данных, хранящих информацию о датчиках, проданных фирмой, результатах их переаттестации и т.п. В течение третьего этапа по откликам датчиков в соответствии с принятыми методиками пассивной идентификации осуществляется построение их новых метрологических характеристик, оформление новых паспортов, а также выработка решения о возможности дальнейшей эксплуатации датчиков и рекомендаций по корректировке их измерительных цепей на местах. Четвёртый заключительный этап дистанционной аттестации заключается в простой пересылке обновлённых паспортов датчиков посредством Сети предприятию-потребителю.
Описанная четырехэтапная процедура переаттестации позволяет развить достаточно простую структуру сетей (систем) дистанционного метрологического обеспечения, разработать их возможные модификации.
2.4 Методика поверки датчиков
1. В процессе эксплуатации датчики подвергаются периодической поверке. Периодическая поверка производится не реже одного раза в год для датчиков с пределом допускаемого значения основной погрешности ±0,25 % и один раз в два года для датчиков с пределом допускаемого значения основной погрешности ±0,5 % и ±1,0 %.
2. При поверке выбираются определённые средства измерения и оборудование.
3. При проведении поверки должны соблюдаться определённые условия, например, температура окружающего воздуха; относительная влажность воздуха; атмосферное давление; выдержка датчиков перед началом поверки после включения питания должна быть не менее заданного времени; удары, влияющие на работу датчиков, должны отсутствовать; рабочая среда –неагрессивная по отношению к соприкасающимся частям датчика и др.
4. Проведение поверки.
4.1. Внешний осмотр.
При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие датчиков следующим требованиям:
а) поверяемые датчики не должны иметь повреждений, препятствующих их применению;
б) при периодической поверке датчик должен иметь паспорт.
4.2. Опробование.
При опробовании проверяется работоспособность датчика путём изменения от нижнего до верхнего предельных значений диапазона измерения. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала.
4.3. Определение основной погрешности поверяемого датчика.
У ПИП результаты измерений представляются в единицах выходной величины. В связи с этим для измерительных преобразователей принято различать погрешности по входу и выходу [2, 48]. При их определении необходимо знать предписанную конкретному преобразователю градуировочную характеристику.
Абсолютной погрешностью преобразователя по выходу называют разность между значением величины на выходе преобразователя YП, отражающей измеряемую величину, и значением YД величины на выходе, определяемым по действительному значению величины на входе с помощью номинальной градуировочной характеристики преобразователя:
Абсолютной погрешностью преобразователя по входу называют разность между значением величины на входе преобразователя ХП, определяемым по действительному значению YД величины на его выходе с помощью номинальной градуировочной характеристики преобразователя, и действительным значением ХД величины на входе преобразователя:
Значение ХД определяется с помощью соответствующего образцового средства измерения или воспроизводится мерой, а значение ХП определяется по значению YД выходного сигнала, с помощью функции преобразования, решённой относительно Х, то есть .
Отсчёт показаний рабочего эталона и датчика производить три раза при каждом измерении.
4.4. Сравнение значений основной погрешности и предельно допустимой. Значение основной погрешности не должно превышать допустимого предела, указанного в паспорте на датчик.
5. Оформление результатов поверки.
1. Результаты поверки оформляются протоколом.
2. При положительных результатах поверки на датчик наносится поверительное клеймо и делается соответствующая запись (отметка) в паспорте.
3. При отрицательных результатах первичной поверки датчик возвращают в производство для устранения дефектов.
4. При отрицательных результатах периодической поверки датчик бракуется.
Заключение
В заключение можно сделать следующие выводы. В основе обеспечения единообразия средств измерений лежит система передачи размера единицы измеряемой величины. Технической формой надзора за единообразием средств измерений является государственная (ведомственная) поверка средств измерений, устанавливающая их метрологическую исправность. Поверка датчиков подразумевает определение метрологическим органом их погрешностей и установление пригодности к их применению. Пригодными к применению в течение определённого межповерочного интервала времени признаются те датчики, поверка которых подтверждает их соответствие метрологическим и техническим требованиям. Поскольку датчики могут находиться на значительном расстоянии от СИ, принимающего сигналы измерительной информации (СИИ) и от средств обработки, то усложняется как передача сигналов от датчиков, так и возможность их поверки и калибровки на месте.
Поверка датчиков осуществляется теми же методами, что и поверка измерительных приборов при пяти и более заранее принятых значениях измеряемой величины, равномерно распределённых по диапазону измерения преобразователя. При этом погрешность датчика сопоставляется с его предельно допустимой погрешностью, на основании чего и делается вывод о пригодности средства измерения к работе: если погрешность датчика хотя бы в одной из поверяемых точек рабочего диапазона превышает предельно допустимую погрешность, то делается вывод о метрологической непригодности датчика. Результаты поверки оформляются протоколом. При отрицательных результатах первичной поверки датчик возвращают в производство для устранения дефектов, а при отрицательных результатах периодической поверки датчик бракуется.
Список литературы
Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация: Учебник. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт-Издат, 2007. – 399 с.
Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологические измерения и приборы: Учебник для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1989. – 456 с.
Алексеев К.А. Метрологическая аттестация датчиков переменных давлений с позиций идентификации их частных динамических характеристик // Микросистемная техника. – 2001. – №7. – С. 18-22.
Леснов В.В., Гладченко В.М. Комплекс интеллектуальных датчиков для контроля промышленных объектов. // Датчики и системы. – 2007. – № 1.
Проблемы поверки датчиков. – [Электронный ресурс]: статья, Информационный портал по измерению температуры, 2007-2008. Режим доступа: http://www.temperatures.ru, свободный.
3
ИВ
ЧЭ
Преобразую-
щий
элемент
Входное
сопротивление
Выходное
сопротивление
Источник
питания
Сопротивление нагрузки