Застосування УВМ при автоматизації сортових прокатів

Зміст
Зміст 1
Глава 1 АВТОМАТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ 2
1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ 2
Глава 2. Технологічні вимірювання і прилади в прокатному виробництві. 16
2.1 ВСТУП 16
2.2 прилади для вимірювання довжини й швидкості прокочується МЕТАЛУ 18

2.2.1. ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ Вимірники завдовжки 19

2.2.2 ФОТОІМПУЛЬНИЕ Вимірники ДОВЖИНА 21

2.2.3 Фотоімпульсние вимірювачі довжини з прямим рахунком імпульсів. 24
Глава 3. Електричні машини та електропривод автоматичних пристроїв. 28
3.1 BPAЩAЮЩІECЯ TPAHCФOPMATOPИ 30

3.1.1 Призначення, будова обертових трансформаторів 30

3.1.2 Cінycнo-кocінycний вpaщaющійcя тpaнcфopмaтop 32

3.1.3 . Лінійний обертовий трансформaтop 36
Глава 4 Управління процесами прокатного виробництва. 40
4.1ПPІMEHEHІE УBM пpи АBTOMАTІЗАЦІІCOPTOBИX ПPOKATHИX CTАHOB 40

4.1.1 АCУ TП безперервного дрібносортна стану 40

4.1.2 Інформаційний супровід металу і початкова настройка стану.

4.1.3. Cіcтeмa ynpaвлeнія cкopocтним peжімoм пpoкaткі (УCPП) 43

4.1.4. Cіcтeмa oптімaльнoro pacкpoя пpoкaтa (COPП) 44

4.1.5. ACУ TП бaлoчниx пpoкaтниx cтaнoв 46

4.1.6. Aвтoмaтізіpoвaннaя cіcтeмa пpoгpaммнoгo yпpaвлeнія пpoкaтнимі клeтямі 50
Глава 5. Автоматичне регулювання та регулятори 55
5.Тіповие ідеальні регулятори безперервної дії 55

5.1.Пропорціональние регулятори 55

5.2. Інтегральні регулятори. 57

5.3. Пponopцuoнaльнo-інтeгpaльниe регулятори. 58

5.4. Пponopцuoнaльнo-дuффepeнцuaльниe регулятори. 59

5.5 Пponopцuoнaльнo-uнтeгpaльнo-дuффepeнцuaльниe peгyлятopи. 60

Глава 1 АВТОМАТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ

ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ

Завданням контролю (від французького controle-перевірка чого-небудь) євиявлення подій, що визначають хід того чи іншого процесу. У випадку,коли ці події виявляються без безпосередньої участі людини,такий контроль називають автоматичним.

Найважливішою складовою частиною контролю є вимірювання фізичнихвеличин, які характеризують протікання процесу. Такі фізичні величининазиваються параметрами процесу. Металургійні процеси в основномухарактеризуються значеннями таких фізичних величин (параметрів), яктемпература, тиск, витрата і кількість, хімічний склад іконцентрація рідких, парових і газових середовищ; рівень рідкого металу ісипучих матеріалів; гранулометричний склад (крупність) і вологістьшихтових матеріалів, тиск (вакуум) в технологічних лініях іагрегатах.

Виміром називають знаходження значення фізичної величини досліднимшляхом за допомогою спеціальних технічних засобів. Кінцевою метою будь-якоговимірювання є отримання кількісної інформації про вимірюваноївеличиною. У процесі вимірювання встановлюється, у скільки разів вимірюванафізична величина більше або менше однорідної з нею в якісномувідносно фізичної величини, прийнятої за одиницю.

Число, що виражає відношення вимірюваної величини до одиниці вимірювання,називається числовим значенням вимірюваної величини. Воно може бути цілим абодробовим, але є абстрактним числом. Значення величини, прийняте заодиницю вимірювання, називається розміром цієї величини.

Якщо Q-яка вимірюється фізична величина, | Q |-деякий розмір фізичноївеличини, прийнятої за одиницю виміру, q - числове значення величини Q вприйнятої одиниці виміру, то результат вимірювання величини Q може бутипредставлений наступним рівністю:
Q = q | Q |

(1)
Рівняння (1) називають основним рівнянням вимірювання. З нього випливає, щозначення q залежить від розміру вибраної одиниці виміру | Q |. Чим меншеобрана одиниця, тим більше для даної вимірюваної величини буде числовезначення. Наприклад, довжина 1 м дорівнює 10ДМ, 100 см і т.д.

Результат кожного вимірювання є іменованих числом. Тому длявизначеності написання результату вимірювання поряд з числовим значеннямвимірюваної величини ставиться скорочене позначення прийнятої одиницівимірювання. З 1963 р. в СРСР введена як бажаних Міжнароднасистема одиниць по ГОСТ 9867-61. яка скорочено позначається СІ. Наоснові врахування результатів першого періоду впровадження ГОСТ 9867-61 і прийнятогов 1978 р. Постійною комісією РЕВ по стандартизації стандарту СТ РЕВ
1052-78 «Метрологія. Одиниці фізичних величин »в СРСР розроблено ГОСТ
8.417-81 «ГСИ. Одиниці фізичних величин »з терміном запровадження з 1 січня
1982 СІ прийнята в більшості країн світу (понад 130) і визнана всімаміжнародними організаціями.

Кратні і частинні одиниці виміру утворюються з найменувань одиниць СІза допомогою встановлених ГОСТ 8.417-81 приставок для утворення кратних ічасткових одиниць, наведених у додатку 1.

Відомості про значення вимірюваних фізичних величин називаютьвимірювальної інформацією.

Сигналом вимірювальної інформації називається сигнал, функціональнопов'язаний з вимірюваної фізичної величиною (наприклад, сигнал від термометраопору).

Засобом виміру (СІ) називають технічний пристрій, що використовуєтьсяпри вимірах і має нормовані метрологічні характеристики.

Сигнал вимірювальної інформації, що надходить на вхід засоби вимірювань,називають вхідним сигналом, що отримується на виході, - вихідним сигналомзасоби вимірювань.

Для контролю параметрів технологічних процесів у більшості випадківвикористовується не один, а декілька засобів (вимірювання і перетвореннясигналів, що утворюють канал вимірювання цього параметра.

Існують три основні види засобів вимірювання: заходи, вимірювальніперетворювачі, вимірювальні прилади.

Міра-це засіб вимірювання, призначений для відтворенняфізичної величини заданого розміру.
Заходи бувають однозначні, і багатозначні. Прикладами однозначних заходівє: котушки опору, котушки індуктивності, нормальні елементита ін До полісемічним мір відносяться: магазини опорів,індуктивностей і ємностей, калібратори напруги та струму та ін

Вимірювальний перетворювач - це засіб вимірі, призначенедля вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній дляпередачі, подальшого перетворення, обробки та зберігання, але несприятливій для безпосереднього сприйняття спостерігачем (у практиці частозастосовується термін «датчик »),

Вимірювальний перетворювач, до якого підведено вимірювана величина,тобто перший в каналі вимірювання (вимірювальної ланцюга), називається первиннимвимірювальним перетворювачем (або скорочено первинним перетворювачем).
Наприклад, звужуючий пристрій (діафрагма) для вимірювання витрат, електродсигналізатора рівня і т.п.

У системах автоматичного контролю застосовуються пристрої для видачісигналу про вихід значення пари метра за встановлені межі. Причомусигнал з'являється за наявності самого факту виходу незалежно від йогорозміру. Такі пристрої називають датчиками-реле або сигналізаторами.

Для задоволення зростаючих потреб промисловості створена
Державна система промислових приладів та засобів автоматизації
(ГСП), що представляє собою експлуатаційно, інформаційно, енергетично,метрологічно і конструктивно організовану сукупність засобіввимірювань, засобів автоматизації,, засобів керуючої обчислювальноїтехніки, а також програмних засобів, призначених для побудовиавтоматичних і автоматизованих систем вимірювання, контролю,регулювання, діагностики та управління виробничими процесами,технологічними лініями і агрегатами (ГОСТ 26.207-83. ГСП. Основніположення). Номенклатура технічних засобів ДСП в даний часналічує понад 2 тис. типів виробів, організація ДСП дає можливістьстворювати найрізноманітніші, будь-якої складності системи автоматичногоконтролю, регулювання та управління з стандартизованих засобів вимірюванняі засобів автоматизації.
Залежно від виду енергії харчування, вхідних і вихідних сигналів ДСПподіляють на електричну, пневматичну і гідравлічну гілки. Уосновному застосовують засоби електричної і зрідка пневматичної гілок
ДСП, якими передбачено загальнопромислові уніфіковані електричніта пневматичні сигнали передачі інформації з наступними (межами)вимірів: сигнал постійного струму 0-5; 5-0-5; 0-20; 4-20 мА; сигнал напруги постійного струму 0-1; 1-0-1;
0-Ю; Ю-0-10В; сигнал напруги змінного струму частотою 50 і 400 Гц 0,25-0-0,25;
0-0,5; 1-0-1; 0-2 В (у приладів з сигналами напруги змінного струмучастотою 50 і 400 Гц, заснованих на вимірюванні взаємної індуктивності,межі вимірювання взаємної індуктивності вибираються з ряду 0-10; 10-0-10;
0-20 мГн при номінальному струмі живлення 0,125 або 0,32 А. Протилежнізначення взаємної індуктивності виходять при зміні фази напругихарчування на 180 °); частотний сигнал змінного струму (найбільш широко застосовується сигнал здіапазоном частот 4-8 кГц); пневматичний сигнал з переділами зміни тиску 0,02-0,1 МПа.
На металургійних підприємствах в основному застосовується апаратура,що використовує електричні сигнали.

Засіб вимірювання, за допомогою якого вимірювальна інформація видаєтьсяу формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем,називається вимірювальним приладом. У практиці для вимірювальних приладів,що встановлюються на щитах контролю і управління, застосовується термінвторинний прилад тобто пристрій, що сприймає сигнал від первинного абопередавального вимірювального перетворювача і виражає його всприйманої вигляді за допомогою відлікового пристрої (шквали, діаграми,інтегратора, сигнального пристрою).

До первинних перетворювачів також відносять і добірні пристрою.
Добірним пристроєм (добором) називають пристрій, що встановлюється натрубопроводах та технологічних агрегатах і служить для безперервного абоперіодичного відбору контрольованої середовища і передачі "її параметрів довимірювального перетворювача або вимірювального приладу. На відміну відпервинного вимірювального перетворювача добірне пристрій передає довимірювального приладу або перетворювача що вимірюється величину, не змінюючиїї фізичної природи (наприклад, відбір тиску середовища в технологічномуапараті і передача його з імпульсної трубці для вимірювання до манометру).
Імпульсною трубкою називають трубопровід невеликого діаметра зазвичай від 1/2до 2 зв'язує технологічний об'єкт із перетворювачем абовимірювальним приладом.

Місце установки добірних пристроїв і первинних вимірювальнихперетворювачів, може сильно впливати на точність вимірювання, томутехнологам з особливою увагою необхідно ставитися до вибору місць установкидатчиків, відборів тиску, розрідження й проб на хімічний аналіз.

Добірні пристрої розташовуються на кордоні дотикутехнологічного устаткування і технологічних трубопроводів звимірювальною системою. Для монтажу добірних пристроїв використовуєтьсяспеціальні заставні конструкції - пристрої, що вбудовуються втехнологічне обладнання і трубопроводи і забезпечують: а) встановлення на них первинних вимірювальних перетворювачів і місцевихвимірювальних приладів таким чином, щоб чутливий елементперетворювача або приладу знаходився в зоні вимірювання технологічногопараметра, наприклад, що показує ртутного термометра аботермоелектричного термометра (термопари) (див. рис. 4, а, б); б) приєднання імпульсного трубопроводу і закріплення запірногопристрою, якщо первинний вимірювальний перетворювач або місцевийвимірювальний прилад встановлюється на деякій відстані відтехнологічного апарату або трубопроводів, наприклад, манометрабесшкального з дистанційною передачею показань, манометра місцевогопоказує (див. рис. 4, в, г).
Сукупність засобів вимірювань та допоміжних пристроїв 1, з'єднанихміж собою каналами зв'язку, призначена для вироблення сигналіввимірювальної інформації у формі, зручній для автоматичної обробкипередачі та (або) використання в автоматичних системах управління,називається вимірювальною системою.

До допоміжних пристроїв вимірювальної системи відносятьсяпристрої, призначені для живлення енергією засобів вимірювання, захистуїх від зовнішніх впливів, внутрішніх перевантажень і т. д.

У залежності від призначення та поставлених завдань вимірювальна системаможе включати в себе один або кілька вимірювальних перетворювачів тавимірювальних приладів.
Під визначенням системи автоматизації слід розуміти сукупністьприладів і засобів автоматизації (вимірювальної, перетворюючої,передавальної, виконавець-

Рис.4. Приклади встановлення первинних вимірювальних перетворювачів длявимірювання температури та відбірних пристроїв для вимірювання тиску газу:а-установка скляного показує термометра ртутного кутового узахисної оправі на трубопроводі; б - установка термометратермоелектричного (термопари) на трубопроводі або металевій стінці звнутрішньої цегляною кладкою, по-установка добірного пристрої длявимірювання тиску газу; г-заставна конструкція добірного пристрої длявимірювання тиску газу; 1 - термометр показує ртутний склянийкутовий; 2 - термометр термоелектричний (термопара); 3 - імпульснатрубка; 4 - вентиль; 5-прокладка; 6-заглушка; 7-штуцер; 8-заставнаконструкція (перед установкою перетворювачів, вимірювальних приладів;приєднанням імпульсної лінії або запірного органу пробки-заглушки іпрокладки з закладних конструкцій знімають); 9-легкоснімаемий ізоляційнийшар.

ної та іншої апаратури, а також обчислювальної техніки), пов'язаних міжсобою каналами зв'язку в єдині системи. Наприклад, вимірювальні системи,системи авто-автоматично управління (регулювання), системисигналізації, захисту та управління технологічним процесом.
У показують приладах вимірювальна інформація відтворюється становищемстрілки або якого-небудь іншого покажчики щодо відміток шкалиприладу. Шкала являє собою сукупність відміток, розташованих уздовжбудь-якої лінії, і проставлених близько деяких із них чисел відліку абоінших символів, що відповідають ряду послідовних значень вимірюваноївеличини.

Для кожного вимірювального приладу встановлюється діапазон показань
- Область значень шкали, обмежена початковим і кінцевим її значенням.

Будь-які технічні вимірювання відносні, оскільки завжди існуєпозитивна чи негативна різниця між що спостерігаються або чисельнимзначенням вимірюваної величини та її істинним значенням, званапохибкою. Таким чином, похибка - це відхилення результатувимірювання від істинного значення вимірюваної величини.

Похибки вимірювання в залежності від їх походження поділяються натри групи: систематичні похибки, випадкові похибки ісуб'єктивні похибки (промахи).

Систематичні похибки мають постійний характер і з причинвиникнення поділяються на: інструментальні похибки; похибки віднеправильної установки засобів вимірювань; похибки, що виникаютьвнаслідок зовнішніх впливів; методичні (теоретичні) похибки.

Інструментальні похибки можуть бути викликані конструктивними ітехнологічними похибками, а також зносом і старінням засобіввимірювань.

Конструктивні похибки викликаються недосконалістю конструкції абонеправильної технологією виготовлення засоби вимірювання. Поганабалансування вимірювального механізму, неточності при нанесенні позначокшкали, неякісна збірка приладу викликають технологічну похибка.
Конструктивна похибка у приладів одного типу постійна,технологічна ж похибка змінюється від екземпляра до примірника.

Тривала або неправильна експлуатація приладу, а також тривалезберігання призводять до похибок, які називають похибками зносу і
Старіння.

Похибки від неправильної установки можуть викликатися нахиломприладу, тобто відхиленням від нормального робочого положення; установкою наферомагнітний щит приладу, градуйованого без щита; близьким розташуваннямодин до одного однотипних приладів.

Похибки, що виникають внаслідок зовнішніх вплив. викликаютьсявібрацією, електромагнітними полями, конвекцією нагрітого повітря і ін
Слід мати на увазі, що найбільш сильний вплив на показанняприладів надає зміна температури навколишнього середовища. Навітьнезначні перепади температури між окремими елементами приладуприводячи?? до помітних похибок внаслідок, наприклад, виникненняпаразитних термо-е.д.с., або з інших причин. Тому не рекомендуєтьсявстановлювати вимірювальні прилади поблизу джерела тепла.

Методичні похибки виникають внаслідок недосконалості методувимірювань і теоретичних припущень (використання наближеної залежностізамість точної). До таких похибок відносяться, наприклад, похибки,обумовлені зневагою внутрішнім опором (провідністю)приладу, тобто зневагою власним споживанням електроенергії.

Для виключення похибки до початку вимірювань слід визначитипричину, яка викликає похибку, і усунути її. Наприклад, якщопохибка викликається впливом зовнішнього електромагнітного поля, то потрібноабо екранувати прилад, або видалити джерело перешкоди. Для виключеннятемпературної похибки засіб вимірювань термостатіруют, вібраціюусувають шляхом установки амортизаторів. У процесі вимірювання похибкаусувається застосуванням спеціальних методів вимірювання.

Виключення похибки після проведення вимірів досягається шляхомвведення відповідної поправки, в свідчення приладів, чисельно рівнийсистематичної похибки, але протилежної їй за знаком.

У деяких випадках застосовують не поправку, а поправочний множник --число, на яке потрібно помножити результат вимірювання, щоб виключитисистематичну похибку. Поправочні множники застосовуються длявиключення систематичної похибки дільників напруги, плечей відносинив мостах і т. п.
Випадкові похибки викликаються незалежними один від одного випадковимифакторами і змінюються слухаємо чином при повторних вимірюваннях однієї ітієї ж величини. Виявляються випадкові похибки в тому. що привимірюваннях однієї і тієї ж незмінної величини одним і тим же засобомвимірювання і з тією ж ретельністю, отримують різні свідчення. Слідвідзначити, що якщо при повторних вимірюваннях однієї і тієї ж величини одним ітим же засобом виміру отримують абсолютно однакові результати, тоце звичайно вказує не на відсутність випадкову складову похибки, ана недостатню чутливість засоби вимірювання. Щільністюзбігаються, як і сильно різняться результати спостережень при виміраходнаково свідчать про їх неточності. Випадкові похибки можутьвиникнути, наприклад, через тертя в опорах, люфтів в зчленуванняхкінематичної схеми вимірювального приладу, неправильного режиму роботиелектронних пристроїв і по багатьох інших, важко з'ясовних причин. Знаквипадкових похибок виражається у вигляді ±.

Суб'єктивні похибки (промахи)-це похибки, викликані помилкамиособи, яка провадить вимірювання наприклад, неправильний відлік за шкалоюприладу, невірне підключення проводів до датчика та ін.)

Похибки засобів вимірювань встановлюються при повірці-визначенніметрологічним органом похибок засобів вимірювань і встановленняпридатності їх до застосування (застосовувати поєднання слів «перевірка свідчень»не рекомендується, слід говорити «повірка засобів вимірювань»). Словоперевірка застосовується для встановлення комплектності чогось, оцінкистану взаємодії елементів, наприклад, електричної схеми.

Сукупність операцій з доведення похибок засобів вимірювань дозначень, що відповідають технічним вимогам, називається юстуваннязасобів вимірювань .. Залежність між значеннями величин на вихід і вхідзасоби вимірювань, складена у вигляді таблиці, графіка або формули,називається градуювальної характеристикою. Визначення градуювальноїхарактеристики називається градуювання засобів вимірювання (термін
«Таріровка» застосовувати не рекомендується).

Розрізняють абсолютні і відносні похибки вимірювання.

Абсолютна похибка?-Це різниця між вимірюються Х і істинним
значеннями вимірюваної величини. Абсолютна похибка виражається водиницях вимірюваної величини

(2)
Оскільки істинне значення вимірюваної величини визначити неможливо,замість нього в практиці використовують дійсне значення вимірюваноївеличини, яке знаходять експериментально за показаннями зразковихзасобів вимірювань. Таким чином, абсолютну похибка знаходять за формулою

(3)

Відносна похибка - це відношення абсолютної похибкивимірювання до істинного (дійсного) значення вимірюваної величини,виражене у відсотках:

(4)

Приклад I. Визначити абсолютну і відносну похибки вимірюваннятиску, якщо при дійсному значенні тиску середовища 70 кПа показанняприладу дорівнює 68,5 кПа.

З виразу (3) знаходимо абсолютну похибка вимірювання:
(= 68,5-70 =- 1.5кПа.

Згідно з виразом (4) відносна похибка

Абсолютна похибка вимірювального приладу - це різниця міжпоказанням приладу та істинним значенням вимірюваної величини.
Оскільки, як зазначалося вище, справжнє значення величини залишаєтьсяневідомим, на практиці замість нього користуються дійсним значеннямвеличини, відраховані з зразкового приладу. Таким чином

(5)

Поправкою називають величину, однойменну з вимірюваної, яку слідалгебраїчних додати до показань приладу, щоб отримати дійснезначення. Поправка дорівнює абсолютної похибки вимірювання, взятої зпротилежним знаком.

Відносна похибка вимірювального приладу-це відношенняабсолютної похибки вимірювального приладу до дійсного значеннявимірюваної ним величини. На практиці, як правило, відносну похибкувиражають у відсотках:

(6)
Приведена похибка вимірювального приладу-це відношенняабсолютної похибки вимірювального приладу до нормуючим значенням
(зазвичай виражається у відсотках):

(7)

нормуючим значення-умовно прийняте значення, що може бутирівним верхній межі вимірювань, діапазону вимірювань, довжині шкали та ін
Як правило, за нормуючим значення приймаються: кінцеве значеннядіапазону вимірювань (для приладів, які мають нульову відмітку на краю шкали);арифметична сума кінцевих значення діапазону вимірювань [для приладів,мають двосторонню шкалу (нульова відмітка в середині шкали). Наприклад,для термометра зі шкалою від мінус 50 до плюс 50 ° С величина будевизначатися сумою 50 +50 = 100]; різницю кінцевого і початкового значеньдіапазону вимірювань для приладів із шкалами без нуля (так звані шкали -з «пригніченим нулем»). Наприклад, для потенціометра зі шкалою 300-1600 ° Свеличина буде визначатися різницею 1600-300 == 1300.

Необхідно зазначити, що наведена похибка характеризує лишеметрологічні властивості самого приладу, а не похибка вимірювань,отриманих за допомогою цього приладу, які можуть виражатися тільки у виглядіабсолютної похибки. Абсолютна і відносна похибки взгідно з виразами (5), (6) і (7) пов'язані з наведеної наступнимиспіввідношеннями:

(8)

(9)

Як видно з рівняння (9) відносна похибка практично завждибільше наведеної (крім випадку, коли вимірювана величина більше,наприклад, верхньої межі вимірювання, тобто.>). Причому, чимменше значення вимірюваної величини, тим більше відноснапохибка. Тому вимірювальні прилади рекомендується вибирати такимчином, щоб при вимірах покажчик знаходився в другій половині шкали,а також підбирати межа вимірювання зразкового приладу таким чином, щобвін перевищував межа вимірювання перевіряє приладу не більше ніж на 25%.

На показання приладів значно впливають зовнішні чинники,звані впливають величинами.
Область значень впливає величини, що встановлюється в стандартах аботехнічних умовах на засоби вимірювання даного виду в якостінормальною для цих засобів вимірювань, називається нормальної областюзначень. При нормальному значень впливає величини похибка засобіввиміру мінімальна. Умови застосування засобів вимірювань, при якихщо впливають величини (температура і вологість навколишнього повітря, характервібрації, напруга живлення, величина зовнішнього магнітного та електричногополя і т.д.) знаходяться в межах нормальної області значень, називаютьсянормальними умовами застосування засобів вимірювань. Нормальні умовиобумовлюються в технічних умовах заводів-виготовлювачів засобіввимірювань.

Похибка засобів вимірювань, що використовуються в нормальних умовах,називається основною похибкою. Зміна похибки засобів вимірювань,викликане відхиленням однією з впливають величин від нормального значення,називається додаткової похибкою.

Залежно від основної та додаткової похибки засобіввимірювань присвоюються відповідні класи точності.

Клас точності - узагальнена характеристика засобу вимірювання,що визначається межами допустимих основної та додаткової похибок,а також іншими властивостями засобів вимірювання, що впливають на точність,значення яких встановлюються в стандартах на окремі види засобіввимірювань.
Засоби вимірювань випускаються на наступні класи точності: 0,01; 0,015;
0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0.1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5;
2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0. Клас точності засобів вимірювань характеризує їхвластивості щодо точності, але не є безпосереднім показникомточності вимірювань, що виконуються за допомогою цих коштів (під точністюзасобів вимірювань розуміється якість вимірів, що відбиває близькість до нуляйого похибок). На циферблати, щитки, корпуси засобів, вимірювань наносятьумовні позначення класу точності, що включають числа і прописні буквилатинського алфавіту.
границя допустимої похибки засобу вимірювань називається найбільша
(без урахування знака) похибка засобу вимірювань, за якої воно можебути визнано придатним і допущено до застосування. Границя допустимої основноїпохибки може виражатися одним з трьох способів у формі абсолютноїпохибки, відносної похибки і наведеної похибки.

Для засобів вимірювань, у яких нормуються абсолютні похибки,клас точності позначається великими літерами латинського алфавіту аборимськими цифрами. У певних випадках додаються індекс у вигляді арабськоїцифри. Таке позначення класу точності не пов'язане з границею допустимоїпохибки, тобто носить умовний характер.

Для засобів вимірювань, у яких нормується наведена абовідносна похибка, клас точності позначається числами і існуєзв'язок між позначенням класу точності і конкретним лімітомдопустимої похибки.

При вираженні межі допустимої основної похибки у формізведеної похибки клас точності позначається числами, які дорівнюютьцієї межі, вираженому у відсотках. При цьому позначення класуточності залежить від способу вибору нормуючим значення. Якщо нормуючимзначення виражається в одиницях вимірюваної величини, то клас точностіпозначається числом, що збігається з наведеною похибкою. Наприклад, якщоv = 1,5%, то клас точності позначається 1,5 (без гуртка). Якщо нормуючимзначення прийнято рівним довжині шкали або її частини, то позначення класуточності (пpи v == l, 5%) буде мати вигляд 1,5 (в гуртку).

При вираженні межі допустимої основної похибки у формівідносної похибки необхідно керуватися наступним.

Межа допустимої відносної похибки згідно з виразом (6)

(10)

де-межа допустимої абсолютної похибки;
Х - виміряне значення.

У тому випадку, коли межа відносної похибки залишається постійниму всьому діапазоні вимірювань вираз (10) має вигляд:

(11)де с - постійне число.

Якщо ж межа відносної похибки змінюється, то

(12)де с і d-постійні числа, причому з-чисельно дорівнює відноснійпохибки на верхній межі вимірювання, ad-чисельно дорівнює похибки нанижній межі вимірювання, вираженої у відсотках від верхньої межі;
-Кінцеве значення діапазону вимірювань.

У першому випадку число, що позначає клас точності і межа допустимоїосновної похибки, вираженої в відсотках, збігаються. Це числополягає в гурток.

У другому випадку до позначення точності входять два числа, якірозділяються косою рискою (перший с, другий d). Наприклад, 0,02/0,01, безгуртка.

Похибки ряду засобів електричних вимірювань нормуються подвухчленной формулою виду:

(13)

де е і f-постійні числа (е = с-d; f = d)

У цьому випадку в умовне позначення класу точності входить тільки числоті, що містять в гурток. Таким чином, позначення класу точностіне відрізняється від випадку з постійною відносною похибкою.

Приклад 2. Основна похибка потенціометра постійного струму в діапазоні
0-50 мВ нормується за формулою

де-свідчення потенціометра, мВ.
Умовне позначення класу точності -0,05 (в гуртку). Межа допустимоїпохибки: в кінці діапазону вимірювання для цього приладу

в середині діапазону

Таким чином, фактична відносна похибка потенціометразначно перевищує число, вказане в умовному позначенні класуточності. Тому під час перевірки приладів, похибки яких нормовані по
Двухчленним формулами, слід щоб уникнути помилок особливо уважноставитися до аналізу похибки зразкових і робочих засобів вимірювань.
Приклади позначень класу точності засобів вимірювань представлені в табл.
1.

Застосовуються й інші позначення класу точності. У експлуатаційноїдокументації на засоби вимірювань зазначаються державні абогалузеві стандарти, відповідно до яких встановлено клас точності.

По класу точності приладу можна визначити його допустимі похибки
і

Для приладів з нулем на початку шкали абсолютна основна похибка

(14)де К-клас точності приладу;-нормуючим значення, яка дорівнює верхньомумежі показань приладу.

Тоді, згідно з виразом (7), наведена основна похибка приладу

(15)

Для приладів, які мають шкалу «з пригніченим нулем», який необхіднододатково враховувати погрішність показань на початковій позначці шкали.
Для таких приладів абсолютна основна похибка

(16)

де Е-діапазон шкали приладу; Д-діапазон «придушення» (нижня межавимірювання); d-значення поправки на «придушення нуля» (для приладів класів
0,5 і 1,0 d = ± 0,15; для класу 1,5 - d = ± 0,25).

Замінюючи у виразі (7) на Е, отримаємо, що для приладів з
«Пригніченим нулем» приведена основна похибка визначається наступнимчином;

(17)або

(18)

Таким чином, для цього типу приладів чисельне значення наведеноїосновної похибки буде перевищувати число, вказане в умовномупозначенні класу точності на величину dД/Е.

Приклад 3. Визначити похибка потенціометра типу КСП3-П класуточності 1,5 для вимірювання температури, що має шкалу +300 (1600 ° С. За
(16) знаходимо, що абсолютна основна похибка на всіх точках шкали НЕповинна перевищувати значення

Наведена основна похибка згідно з виразом (17)
або за формулою (18)

Приклад 4. Визначити похибка вторинного приладу типу КСДЗ класуточності 1,0 для вимірювання витрат зі шкалою 0-400. Згідно (14)визначаємо абсолютну основну похибка:

.
Приведена похибка за формулою (15) = ± K = ± l, 0%.

Варіацією показань приладу називається різниця між значеннямиокремих показань приладу, що відповідають одному і тому ж значеннювимірюваної величини, отриманих при наближенні до нього як від меншихзначенні до великих, так і від великих до менших. Варіація показаньвизначається одночасно з основною похибкою як різницядійсних значень вимірюваної величини (за показниками зразковогоприладу), що відповідають одній і тій же позначці шкали перевіряє приладуспочатку при збільшенні (пряме напрямок), а потім при зменшенні
(зворотний напрямок) значення вимірюваної величини. При декількохпідходах до даного пункту діапазону вимірювань в кожному з двох напрямкахваріація визначається як середня різниця.

Варіація зазвичай виражається у відсотках від прийнятого нормуючимзначення де - значення вимірюваної величини припрямому і зворотному напрямках підходу до даного пункту вимірювання;
-Нормуючим значення,

Варіація показань викликається появою тертя в опорах, люфту,зносом кернів, підпятніков та ін

Варіація показань не повинна перевищувати 0,2% для приладів класуточності 0,25 і вище і половини допустимого значення основної похибкидля приладів інших класів точності.

Вимірювальні прилади характеризуються також і чутливістю, підякою розуміється відношення зміни сигналу на виході вимірювальногоприладу до викликає його зміни вимірюваної величини. Інодічутливістю називають величину переміщення вказівника приладу призміні вимірюваної

величини на одиницю (наприклад, 2 мм/град або 1 ° дуги/град).
Чутливість не пов'язана з величиною похибки приладу. Інодівисокочутливі прилади можуть мати велику погрішність, а прилад змалою чутливістю-високу точність вимірювань.

Якщо клас точності власне вимірювального приладу відомий за йогодокументації, то клас точності вимірювальної системи в цілому, включаючипервинний вимірювальний перетворювач і канал зв'язку, не можеунормувати заздалегідь, тому що залежить від конкретних умов експлуатації.

Відповідно до теорії ймовірностей можна вважати, що з імовірністю, близькоюдо 100%, одночасний вплив декількох знакозмінних факторів (X,
Y, Z, U. ..) дає сумарну погрішність:

(19)де-похибки X, Y, Z, U, виражені у відсотках.

Обчислена таким чином похибка отримала назву середньоїквадратичної похибки.

Позначивши похибки різних елементів, що входять у вимірювальнусистему через, де i = 1,2 ..., n у відповідності з (19) отримаємо:

(20)
Приклад 5. Визначити сумарну похибку вимірювальної системи, що складаєтьсяз термометра термоелектричного (термопари) ТХА-0806; перетворювачавимірювального НП-ТЛ1-11, перетворює термо-е. р. с. термопари вуніфікований сигнал постійного струму 0-5 мА, і вторинного показуєприладу з струминним входом типу КСУЗ, шкалою 0-900С, і призначеноїдля виміру