МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СФЕРЫ УСЛУГ 3 страница

Погрешность 1-го преобразователя (систематич.). .0.100 %

(случайная).... 0.000 %

Диапазон измерений температуры:

Верхний предел измерения температуры....... 50.0 град.C

Нижний предел измерения температуры........ -50.0 град.C

Погрешность 1-го преобразователя (систематич.). .0.200 %

(случайная)... .0.000 %

Верхний предел перепада давления........... 100.00000 кПа

Функция преобразования 1-го преобразователя - линейная

Погрешность 1-го преобразователя (систематич.). 0.100 %

(случайная)... .0.000 %

Погрешность определения интервала времени измерения 0.010 %

Вычислитель:

Погрешность - Относительная................... 0.200 %

Таблица 18

Расчет погрешностей измерения расхода при заданных отклонениях температуры и давления среды и заданных значениях перепада давления.

Температура,гр.С	-25.0	-25.0	30.0	30.0
Давление, МПа ,	0.4800001	0.6000001	0.4800001	0.6000001
Перепад давления, кПа (%)	Погрешность, % ( расход )
100.0 (100.0)	1.41 8408.53	1.31 9566.62	1.41 7583.31	1.31 8621.33
50.0 (50.0)	1.20 6179.56	1.17 6974.34	1.20 5577.13	1.17 6288.81
25.0 (25.0)	1.16 4453.09	1.15 5006.59	1.15 4020.49	1.15 4515.89
16.0 (16.0)	1.17 3586.97	1.17 4027.34	1.17 3238.95	1.16 3633.06
9.0 (9.0)	1.25 2704.92	1.25 3033.83	1.24 2442.78	1.24 2737.09
5.0 (5.0)	1.50 2022.77	1.50 2267.36	1.49 1826.94	1.49 2045.78

Под значением погрешности в таблице указан

Объемный расход приведенный к ст. усл., м³/ч,

при соответствующих значениях температуры, давления и перепада давления

Таблица 19

Таблица расчета погрешностей измерения количества при заданных отклонениях температуры и давления среды и заданных значениях перепада давления.

Температура,гр.С	-25.0	-25.0	30.0	30.0
Давление, МПа ,	0.4800001	0.6000001	0.4800001	0.6000001
Перепад давления, кПа (%)	Погрешность, %
100.0 (100.0) 50.0 (50.0) 25.0 (25.0) 16.0 (16.0) 9.0 (9.0) 5.0 (5.0)	1.41 1.20 1.16 1.17 1.25 1.50	1.31 1.17 1.15 1.17 1.25 1.50	1.41 1.20 1.16 1.17 1.25 1.49	1.31 1.17 1.15 1.16 1.25 1.49

Исполнитель:__ Голышева С.В.

Проверил Инженер ФГУ «Татарстанский ЦСМиС» Гайнуллин_А.М

13.3. РАСЧЕТ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РОТАМЕТРОВ

Пример 1. Вычисление поправки на высоту подъема поплавка и координаты критической точки.

Пусть в результате градуировки металлического ротаметра получена следующая таблица 20.

Таблица 20

Градуировочная характеристика ротаметра типа РЭ (Пример1)

Показания ротаметра, %	Ход поплавка, мм	Объемный расход, м³/ч	Среднеквадратическое отклонение, м³/ч
		0,3141	0,003
		1,0189	0,010
		1,8362	0,018
		2,6991	0,027
		3,7752	0,038

Вычислим значения поправки и среднеквадратической погрешности

Высоту подъема поплавка для каждой точки шкалы вычислим по формуле . Kоордината теоретического нуля ротаметра в системе отсчета ОХ равна обратной величине , т.е. + 2.2 мм.

Таким образом, показаниям шкалы ротаметра соответствуют следующие величины (табл.21).

Таблица 21

Градуировочная характеристика ротаметра типа РЭ в зависимости от высоты подъема поплавка (Пример1)

Показания ротаметра, %	Ход поплавка, мм	Высота подъема поплавка, мм	Объемный расход, м³/ч
		1,8	0,3141
		5,8	1,0189
		9,8	1,8362
		13,8	2,6991
		17,8	3,7752

Пример 2. Определение коэффициента сопротивления поплавка по пересчетным таблицам.

Для ротаметра данного типоразмера имеется таблица 22 значений коэффициентов сопротивлений поплавка ротаметра и известно, что .

Таблица 22

Определение коэффициента сопротивления поплавка по пересчетным таблицам (Пример 2)


0,10	0,14	0,18
-7,4	1,2155	1,2392	1,2600
-7,3	1,2412	1,2671	1,2903
-7,2	1,2787	1,3080	1,3348
-7,1	1,3279	1,3618	1,3936
-7,0	1,3889	1,4287	1,4668

Найти коэффициент сопротивления поплавка ?

Пользуясь таблицей, находим = 1.3080.

Пример 3. Заводы-изготовители могут также задавать коэффициент эмпирической формулой в виде полинома

где .

В этом случае вычисление коэффициента сопротивления поплавка производится следующим образом.

Сначала вычисляют и по данному полиному, соответствующему значению , вычисляют .

Для = 0.172578 имеем полином со следующими коэффициентами:

= - 0.0439463367; = 1.64054059; = - 24.4395747;

= 181.971229; = - 678.852098; = 1019.77978.

Требуется найти для = -7.5.

Подставляя в качестве аргумента в полином, находим

Примечание 1. Следует обратить внимание, что в некоторых случаях в целях повышения точности вычисления в качестве переменных y, x могут быть приняты или . Возможно также представление коэффициента как функции двух аргументов и .

Пример 4. Вычисление безразмерной величины .

В таблице 23 приведена градуировочная характеристика по воде, а в таблице 24 обобщенная характеристика для соответствующего типоразмера.

Таблица 23

Градуировочная характеристика по воде (Пример 4)

Показания шкалы, %	Объемный расход , м³/ч
	8,787
	28,193
	51,037
	74,914
	102,723

Таблица 24

Обобщенная градуировочная характеристика по воде (Пример 4)

	Объемный расход, м³/ч		Объемный расход, м³/ч
0,01	7,824	0,09	70,179
0,02	15,543	0,10	78,298
0,03	23,279	0,11	86,075
0,04	31,018	0,12	95,061
0,05	33,762	0,13	103,772
0,06	46,525	0,14	112,727
0,07	54,329	0,15	121,930
0,08	62,202	-	-

Вычислить безразмерные величины для соответствующих отметок шкалы.

Решение. Производя интерполяцию для соответствующих расходов, найдем значения . Результаты запишем в табличной форме (табл.25).

Таблица 25

Градуировочная характеристика по воде в зависимости от безразмерной высоты (Пример 4)

Показания шкалы, %	Объемный расход, м³/ч
	8.787	0,01125
	28,193	0,03635
	51,037	0,06579
	74,914	0,09586
	102,723	0,12831

Пример 5. Проведение пересчета градуировочной характеристики.

Имеется ротаметр со следующими параметрами (табл. 26).

Таблица 26

Проведение пересчета градуировочной характеристики (Пример 5)

Наименование параметра	Обозначение	Результат измерения
Наружный диаметр поплавка, м	d	0,01996
Средняя плотность поплавка, кг/м³	ρ	6316,40
Масса поплавка, кг	m	0,15791
Объем поплавка, м	V	25 10^-6
Угол уклона конуса, град.	α	3˚57΄
Поправка на высоту подъема, м	h	-0,000805

Расход градуировочной жидкости при ходе поплавка х = 0.02000 м . Физические свойства градуировочной жидкости следующие: ; . Ускорение силы тяжести Земли g = 9,81557 м/с .

Требуется определить расход рабочей жидкости с физическими свойствами: ; .

Решение.

1. Определяем высоту подъема поплавка

= 0.0200 - 0.0008 = 0.0192

2. Вычисляем величину - безразмерную высоту

Находим величины логарифмов и , необходимых для входа в пересчетные таблицы

4. По соответствующим пересчетным таблицам находим коэффициенты и (см. пример 2) = 2.000418 и = 2.100632 .

5. Вычислим расход для рабочей жидкости

6. Вычислим погрешность пересчета

Примечание: Погрешность пересчета зависит не только от точности исходных данных, но и от точности составления пересчетных таблиц и точности изготовления ротаметра, поэтому основная составляющая погрешности пересчета определяется заранее по результатам эксперимента.

Для других значений хода поплавка расход вычисляется аналогичным образом, затем результаты пересчета сводятся в таблицу.

Пример 6. Проведение пересчета показаний по плотности.

Ротаметром с класса точности 2.5 % и отградуированном на воде измеряют расход этилового спирта . Найти пересчетный коэффициент без учета вязкости среды, если средняя плотность поплавка .

Решение.

Вычисление по приближенной формуле дает

Для сравнения вычислим по пересчетной формуле. В итоге имеем

Анализ результатов.

Погрешность вычислений составила 1,8 %, что меньше предельной погрешности прибора 2.5 %, поэтому ограничимся вычислением по приближенной формуле и принимаем окончательный результат К = 1.155 . Дальнейший пересчет будем вести по формуле

Пример 7. Проведение пересчета показаний ротаметра по плотности при измерении газа.

Ротаметром класса точности 2.5% и отградуированном по воздуху измеряется расход аргона . Найти пересчетный коэффициент без учета вязкости среды.

Решение.

Вычисление по приближенной формуле дает

По второй приближенной формуле имеем

Для сравнения вычислим по пересчетной формуле

Анализ результатов.

Погрешность вычислений по приближенной формуле больше предельной погрешности ротаметра 5.4 > 2.5 . Поэтому примем за окончательный результат вычисление, выполненное по второй приближенной формуле , так как 1.7 < 2.5.

Рабочая формула для пересчета будет иметь вид

Пример 8.

Ротаметром класса точности 1.6 % и отградуированном для азота при t₁ = 18 °С и давлении Р₁ = 755 мм рт. ст. измеряют расход кислорода при t₂ =28 ºС и давлении Р₂ = 768 мм рт. ст. Требуется найти пересчетный коэффициент.

Решение.

Вычисление производим по приближенной формуле для газов. В связи с тем, что в используемых формулах присутствует отношение значений давления, перевод их в систему СИ производить не обязательно

Для сравнения вычислим по пересчетной формуле

Анализ результатов.

В связи с тем, что погрешность вычисления меньше предельной погрешности ротаметра 0.6 < 1.6 , за окончательный результат примем К = 0.938 и пересчетная формула будет иметь вид

Пример 9.

Поверка ротаметров производилась при следующих условиях: Р_и = 0.130 МПа, Т_и = 295 К. Требуется вычислить коэффициент приведения, если условия градуировки были Р_г = 0.122 МПа, Т_г = 291 К.

Решение.

Вычисление по приближенной формуле для газов дает

Для сравнения вычислим по пересчетной для газов формуле

Анализ результатов.

Как видим по результатам вычислений отличие небольшое, и разница лежит в пределах точности вычислений. Окончательная рабочая формула с учетом рекомендаций ГОСТ 8.122-99 будет иметь вид

Пример 10.

Ротаметром, имеющим поплавок массой m = 0.443 кг и плотностью и предназначенным для измерения воды в диапазоне до 4 необходимо измерять расход этилового спирта в диапазоне до 1 . Требуется вычислить массу нового поплавка, при применении которого можно было бы использовать шкалу ротаметра по всей длине.

Решение.

Вычислим среднюю плотность нового поплавка.

Массу поплавка находим из соотношения

Ответ. Новый поплавок при точном сохранении геометрических размеров должен иметь массу .

Пример 11.

Ротаметр с алюминиевым поплавком и плотностью имеет предел измерения по аргону до 16 м³/ч ( ). Определить пропускную способность ротаметра при замене поплавка на латунный при измерении расхода воздуха ( ).

Решение.

Вычисление производим по формуле

Ответ.

НОРМАТИВНО ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

1. Закон РФ № 4871-93 "Об обеспечении единства измерений" (в ред. Федерального закона от 10.01.2003 N 15-ФЗ).

2. Законе РФ «О техническом регулировании»

3. ГОСТ 8.009-84. ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. М.: Изд-во стандартов, 1984.

4. ГОСТ 8.010 — 90 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений.

5. ГОСТ 8.011—72 «Показатели точности измерений и формы представления результатов измерений».

6. ГОСТ 8.021 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений массы».

7. ГОСТ 8.207-76 «Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Метод обработки результата измерения».

8. ГОСТ 8.401-80. ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 1980.

9. ГОСТ 8.417 — 2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин.

10. ГОСТ 8.453-82. Весы для статического взвешивания «Методы и средства поверки». Издание официальное. М 1982.

11. ГОСТ 8.586.1-2005 (ИСО 5167-1:2003) Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования.

12. ГОСТ 8.586.2-2005 (ИСО 5167-2: 2003) Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2 Диафрагмы. Технические требования.

13. ГОСТ 8.586.3-2005 (ИСО 5167-3:2003) Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования.

14. ГОСТ 8.586.4-2005 (ИСО 5167-4:2003) Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования.

15. ГОСТ 8.586.5-2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений.

16. ГОСТ 12997—76 «Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Общетехнические требования и методы испытаний» М.: Изд-во стандартов, 1976

17. ГОСТ 22261-82. «ГСП. Средства измерения электрических величин. Общие технические требования» М.: Изд-во стандартов, 1982.

18. ГОСТ 23676-79. Весы для статического взвешивания «Пределы взвешивания, метрологические параметры». Издание официальное. М, 1979.

19. ГОСТ 7328-82. Меры массы общего назначения и образцовые, Издание официальное. М 1982.

20. ГОСТ Р 50779.10-2000 (ИСО 3534.1-93) Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001.

21. МС ИСО 7066/1 "Оценка неопределенности при градуировке и применении средств измерения расхода жидкости. Часть I. Линейные градуировочные кривые", 1986.

22. МС ИСО 7066/2 "Оценка неопределенности при градуировке и применении средств измерения расхода жидкостей. Часть 2. Нелинейные градуировочные кривые", 1986.

23. МС ИСО 10012-1 «Требования, гарантирующие качество измерительного оборудования».

24. ПР 50.2.002-94. “Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок осуществления государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами и соблюдением метрологических правил и норм”.

25. ПР 50.2.005-94 «Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок лицензирования деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений».

26. ПР 50.2.009-94. “ Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения испытаний и утверждение типа средств измерений”

27. РМГ 29 - 99 «Метрология. Основные термины и определения»

28. РМГ 51 — 2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения.

29. РМГ 62 — 2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Оценивание погрешности измерений при ограниченной исходной информации.

30. РМГ 64 — 2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Методы и способы повышения точности измерений.

31. МИ 1552-86 «Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей результатов измерений»

32. МИ 1872 - 88. «Государственная система обеспечения единства измерений. Межповерочные интервалы образцовых средств измерений. Методика определения и корректировки.»

33. МИ 2091-90 «Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения физических величин. Общие требования.»

34. МИ 2146-98. «Государственная система обеспечения единства измерений. Типовые программы испытаний средств измерений. Порядок разработки и утверждения».

35. МИ 2246 - 93 «Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности измерений. Обозначения.»

36. МИ 2526 - 99. «Государственная система обеспечения единства измерений. Нормативные документы на методики поверки средств измерений. Основные положения»

37. МИ 2646 - 2001 «Государственная система обеспечения единства измерений. Описание типа средств измерений для государственного реестра. Порядок построения и общие требования к изложению и оформлению

МЕЖДУНАРОДНЫЕ ДОКУМЕНТЫ ПО ЗАКОНОДАТЕЛЬНОЙ МЕТРОЛОГИИ

1. Конвенция, учреждающая международную организацию по законодательной метрологии (МОЗМ)

2. Международный документ МОЗМ Д1 Элементы закона по метрологии

3. Международный документ МОЗМ Д2 Узаконенные (официально допущенные к применению) единицы измерений

4. Международный документ МОЗМ Д3 Юридическая квалификация средств измерений