лабораторка.pdf

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Лабораторная работа проводится в соответствии с руководством по эксплуатации комплексных датчиков “ГиперФлоу-3Пм” КРАУ1.456.001-06 РЭ, методикой поверки КРАУ 1.456.001 МИ и настоящими Методическими указаниями.  2. ЗАДАНИЕ 2.1. Ознакомить...

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Лабораторная работа проводится в соответствии с руководством по эксплуатации комплексных датчиков “ГиперФлоу-3Пм” КРАУ1.456.001-06 РЭ, методикой поверки КРАУ 1.456.001 МИ и настоящими Методическими указаниями.  2. ЗАДАНИЕ 2.1. Ознакомиться с устройством, метрологическими и техническими характеристиками “ГиперФлоу-3Пм”. 2.2. Ознакомиться с устройством, метрологическими и техническими характеристиками грузопоршневого манометра МП-60м, калибратора давления пневматического Метран-504 Воздух-1, магазина сопротивлений МСР-60м, применяемых в качестве эталонов при поверке в лабораторной работе. 2.3. Изучить методику поверки “ГиперФлоу-3Пм”. 2.4. Провести определение основной погрешности “ГиперФлоу-3Пм” в соответствии с настоящими методическими указаниями.  3. ОПИСАНИЕ ПОВЕРЯЕМОГО ПРИБОРА 2.1. Ознакомиться с устройством, метрологическими и техническими характеристиками “ГиперФлоу-3Пм”. 2.2. Ознакомиться с устройством, метрологическими и техническими характеристиками грузопоршневого манометра МП-60м, калибратора давления пневматического Метран-504 Воздух-1, магазина сопротивлений МСР-60м, применяемых в качестве эталонов при поверке в лабораторной работе. 2.3. Изучить методику поверки “ГиперФлоу-3Пм”. 2.4. Провести определение основной погрешности “ГиперФлоу-3Пм” в соответствии с настоящими методическими указаниями.  3. ОПИСАНИЕ ПОВЕРЯЕМОГО ПРИБОРА Комплексные датчики “ГиперФлоу-3Пм” предназначены для измерения и регистрации давления, перепада давления и температуры измеряемой среды вычисления и регистрации расхода и количества газообразных и жидких сред и передачи информации в другие системы, а также вычисления и регистрации тепловой энергии воды, водяного пара.  3. ОПИСАНИЕ ПОВЕРЯЕМОГО ПРИБОРА Комплексные датчики “ГиперФлоу-3Пм” измеряют расход в комплекте с различными первичными элементами: – стандартными сужающими устройствами по ГОСТ 8.586.1 – ГОСТ 8.586.5 – специальными сужающими устройствами по РД 50-411: – нестандартным сужающим устройством по КРАУ2.833.006ТУ; – счетчиками и датчиками объемного расхода с импульсным выходом по ПР50.2.019.  3. ОПИСАНИЕ ПОВЕРЯЕМОГО ПРИБОРА Структурная схема датчика, предназначенного для измерения расхода методом переменного перепада давления, приведена на рис. 1. Рис. 1. Структурная схема датчика “ГиперФлоу-3Пм”: ДД – датчик перепада давления; ДИ – датчик давления; ДТ – датчик температуры: АЦП – аналого-цифровой преобразователь; МПУ – микропроцессорное устройство; ПС – плата сопряжения; ЖКИ – жидкокристаллический индикатор; ПИИ – приемник инфракрасного излучения  3. ОПИСАНИЕ ПОВЕРЯЕМОГО ПРИБОРА Все элементы “ГиперФлоу-3Пм” за исключением датчика избыточного (абсолютного) давления и датчика температуры размещены в одном корпусе. В комплект “ГиперФлоу-3Пм” датчик температуры (термопреобразователь) не входит. Для измерения температуры используются платиновые или медные термопреобразователи по ГОСТ 6651 с номинальным нулевым значением электрического сопротивления(R0) 50 и 100 Ом. Датчик “ГиперФлоу-3Пм” может быть сконфигурирован (запрограммирован) с использованием РС-совместимого технологического компьютера, клавиатуры переносного терминала или клавиатуры вторичного блока.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ В данной лабораторной работе в качестве эталонных средств поверки применяются: – грузопоршневой манометр избыточного давления МП-60М класса точности 0,02; – калибратор давления пневматический Метран-504 Воздух-1 класса точности 0,02; – магазин сопротивлений МСР-60М класса точности 0,02.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Схема поверки при выполнении лабораторной работы приведена на рис. 2 Рис. 2. Схема поверки: ПД – измерительная часть “ГиперФлоу-3Пм; ДИ – датчик избыточного давления (входит в состав “ГиперФлоу-3Пм); ЭМ1 – калибратор давления пневматический Метран-504 Воздух-1; ЭМ2 – грузопоршневой манометр МП-60М; МС – магазин сопротивлений МСР-60М; К – компьютер  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ 4.1. Грузопоршневой манометр МП-60М. Диапазон измерения (воспроизведения) давления от 0 до 6 МПа. Предел допускаемой относительной погрешности в диапазоне от 0,1 до 1,0 pmax (0,6…6 МПа) – ±0,02%. Предел допускаемой абсолютной погрешности в диапазоне от pmin до 0,1 pmax (0,1…0,6 МПа) –  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Принципиальная схема грузопоршневого манометра МП-60м приведена на рис.3. Рис. 3. Схема грузопоршневого манометра избыточного давления: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – грузы; 4 – пресс; 5 – сосуд для заполнения прибора маслом; 6 – поверяемый прибор; 7 – вентиль  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Принципиальная схема грузопоршневого манометра МП-60м приведена на рис.3. Принцип действия грузопоршневого манометра с простым поршнем основам на компенсации давления рабочей жидкости во внутренней полости прибора давлением, создаваемым поршнем с наложенными на него грузами. Гидравлический пресс 4 служит для создания необходимого давления, которое через рабочую жидкость(масло) передается к поверяемому прибору 6. Одновременно давление воздействует на поршень 2, перемещающийся внутри канала цилиндра 1. Для измерения (воспроизведения) давления на поршень накладывают грузы 3 массой, необходимой для создания поршнем давления, равного давлению рабочей жидкости.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Равенство давлений контролируют визуально по глубине погружения поршня. Давление P масла, действующее на поршень грузопоршневого манометра и на чувствительный элемент поверяемого прибора, можно выразить соотношением где G – общий вес поршня, грузов и грузоприемного устройства; F – приведенная площадь поршня. Для снятия "сухого трения" в зазоре между поршнем и каналом цилиндра необходимо во время измерении вращать поршень со скоростью 30-40 об/мин. Отсчет показаний проводят при определенной глубине погружения поршня в канал цилиндра. Глубина погружения поршня контролируется по специальной отметке на корпусе прибора.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ 4.2. Калибратор давления пневматический Метран-504 Воздух-1 класса точности 0,02. Калибратор в рабочем состоянии показан на рисунках 5 и 6. Рис. 5. Калибратор Метран-504 Воздух. Вид сбоку.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Рис. 6. Калибратор Метран-504 Воздух. Вид сверху.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Узлы калибратора крепятся к плите 1, которая закреплена на коробе 2. Прибор стоит на четырех регулируемых по высоте ножках 3. На наружной стороне плиты расположены органы регулирования, управления и контроля рабочего состояния калибратора: – ручка регулятора давления 4; – ручка тумблера “Давление питания” 5; – ручка тумблера “Выходное давление” 6; – ручка тумблера “Проверка нуля” 7; – манометр для контроля давления питания 8; – уровни 9. На плите также находятся два штуцера: – “Давление питания” 10 – для подключения давления питания; – “Выходное давление” 11 для подключения поверяемого прибора. Внутри прибора находятся: – регулятор расхода 12; – пневмоемкости 13.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ На плите расположен преобразователь силы в давление калибратора давления 14. В состав этого преобразователя “сила-давление” входят сферический поршень 15, который устанавливается в сопло 16. На поршень надевается грузоприёмное устройство (навеска) 17 и грузы 18. 14. Рис. 5-1 Преобразователь силы в давление  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Конструкция поршня с грузоприёмным устройством и подгоночным кольцом калибратора показана на рисунке 7. Рис. 7. Поршень с грузоприёмным устройством и подгоночным кольцом калибратора давления пневматического.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Расположение капилляра в корпусе сопла калибратора давления показано на рисунке 8. Рис. 8. Положение капилляра в корпусе сопла калибратора. Капилляр 20 вкручен в корпус сопла калибратора 21 и играет роль пневмосопротивления.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Укладка, приведенная на рисунке 9, включает в себя поршень 15, грузоприёмное устройство (навеску) 17 и грузы 18, масса которых подогнана с учетом нелинейности характеристики эффективной площади и величины ускорения свободного падения, которая указывается в паспорте, свидетельстве о поверке и таблице масс грузов калибратора. Схема пневматическая принципиальная калибратора приведена на рисунке 12. 4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Рис. 9 – Укладка калибратора давления пневматического 4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Рис. 12 – Схема пневматическая принципиальная  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ А1, А2 – штуцеры предназначенные для подсоединения питания и потребителя; ПР1 – пневмотумблер (пневмораспределитель) "Давление питания". Соединяет калибратор с линией питания; ПР2 – пневмотумблер "Выходное давление". Соединяет калибратор с поверяемым прибором; ПР3 – пневмотумблер "Проверка нуля". Соединяет вход поверяемого прибора с атмосферой (проверка нуля); РД – регулятор давления. Регулирует давление питания; МН – манометр для контроля давления питания после регулятора давления РД; РР – регулятор расхода. Автоматически регулирует расход и давление воздуха. ПД – преобразователь силы в давление. Преобразует силу Mg в пневматическое выходное давление Р; ПЕ1, ПЕ2 и ПС1, ПС2 – соответственно пневмоемкости и пневмосопротивле- ния. Обеспечивают динамическую стабильность выходного давления калибратора; Р 2 , Р 3 – точки отбора давлений, используемых при настройке регулятора расхода.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Принцип действия калибратора давления пневматического Метран-504 Воздух-I основан на динамическом взаимодействии сферического поршня и потока воздуха, вытекающего из сопла, в котором поршень самоцентрируется и самоуравновешивается. Сила Mg, создаваемая весом поршня, навески и грузов, автоматически преобразуется в пневматическое выходное давление Р, которое поступает на поверяемый прибор.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Значение давления Р определяют по формуле: где Р – выходное давление калибратора, кПа; М – масса поршня, навески и грузов, приведенная к условной плотности материала ρ м и нормальной плотности воздуха ρв , кг; g м – местное ускорение свободного падения, м/с 2 ; F эф – эффективная площадь поршневой системы, м 2 ; ρ в – нормальная плотность воздуха (ρв = 1,2 кг/м 3 ); ρ м – условная плотность материала поршня, навески и грузов калибратора (ρм = 8000 кг/м 3 ).  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ В отличие от традиционных грузопоршневых манометров, у которых эффективная площадь поршневой системы является постоянной величиной во всем рабочем диапазоне, в пневматических калибраторах давления типа "Воздух" величина эффективной площади поршневой системы изменяется при изменении величины воспроизводимого давления, что связано с принципом работы приборов. Эффективная площадь поршневой системы калибраторов давления типа "Воздух« может быть выражена формулой: где F0 – геометрическая площадь сопла, м 2 ; q – расчетный параметр, зависящий от силы Мg, скорости, расхода воз- духа и характера истечения воздуха из поршневой системы. Линеаризация зависимости выходного давления калибратора от эффектив- ной площади поршневой системы осуществляется путем подгонки масс поршня с навеской и грузов по методике предприятия-изготовителя.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Работа прибора заключается в следующем. Воздух питания через пневмотумблер ПР1 и регулятор давления РД, настроенный на номинальное давление 600 кПа, которое контролируется по манометру МН, поступает на двухкаскадный регулятор расхода РР калибратора. В регуляторе расхода воздух питания проходит через две ступени регулирования, затем поступает на регулируемый дроссель и одновременно в камеру обратной связи регулятора расхода, а также на выход из регулятора. Пройдя через пневмоемкость ПЕ1, воздух под давлением поступает в междроссельную камеру. Возникающее под поршнем давление через пневмосопротивления ПС1 и ПС2 и пневмоемкость ПЕ2 поступает на вход пневмотумблера ПР2.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ При изменении, например, увеличении силы Mg зазор между поршнем и соплом уменьшается. Это приводит к уменьшению расхода, по- вышению давления в междроссельной камере и одновременно в рабочих камерах регулятора расхода. Вследствие этого происходит повышение давления на выходе из регулятора и, соответственно, повышение давления в междроссельной камере до тех пор, пока поршневая система не уравновесится при новом значении силы Mg. Через пневмотумблеры ПР2 и ПР3 избыточное давление, соответствующее весу поршня с навеской и грузами, поступает на вход поверяемого прибора.  4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ Для питания калибратора используется система питания эталонов давления "Воздух«, в состав которой входят: – компрессор передвижного типа с электроприводом; – блок подготовки воздуха, состоящий из: фильтра предварительной очистки, фильтра-регулятора давления, вентиля и манометра для контроля выходного давления.. 4. ОПИСАНИЕ ЭТАЛОННЫХ При эксплуатации СРЕДСТВ ПОВЕРКИ калибратора использовать:. питания – – пневматическую систему центральная сеть питания сжатым воздухом или компрессор; – масловлагоотделитель; – воздушный фильтр (размер твердой частицы не более 5 мкм); – регулятор давления воздуха питания. Рекомендуем использовать систему питания эталонов давления "Воздух" (тематический каталог "Метрологическое оборудование" АО "ПГ "Метран"), в состав которой входят: – компрессор передвижного типа с электроприводом; – блок подготовки воздуха, состоящий из: фильтра предварительной очистки, фильтра-регулятора давления, вентиля и манометра для контроля вы- ходного давления;