Контрольно измерительные приборы

Контрольно  измерительные приборы  это - устройства для получения информации о состоянии технологических процессов путем измерения их параметров температур, давлений, расходов, уровней. К контрольно-измерительным приборам относятся первичные приборы и измерительные преобразователи. Первичные приборы могут быть показывающими, сигнализирующими, самопишущими и с дистанционной передачей показания на расстоянии (к вторичному прибору). К измерительным преобразователям относятся датчики и преобразователи, работающие в комплекте со вторичными или регулирующими приборами.      

      Температуру теплоносителя измеряют с помощью термометров, которые подразделяют на термометры расширения, термоэлектрические преобразователи, термопреобразователи сопротивления. Существуют термометры расширения жидкостные, дилатометрические и манометрические.  Жидкостные технические термометры основаны на тепловом расширении термометрической жидкости, заключенной в резервуаре. Их выпускают типа ТТ с пределами измерения от -30 до 2О0°С и типа ТТЖ — от -35 до 200°С. Эти термометры применяют в оправах и без них. Оправы могут быть двух типов —~ прямые типа ОТП и угловые типа ОТУ. Термометры ртутные стеклянные электроконтактные используют для сигнализации или поддержания постоянной температуры от -30 до ЗО0°С: типа ТЗК — с заданным постояным рабочим контактом, типа ТПК — с подвижным рабочим контактом. Термометры дилатометрические применяют в качестве реле для сигнализации или датчиков для двух позиций регулирования температуры воды. Их принцип действия основан на использовании разности  линейного расширения материалов биметалической пластины — инвара и латуни. К таким приборам относятся реле температурные дилатометрического типа РТ-200 с пределами измерения 25—200 С одним размыкающим контактом. Термометры манометрические состоят из термосистемы, включающей термобаллон, соединительный капилляр, чувствительный элемент (манометрическую пружину), и показывающего, самопишущего или сигнализирующего устройства. Действие этих термометров основано на использовании зависимости между температурой и давлением рабочего тела в замкнутой герметичной системе.  По виду рабочего тела манометрические термометры могут быть газовыми (типа ТПГ4, ТГС), жидкостными (типа ТПЖ4, ТЖС) и конденсационными. Термоэлектрические преобразователи (термопары) имеют термоэлемент, который развивает термоэлектродвижущею силу. Соответствующую темп-ре и измеряемую с помощью вторичных приборов(милливольтметров и потенциометров) или измерительной схемы регулирующего прибора. По материалу электродов термоэлемента термоэлектрические преобразователи, применяемые в водяных системах теплоснабжения, делят на хромель-копелевые (ХК) и хромель-алюмелевые (ХА). Их изготовляют без чехла и со стальным чехлом — соответственно типам ТХК-0179 и ТХА-0179; они имеют стандартные градуировки шкал вторичных прчботов ХК и ХА, пределы измерения -50—600 С, длину монтажной части 10—200 мм, макс, давление 0,4—6,4 МПа. Термопреобразователи сопротивления основаны на свойстве металлов изменять электрические сопротивление в зависимости от температуры.

Сопротивление, соответствующее температуре, измеряется вторичными приборами — логометрами, автоматическими мостами или с помощью измерительной схемы регулирующего прибора. В зависимости от материала чувствительности элемента эти термопреобразователи могут быть медными или платиновыми. Стандартные градуировки шкал вторичных приборов: 50М и 100М — при измерении медным термопреобразователем (сопротивление при ОТ 50 и 100 Ом соответственно) и 10П, 50П и 100П — при измерении платиновым термопреобразователем (сопротивление при 0°С 10; 50 и 100 Ом). Выпускают медные термопреобразователи сопротивления типа ТСМ-0879 с градуировкой 50М и 10ОМ и пределами измерения -50—200°С для установки на трубопроводах; типа ТСМ-0879-01 — с теми же пределами, но без коробки для зажимов проводов; типа ТСМ-1079 — с пределами измерения 0—50 С для установки в помещениях. Платиновые термопреобразователи сопротивления аналогичны по применению и конструкции медным, но имеют др. пределы измерения: типа ТСП-0879 — от -50 до 600°С, типа ТСП-0879-01 — от -50 до 300°С, типа ТСП-1079 — от 0 до 50°С и градуировку — 50П, 100П. Существуют различные схемы присоединения термопреобразователей сопротивления к измерительным

приборам. В 4-х проводной схеме полностью исключается влияние сопротивления присоединенных проводов на точность измерения. Термоэлектрические преобразователи  и  термопреобразователи

сопротивления монтируют с помощью бобышек, привариваемых к трубопроводам  и бакам. Преобразователи устанавливают перпендикулярно потоку либо под углом навстречу потоку. На трубопроводе малого диаметра предусматривают расширение. Для преобразования сигналов в унифицированные термопреобразователи ТСП и ТСМ присоединяют к измерительным преобразователям НП561, НП562, НП563.

    Давление и перепад давлений измеряют манометрами и дифференциальными манометрами. По принципу измерения эти приборы делят на две группы: с упругими чувствительными элементами (деформации) и жидкостные. Приборы деформации выпускают: с трубчатой манометрической пружиной, мембранные, сильфонные, с отсчетным устройством без выходного сигнала — показывающие и самопишущие, без отсчетных устройств с электрическим выходным сигналом, с отсчетным устройством и электрическим выходным сигналом. Приборы жидкостные выпускают поплавковыми и с видимым уровнем. Расход и количество воды в системах теплоснабжения измеряют расходомерами приемниками перепада давления, электромагнитными (индукциями) и ультразвуковыми расходомерами, скоростными счетчиками, измеряющими массу или объем воды, прошедшей через прибор в единицу времени (расход) или за какой-либо промежуток времени (час, сутки). В расходомерах приемником перепада давления измерение расхода основано на зависимости перепада давления в сужающем устройстве, -устанавливаемом на трубопроводе, от расхода измеряемой среды. В комплект этих расходомеров входят сужающее устройство ( диафрагма), дифференциальный манометр, соединительные трубки с уравнительными сосудами, вентили и вторичный прибор. Основные данные и методику расчета диафрагм, их монтаж совместно с дифманометрами регламентируют действующими стандартами. Выпускают дафрагмы камерные типа Д КС — для трубопроводов с Dy°" 50.. .500 мм и давлением до 10 МПа и диафрагмы бескамерные типа ДВС — с Dy - 300...600 мм и давлением до 4 МПа. В качестве дифманометров применяют поплавковые типа ДП, сильфонные типаДС, мембранные типаДМ-3583М, ДМ-ЭР, преобразователи Сапфир-22М-ДД. 

Электромагнитные (индукции) расходомеры основаны на использовании закона электромагнитной индукции. в электропроводной жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется эдс, пропорционально скорости движения жидкости. Расходомеры тина ИР-61 состоят из первичного измерительного преобразователя ПРИМ или ПР и передающего измерительного преобразователя ИУ-61, на выходе которого формируется унифицированный сигнал в пределах 0—5 мА, пропорциональный измеряемому расходу, который поступает ко вторичному или регулирующему прибору. Максимальная рабочая температуpa измеряемой среды до 150 С. Скоростные счетчики (водомеры) различают по типу чувствительности элемента (крыльчатые, турбинные), температуре измеряемой воды (холодная, горячая), наличию устройства для дистанционной передачи показаний. Для холодной воды (до 30°С) выпускают крыльчатые счетчики типа УВК с Dy - 20...40 мм и турбинные счетчики типа ВТ с Dy-«50..Л50 мм; для горячей воды (до 90 С) — турбинные счетчики типа ВТГ с Dy - 50... 150 мм. Освоен выпуск водомеров крыльчатых типа ВСКМ, турбинных типа СТВ для холодной воды и турбинных типа СТВГ-1 и СТВГ-П (с дистанционной передачей импульсных сигналов) для горячей воды.

      Измерение уровней осуществляется уровнемерами механического и электрического типа и сигнализаторами уровня. К уровнемерам механического типа относятся указатель уровня типа УМП-100, предназначен для измерения уровня воды в резервуарах с атм. давлением и тёмп-рой до 60 С; пределы измерения 0—1 м. К уровнемерам электрического типа относятся индикаторы уровня электронные типа ЭИУ-2 для измерения уровня в резервуарах с давлением до2,5 МПа и темп-рой от -40 до 200 С; пределы измерения 1—20 м. Сигнализаторы уровня и уровнемеры с дистанционой передачей показаний см. Регулятор уровня жидкости. Вторичные приборы — устройства, воспринимающие сигналы от первичного прибора или передающего измерительного преобразователя и преобразующие его в форму, удобную для восприятия информации диспетчером и обслуживающим персоналом. Они могут быть показывающими, регистрирующими (самопишущие, печатающие) и комбинированными. Вторичные приборы устанавливают на щитах и в шкафах в местах, наименее подверженных вибрации и влиянию электромагнитных полей.   . Под измерением в машиностроении обычно понимается сравнение данной величины с другой величиной такого же рода, принятой за образец (длины с длиной, площади с площадью, угла с углом и т. д.). Технические измерения являются одной из важнейших основ производства, ни одна технологическая операция не выполняется без измерений размеров. Детали машин и механизмов изготовляются в разных цехах, а иногда и на разных заводах. В процессе сборки эти детали должны сопрягаться без дополнительной обработки, что требует высокой точности изготовления, которую без правильного и точного измерения осуществить невозможно. В большинстве случаев в машиностроении требуемая точность измерений колеблется от 0,1 до 0,001 мм. В соответствии с этим разработаны и конструкции измерительных инструментов и приборов.

 Ни одно  измерение не может быть проведено  абсолютно точно. Между измеренным значением величины и ее действительным значением существует всегда разница, которая называется погрешностью измерения. Чем меньше погрешности измерения, тем, естественно, выше точность измерения. Точность измерения характеризует ту ошибку, которая неизбежна при работе весьма точным измерительным инструментом или прибором определенного вида. На точность измерения оказывают влияние свойства материала измерительного инструмента и его конструкция. Точность измерения может быть достигнута только при условии выполнения установленных правил. Основные причины, понижающие точность измерения: 1)неудовлетворительное состояние инструмента (повреждение грани, загрязненность, неправильное положение нулевой отметки, неисправность); 2) нагрев инструмента; 3) неточность установки инструмента относительно детали или измеряемой детали относительно инструмента; 4) разность температур, при которых производится измерение (нормальная температура, при которой следует производить измерения, 20:С); 5) незнание устройства измерительного инструмента или неумение пользоваться им, неправильный выбор инструмента для измерения.

Повышения точности измерения можно добиться повторным  измерением с последующим определением среднего арифметического, полученного  в результате нескольких измерений. 

Список  используемой литературы:

1. Синдеев Ю.Г., Грановский В.Г. Электротехника. «Феникс», 1999

2. Учебник для техникумов. — 2-е изд., — М.: Стройиздат, 1980г. , 287с., ил.