Драбкина Е.В. Метрология, стандартизация, сертификация - файл n1.doc

Драбкина Е.В. Метрология, стандартизация, сертификация
Скачать все файлы (218.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc219kb.11.01.2014 09:42скачать

n1.doc



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

(МИИТ)

РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА



СОГЛАСОВАНО

Выпускающая кафедра «Теплоэнергетика и водоснабжение на ж.д. транспорте»

Зав. кафедрой___________Р.А. Кузьминский

«___»_______________________20___г.


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебно-методической работе - директор

Российской открытой академии транспорта

__________________В.И. АПАТЦЕВ

«___»_______________________20___г.



КАФЕДРА «ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И ВОДОСНАБЖЕНИЕ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Автор: Кандидат технических наук, доцент Драбкина Е.В.
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

С МЕТОДИЧЕСКИМИ УКАЗАНИЯМИ

дисциплины

«МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ, СЕРТИФИКАЦИЯ»

для студентов 4 курса специальности

Специальность 270112 «ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ» (ВК)


Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии академии

Протокол №_4___

«_01__»_______07_________2011___г.

Председатель УМК _________А.В. Горелик


Утверждено на заседании кафедры
Протокол №_1.6___

«_21__»_______06_________2011___г.

Зав. кафедрой__________Р.А. Кузьминский



Москва 2011 г.

Задание на контрольную работу.

Выполнению контрольной работы должно предшествовать изучение теоретического материала по литературным источникам, список которых приведен в методических указаний. По задачам приведены методические указания к их решению.

В контрольной работе студент должен ответить на 4 контрольных вопросов и решить 5 задач, исходные данные к которым он выбирает из таблиц согласно варианту.

Номера контрольных вопросов, на которые следует дать ответы, приведены в таблице 1.

Таблица 1


Вариант
(последняя цифра учебного шифра)

Номера контрольных вопросов

Вариант
(последняя цифра учебного шифра)

Номера контрольных вопросов

1

2

3

4

5

9, 19, 29, 39

8, 18, 28, 38

7, 17, 27, 37

6, 16, 26, 36

5, 15, 25, 35

6

7

8

9

0

10, 20, 30, 40

4, 14, 24, 34

3, 13, 23, 33

2, 12, 22, 32

1, 11, 21, 31




  1. Что понимают под истинным значением и под действительным значением физической величины?

  2. Дать определение понятий "цена деления шкалы прибора", "диапазон прибора", "коэффициент преобразования измерительного преобразователя".

  3. Дайте определение абсолютной, относительной и приведенной погрешности измерительного прибора.

  4. Какие бывают погрешности средств измерения? Дать определения.

  5. Что понимают под классом точности средства измерения?

  6. Чем отличается прямое измерение от косвенного?

  7. Привести классификацию средств измерения.

  8. Как из ряда измерений определить среднюю арифметическую и среднюю квадратичную погрешность?

  9. Что понимают под доверительной вероятностью и под доверительным интервалом измерений?

  10. Каковы пути уменьшения величины случайной ошибки?

  11. Можно ли при использовании U-образного манометра делать отсчет отклонения уровня от исходного положения только в одной трубке с последующим удвоением?

  12. Какие чувствительные элементы применяют в современных манометрах?

  13. Какие схемы дистанционной передачи показаний манометров Вам известны?

  14. Приведите классификацию приборов для измерения давления.

  15. Начертите схему и объясните принцип действия двухтрубного жидкостного манометра.

  16. Начертите схему и объясните принцип действия дифманометрического уровнемера.

  17. Поплавковые уровнемеры, устройство, принцип работы.

  18. Буйковые уровнемеры, устройство, принцип работы.

  19. Уровнемеры с визуальным отсчетом, устройство, принцип работы.

  20. Какие упругие чувствительные элементы применяю в дифманометрах?

  21. От чего зависит значение коэффициента расхода сужающего устройства и может ли оно изменяться в процессе эксплуатации?

  22. Как измеряют уровень жидкости в баке, находящемся под атмосферным давлением?

  23. Почему в кондуктометрических газоанализаторах анализ на содержание СО2 рекомендуется выполнять при температурах газовой смеси 80 – 1000С?

  24. Какими параметрами характеризуется влажность воздуха; как определяется влажность воздуха?

  25. Как рассчитывают расход вещества при измерении его напорными трубками?

  26. Чем отличается термохимический газоанализатор от термокондуктометрического?

  27. Объясните устройство солемера.

  28. Как устроен и как работает крыльчатый водомер?

  29. Какие сужающие устройства называют стандартными; при каких условиях возможно их применение для измерения расхода?

  30. Как достигается постоянство перепада давления на ротаметре?

  31. Что понимают под стандартизацией?

  32. Каковы основные цели и задачи стандартизации?

  33. Каковы основные виды стандартизации?

  34. Каковы основные формы стандартизации?

  35. Перечислите, какие функции выполняет Госстандарт РФ.

  36. Что является основными принципами стандартизации?

  37. Перечислите органы и службы стандартизации.

  38. Что понимают под сертификацией продукции?

  39. Перечислите системы стандартов.

  40. Приведите пример структуры системы сертификации.

Задачи.

После ответов на вопросы следует решить 5 задач, исходные данные к которым следует выбирать из таблиц, помещенных перед условием задачи по предпоследней цифре учебного плана.

Задача № 1.
Было произведено однократное измерение термо-э.д.с. автоматическим потенциометром класса 0,5 градуировки ХК со шкалой 200 – 6000С. Указатель стоит на отметке t, 0С. Определите максимальную относительную погрешность измерения термо-э.д.с. потенциометром. Зависит ли относительная погрешность от показаний прибора? условия работы нормальные. Значения t приведены в таблице 2.

Таблица 2

Вариант по предпоследней цифре учебного шифра




1



2



3



4



5



6



7



8



9



0

t,0С

250

300

350

400

420

450

370

280

390

500



Задача № 2.
В результате проведенных измерений нашли наиболее вероятное содержание кислорода в газовой смеси О2, %. При этом доверительный интервал погрешности измерения определялся для доверительной вероятности 0,683 и составил 0,5 % О2.

Определить границы доверительного интервала при доверительной вероятности 0,95, если известно, что закон распределения погрешности нормальный.

Содержание кислорода в газовой смеси принять по таблице 3.

Таблица 3

Вариант по предпоследней цифре учебного шифра




1



2



3



4



5



6



7



8



9



0

О2, %

10,25

11,65

12,45

12,85

12,75

11,25

15,45

14,25

12,5

11,5

Задача № 3.
Погрешность измерения давления распределена по нормальному закону и состоит из систематической и случайной составляющих. Систематическая погрешность связана с давлением столба жидкости в импульсной линии и завышает показания на 0,15 МПа. Среднее квадратическое отклонение случайной погрешности найдено равным  0,05 МПа. Определите вероятность того, что отклонение измеренного значения от действительного не превышает по абсолютному значению р, МПа. Значения р принять по таблице 4.

Таблица 4

Вариант по предпоследней цифре учебного шифра




1



2



3



4



5



6



7



8



9



0

р, МПа

0,10

0,15

0,20

0,11

0,12

0,18

0,14

0,16

0,19

0,14


Задача № 4.
При измерении температуры было произведено 11 отсчетов показаний ртутного термометра (таблица 5). Определить окончательный результат измерения, его среднее квадратическое отклонение и доверительный интервал отклонений результата измерений от его наиболее вероятного значения с доверительной вероятностью 0,96.

Таблица 5

Показания ртутного термометра, 0С по вариантам

(предпоследняя цифра учебного плана)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

141,4

140,6

138,2

139,5

141,3

140,6

138,9

140,5

140,2

139,1

140,0

253,4

251,0

252,9

252,2

253,0

251,8

251,5

252,4

252,0

251,7

251,5

60,3

61,4

63,9

63,3

60,8

61,9

62,4

62,8

61,4

64,2

63,8

201,3

200,1

198,3

199,6

200,9

201,0

199,3

198,7

200,6

201,8

200,2

99,6

98,9

101,7

100,5

98,3

99,7

100,0

101,4

102,5

99,9

101,6

162,9

164,5

163,6

162,1

163,0

162,6

162,9

163,3

162,6

163,4

162,2

83,8

82,4

81,9

83,3

82,3

82,6

83,1

82,0

83,6

81,9

82,0

136,6

136,1

135,4

135,0

137,9

136,4

136,0

135,3

135,8

136,3

136,0

199,4

201,4

200,3

199,4

200,3

199,9

199,7

199,2

200,9

201,1

200,6

25,8

26,4

27,8

26,2

27,7

26,8

26,0

25,9

26,3

27,0

26,9


Задача № 5.
Рассчитать диаметр трубы Вентури для замера расхода воды в пределах наибольшего измеряемого расхода Qмакс, до минимального Qмин. Значения избыточного давления воды перед сужающим устройством Р, температуры воды перед сужающим устройством t, внутреннего диаметра трубопровода перед сужающим устройством при 20оС – D20, принять по таблице 6 в зависимости от варианта. Материал трубопровода – сталь. Абсолютная шероховатость трубопровода k=0,0015 мм.

Таблица 6

Вариант (последняя цифра учебного шифра)



D20, мм



р, кгс/см2



t,0С



Qмакс, м3



Qмин, м3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

50

60

75

80

125

150

125

80

75

60

4,0

6,0

3,0

4,0

4,5

5,0

6,0

4,0

3,0

7,0

15

20

25

30

35

40

45

50

45

40

10

11

12

13

14

15

16

17

18

20

4

5

6

7

8

9

10

8

7

6


Методические указания к решению задач.
К задаче № 1.

Предел допускаемой погрешности в этом случае определяется через класс точности К и диапазон измерения (хк - хн) потенциометра:



Для потенциометров погрешность выражается в милливольтах (см. приложение 1):

хк = Е(6000С, 00С)

хн = Е(2000С, 00С)

Предел относительной погрешности на отметке t, 0С равен:



К задаче № 2.
При нормальном законе распределения при доверительной вероятности 0,683 доверительный интервал    . При доверительной вероятности 0,95 доверительный интервал    2. Таким образом, границы доверительного интервала соответственно будут:

I=(О2  2)%
К задаче № 3.
Для решения задачи удобнее представить суммарную погрешность в виде случайной величины, распределенной по нормальному закону со среднеквадратическим отклонением  и математическим ожиданием х0, равным систематической погрешности х0. Вероятность нахождения суммарной погрешности  в интервале н <  < в можно оценить с помощью нормальной функции распределения :



Значения нормальной функции распределения см. приложение 2.
К задаче № 4.
Для нормального закона распределения погрешностей наиболее вероятным значением измеряемой величины является математическое ожидание m, которое оценивается как среднее арифметическое значение по формуле:



n –число измерений.

Среднее квадратическое отклонение оценки математического ожидания по результатам наблюдений определяется:



При доверительной вероятности, равной 0,96, доверительный интервал составляет  3. Границы доверительного интервала составляют m  3 или m - 3 < m < m + 3
К задаче № 5.

1. Исходные данные выбираем из таблицы 6 по своим вариантам.
Измеряемая среда – вода.

Наибольший измеряемый объемный расход Qмакс = м3/ч.

Минимальный измеряемый объемный расход Qмин = м3/ч.

Температура воды перед сужающим устройством t = оС.

Внутренний диаметр трубопровода перед сужающим устройством при 20оС D20 мм.

Материал трубопровода Сталь ОХ7Т.

Абсолютная шероховатость трубопровода К=0,0015 мм.
Метод измерения величины расхода с помощью сужающего устройства (диафрагма, сопло, сопло Вентури – рис. 1) состоит:




2. Выбор сужающего устройства и дифманометра.
2.1. Тип сужающего устройства: - поскольку величина расхода велика, то - Труба Вентури, материал – сталь.
2.2. Тип и разновидность дифманометра: сильфонный.
2.3. Верхний предел измерения дифманометра устанавливают по заданному наибольшему измеряемому расходу Qмакс. так, чтобы ближайшее значение Qв.пр., взятое согласно ГОСТ 18.140-77, было больше или равно значению Qмакс.

Отсюда Qв.пр.= Qмакс. (кг/ч).

3. Определение недостающих для расчета данных.

    1. Абсолютное давление воды перед сужающим устройством:

Р=р1+1; р1 – из таблицы 6; кгс/см2

    1. Плотность воды в рабочих условиях выбирают по Р и t:

Таблица 7.

t,0С

Плотность воды, кг/м3, при Р, кгс/см2

1

20

0

999,9

1000,8

10

999,7

1000,6

20

998,2

999,0

30

995,6

996,5

40

992,2

993,1

50

988,0

988,9




    1. Внутренний диаметр трубопровода перед сужающим устройством при t=:

    2. D = D20; мм.

    3. Динамическая вязкость воды в рабочих условиях.
      Определяется по Р и t, см. рис 2.

    4.  = кгc/м2.








  1. Определение номинального перепада давления.


4.1. Определяем вспомогательную величину С:

С=

где:

QВ.ПР. – верхний предел выбираемого дифманометра;

D –диаметр [п. 3.3;]

 - плотность [п. 3.2].

4.2. Предельный номинальный перепад давления дифманометра Рн определяется по приложению 3 "Номограмма для определения предельного номинального перепада давления дифманометра и m (модуля) сопел Вентури."– Определяется по вспомогательной величине С и m.

Для первого приближения принимаем m =

Рн =
4.3. Число Рейнольдса потока, соответствующее верхнему пределу измерения дифманометра:

Re = 0,0361

  1. Определение параметров сужающего устройства.




    1. Наибольший перепад давления на сопле Вентури:

Р = Рн (Рн см. п. 4.1)


    1. Вспомогательная величина:

    2. Относительная шероховатость:

    3. Верхняя граница относительной шероховатости:

для m > 0,13

 25 при m  0,09

 2375m – 1817,5m + 365,5 для 0,09 < m  0,13

 3,9+103 *exp(-14,2m) для m > 0,13

Если относительная шероховатость (К/DT *104) больше верхней границы шероховатости, следует вводить поправку на шероховатость Кш

Кш – коэффициент расхода диафрагмы.

Значение Кш определяют по формуле :

при m  0,27

при m < 0,27 или D > 300 мм Кш =1.


    1. Коэффициент расхода :

1=(*)


    1. Вспомогательная величина:

F1 = m11

    1. Относительное отклонение:



Если > 0,2 %, то процесс поиска m продолжается.

При F1 > N, на очередном этапе выбираем величину m2 большую, чем m1,

m2=1,05m1; если F1 < N, то m2 меньше, чем m1.

  1. Пересчет m2

    1. Коэффициент расхода 2 определяется по формуле (*).




    1. Вспомогательная величина:

F2 = m22

    1. Относительное отклонение:


Если > 0,2 %, то процесс поиска m продолжается, повторяются п.п. 5.8. – 5.11.

Если < 0,2 %, то значения m и  считаются окончательными.


  1. Проверка ограничений на число Рейнольдса:




    1. Минимальное число Рейнольдса :

Re = 0,0361

    1. Минимально-допустимое число Рейнольдса выбирают в зависимость от m, Remin

для 0,05  m< 0,20 Reмин=2104

для 0,20  m< 0,60 Reмин=7104

условие Remin < Re выполняется.

7.3. Диаметр отверстия сопла Вентури :

d = Dm


  1. Проверка расчета.

    1. Расход, соответствующий предельному номинальному перепаду давления Q0 :

, м3/ч.

    1. Относительное отклонение Q0 от заданной величины Qпр



Условие < 0,2 % удовлетворяется, следовательно, расчет выполнен верно.

Приложения.

Приложение 1 к задаче № 1.

Термо-ЭДС термоэлектрических термометров типа ТХК стандартной градуировки ХК при температуре свободных концов 00С.


Температура рабочего конца, 0С

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90




-100

0

100

200

300

400

500

600

-5,74

0,00

6,88

14,59

22,88

31,49

40,28

49,11

-6,20

-6,64

7,62

15,41

23,72

32,36

41,17

49,99

-6,55

-1,27

8,36

16,24

24,57

33,24

42,06

50,87

-7,08

-1,89

9,11

17,07

25,42

34,12

42,95

51,75

-7,49

-2,50

9,86

17,90

26,28

35,00

43,83

52,63

-7,89

-3,11

10,62

18,73

27,14

35,88

44,71

53,50

-8,27

-3,69

11,39

19,56

29,01

36,76

45,59

54,37

-8,67

-4,24

12,17

20,39

28,88

37,64

46,47

55,24

-9,09

-4,76

12,96

21,22

29,75

38,52

47,35

56,11

-9,35

-5,26

13,77

22,05

30,62

39,40

48,23

56,98


Приложение 2 к задаче № 3.

Значение нормальной функции распределения


t

Ф(t)

t

Ф(t)

t

Ф(t)

t

Ф(t)

0

-0,05

-0,1

-0,15

-0,2

-0,25

-0,3

-0,35

-0,4

-0,45

-0,5

-0,55

-0,6

-0,65

-0,7

-0,75

-0,8

-0,85

-0,9

-0,95

-1,0

-1,05

-1,1

-1,15

-1,2

-1,25

0,5

0,4801

0,4602

0,4404

0,4207

0,4013

0,3821

0,3632

0,3446

0,3264

0,3085

0,2912

0,2743

0,2578

0,2420

0,2266

0,2119

0,1977

0,1841

0,1711

0,1587

0,1469

0,1357

0,1251

0,1151

0,1056

-1,3

-1,35

-1,4

-1,45

-1,5

-1,55

-1,6

-1,65

-1,7

-1,75

-1,8

-1,85

-1,9

-1,91

-2

-2,2

-2,4

-2,6

-2,8

-3

-3,2

-3,4

-3,6

-3,8


0,0968

0,0885

0,0808

0,0735

0,0668

0,0606

0,0548

0,0495

0,0446

0,0401

0,0359

0,0322

0,0288

0,0256

0,0228

0,0139

0,0082

0,0047

0,0026

0,0014

0,0007

0,0003

0,0002

0,0001

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1,0

1,05

1,1

1,15

1,2

1,25

0,5

0,5199

0,5398

0,5596

0,5793

0,5987

0,6179

0,6368

0,6554

0,6736

0,6915

0,7088

0,7257

0,7422

0,7580

0,7734

0,7881

0,8023

0,8159

0,8289

0,8413

0,8531

0,8643

0,8749

0,8849

0,8944

1,3

1,35

1,4

1,45

1,5

1,55

1,6

1,65

1,7

1,75

1,8

1,85

1,9

1,91

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

3,6

3,8


0,9032

0,9115

0,9192

0,9265

0,9332

0,9394

0,9452

0,9505

0,9554

0,9599

0,9641

0,9678

0,9712

0,9744

0,9772

0,9861

0,9918

0,9953

0,9974

0,9986

0,9993

0,9997

0,9998

0,9999


Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации