Поверка преобразователя давления измерительного аппарата "Сапфир-22"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

на тему: Поверка преобразователя давления измерительного аппарата «Сапфир-22»

Чусова А.Р.

г. Екатеринбург 2013 г.

Содержание

Введение

1. Поверяемое средство измерений. Преобразователь давления измерительный «Сапфир-22»

1.1 Назначение

1.2. Технические данные

1.3 Устройство и принцип действия

2. Достоинства и недостатки преобразователя давления измерительного «Сапфир-22»

3. Поверка преобразователя давления измерительного «Сапфир-22»

3.1 Выбор эталонного средства поверки

3.2 Операции поверки

3.3 Средства поверки

3.4 Условия поверки

4. Проведение поверки преобразователя избыточного давления «Сапфир-22»

5. Оформление результатов поверки

Список литературы

Введение

Научно-технический прогресс во всех областях науки, техники, производства и потребления во многом обусловлен появлением новых видов технических устройств, автоматизированных систем управления и контроля различного назначения. Вместе с тем непрерывно повышаются требования к качеству и надежности функционирования технических устройств, и чем сложнее это устройство, тем труднее достигнуть высокого уровня показателей качества и надежности.

Метрология связывает воедино теорию и практику в любых отраслях знаний. Поскольку по результатам измерений принимаются ответственные решения, то должна быть обеспечена соответствующая точность, достоверность и своевременность измерений.

В новых экономических условиях было принято решение о переходе системы измерений в России (Российской системы измерений) на законодательный принцип управления.

26 июня 2008 г. был принят Закон Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений».

Принятие Закона «Об обеспечении единства измерений» способствует адаптации Российской системы измерений к системам измерений других стран через взаимное признание порядка аккредитации. В соответствии с постановлением № 408 государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в стране осуществляет Росстандарт.

В соответствии с Законом области метрологической деятельности четко разделены на сферу государственного контроля и надзора и сферу добровольного метрологического контроля и надзора, в которой взаимоотношения складываются на основе рыночных отношений. Органы Государственной метрологической службы контролируют качество поверочной деятельности.

Право на проведение поверки средств измерений по решению Росстандарта может быть предоставлено (после аккредитации) метрологическим службам юридических лиц, поэтому в 2010 году ОАО «Уральская Сталь» аккредитовано в области обеспечения единства измерений и официально признана его компетентность выполнения работ по поверке средств измерений.

Средства измерений, не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке. Калибровка средств измерений производится метрологическими службами юридических лиц с использованием средств поверки, соподчиненных государственным эталонам единиц величин. В 2010 году ЦЛМ ОАО «Уральская Сталь» получила аккредитацию на право проведения калибровочных работ повторно.

Организационно-функциональная структура ЦЛМ ОАО «Уральская Сталь»

Главный инженер

Начальник ЦЛМ - главный метролог

Заместитель начальника ЦЛМ

Группа подготовки и организации метрологического обеспечения

Группа теплотехнических измерений

Группа метрологического контроля измерительных систем

Лаборатория механических и линейно-угловых измерений

Лаборатория электрических измерений и неразрушающего контроля

Основными задачами, стоящими перед Центральной лабораторией метрологии, являются:

1. Установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений, обеспечивающих достоверность входного и приемочного контроля изделий, узлов, заготовок, материалов, а также контроля режимов технологического процессов.

2. Разработка и внедрение в производственный процесс наиболее совершенных методик выполнения измерений гарантирующих необходимую точность измерений особое значение имеет аттестация и стандартизация методик выполнения массовых измерений.

3. Обеспечение производственного процесса средствами измерений и установление рациональной номенклатуры СИ и средствами поверки, применяемых на предприятии.

4. Проведение систематического анализа состояния метрологического обеспечения.

5. Организация учета и хранения средств измерений.

6. Организация поверки, калибровки и аттестации средств измерений.

7. Организация метрологического контроля за состоянием, применением, ремонтом СИ и соблюдением метрологических правил, требований и норм.

8. Проведение метрологической экспертизы проектов НТД, технологической документации, внедрение российских и отраслевых стандартов.

9. Разработка и внедрение локальных поверочных схем по видам измерений.

10. Установление периодичности калибровки СИ, составление календарных графиков поверки калибровки и контроль их исполнения, согласование графиков поверки с территориальным органом Госстандарта, своевременное представление СИ на поверку.

В области качества для Центральной лаборатории метрологии поставлены цели:

1. Поддержание в рабочем состоянии Системы Менеджмента Качества в области выполнения поверочных работ в соответствии с требованиями ПР 50.2.014, ГОСТ ИСО/МЭК 17025, МС ИСО 9001, ПР 50.2.006, СТО ГАЗПРОМ 9001 и ISO/TS 16949.

2. Обеспечение достоверности результатов измерений при контроле параметров технологического процесса и показателей качества продукции ОАО «Уральская Сталь» как для внешнего, так и для внутреннего потребителя.

3. Снижение производственных издержек.

Для Центральной лаборатории метрологии ОАО «Уральская Сталь» поставлены приоритетные задачи:

1. Соблюдать установившуюся профессиональную практику и сохранять высокое качество поверки при обслуживании заказчиков.

2. Поддержание необходимого технического и организационного уровня лаборатории.

3. Совершенствование результативности и эффективности системы менеджмента качества в области выполнения поверочных работ по результатам анализа со стороны руководства.

4. Планировать и выполнять поверку в соответствии с установленными методами и в сроки, установленные графиками.

5. Обеспечение необходимой квалификации персонала.

6. Обеспечение персонала необходимой документацией по качеству выполнения поверочных работ.

На комбинате внедрены 64 стандарта предприятия по системе менеджмента качества (СТП СМК), которые распространяются на все виды производственной деятельности предприятия. Центральной лабораторией метрологии разработаны и внедрены 7 стандартов СТП СМК.

Центральная лаборатория метрологии придерживается принципов СМК и следует им в части постоянного улучшения своей деятельности.

1. Поверяемое средство измерения. Преобразователь давления измерительный «Сапфир-22»

1.1 Назначение

Измерительные преобразователи типа «Сапфир-22» предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами. В зависимости от модификации эти преобразователи обеспечивают непрерывное измерение и преобразование различных статических давлений (избыточного, абсолютного, гидростатического, разности давлений и вакуумметрического) в унифицированные выходные сигналы.

Преобразователи разности давлений Сапфир-22ДД (8 модификаций) могут использоваться для преобразования значений уровня жидкости, расхода жидкости или газа, а преобразователи гидростатического давления Сапфир-22ДГ (3 модификации) для преобразования значений уровня жидкости в унифицированный токовый выходной сигнал.

Преобразователи разности давлений при работе с блоком извлечения корня БИК-1 могут использоваться для получения линейной зависимости между выходным сигналом и измеряемым расходом.

Верхние пределы преобразователей:

избыточного давления (Сапфир-22ДИ) от 0,25 кПа до 100 МПа;

разрежения (Сапфир-22ДВ) от 0,25 кПа до 100 кПа;

абсолютного давления (Сапфир-22ДА) от 2,5 кПа до 16 МПа;

гидростатического давления (Сапфир-22ДГ) от 2,5 кПа до 250 кПа;

разности давлений (Сапфир-22ДД) от 0,25 кПа до 16 МПа.

1.2 Технические данные

Предел допускаемой основной погрешности: ± 0,25; 0,5; 1,0%

Вариация выходного сигнала не превышает абсолютного значения предела основной допускаемой погрешности.

Зона нечувствительности не превышает 0,05% от диапазона измерений.

Предельные значения выходных сигналов: 0…5 мА;

0…20 мА; 4…20 мА постоянного тока.

Преобразователи имеют устройство позволяющие перенастраивать их на любой из пределов измерений, предусмотренных для данной модели, а также перенастраивать на смещенный диапазон измерений.

Средний срок службы преобразователей не менее 12 лет.

1.3 Устройство и принцип действия

Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного устройства. Преобразователи различных параметров имеют унифицированное электронное устройство и отличаются лишь конструкцией измерительного блока.

Измеряемый параметр подается в камеру измерительного блока и линейно преобразуется в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя, размещенного в измерительном блоке.

Электронное устройство преобразователя преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал.

Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.

Рассмотрим принцип действия на примере преобразователя «Сапфир-22ДИ» моделей 2150, 2160, 2170 (рис.1).

Мембранный тензопреобразователь 3, размещен внутри основания 9. Внутренняя полость 4 тензопреобразователя заполнена кремнийорганической жидкостью и отделена от измеряемой среды металлической гофрированной мембранной 6, приваренной по наружному контуру к основанию 9.Полость 10 сообщена с окружающей атмосферой. Измеряемое давление подается в камеру 7 фланца 5, который уплотнен прокладкой 8.

Измеряемое давление воздействует на мембрану 6 и через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока 1 по проводам через гермоввод 2 и поступает в электронный блок 1, который содержит корректоры для плавной подстройки диапазона и нуля выходного сигнала.



Схема преобразователей Сапфир-22ДИ моделей 2150, 2160, 2170

Преобразователи «Сапфир-22» имеют унифицированное электронное устройство, преобразующее электрический сигнал тензорезисторного моста в аналоговый стандартный сигнал (0-5) мА или (0-20) мА или (4-20) мА постоянного тока. преобразователь измерительный технологический

Преобразователи типа «Сапфир-22ДИ» моделей 2151, 2161, 2171 с верхними пределами измерений избыточного давления 0,4-100 МПа отличаются от преобразователей типа

«Сапфир-22ДИ» мод. 2150, 2160, 2170 отсутствием разделительной гофрированной мембраны и тем, что измеряемое давление подводится непосредственно к тензорезистивному элементу.

2. Достоинства и недостатки преобразователя давления измерительного «Сапфир-22»

Преобразователи обладают рядом преимуществ:

безинерционность, возможность изменения быстро меняющихся по величине и знаку измеряемых параметров и размещения их в труднодоступных местах, простота конструкции, небольшие масса и габаритные размеры.

В то же время существенные недостатки тензорезисторов малое относительное изменение сопротивления, что требует измерительных схем высокой чувствительности, и большая температурная погрешность.

3. Поверка преобразователя давления измерительного «Сапфир-22»

3.1 Выбор эталонного средства поверки

Основную погрешность определяют следующими способами:

1. по средству поверки на входе преобразователя устанавливают измеряемый параметр, равный номинальному, а по другому средству поверки измеряют выходной сигнал преобразователя;

2. по средству поверки на выходе преобразователя устанавливают расчётное значение выходного сигнала, соответствующего номинальному значению измеряемого параметра, а по другому средству поверки измеряют действительное значение измеряемого параметра;

3. сравнением выходных сигналов поверяемого СИ и значений средства поверки.

Выбор средств поверки СИ по способу 1 для определения погрешности поверяемого преобразователя Сапфир22ДИ, зав. № 3648, не предусмотренные перечнем, приведенным в табл. 1 МИ 1997-89 осуществляется, исходя из технических возможностей и технико-экономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки п. 5.3.3 МИ 1997-89 и согласно МИ 187-86 «ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки», МИ 188-86 «ГСИ. Установление значений параметров методик поверки».

Обоснование выбора средств поверки:

Средство измерения (СИ):

преобразователь давления измерительный Сапфир22ДИ,зав. № 3648 диапазон измерения: (0…10) кгс/см² выходной сигнал 4…20 мА предел допускаемой основной погрешности ±0,5 % (0,08 мА)

Средство поверки:

калибратор давления портативный Метран 501-ПКД-Р, зав. № 321 ВПИ модуля 1,6 МПа (16кгс/см²)

?р ± 0,06%ВПИ (0,006 кгс/см²)

?I ± (0,02%ВПИ+0,0010мА) (0,005мА)

При выборе средств поверки СИ для определения погрешности поверяемого преобразователя для каждой поверяемой точки, соблюдено следующее условие:

(?р+?I)*100< б*Y

РmaxImax- Iо

где Др - предел допускаемой абсолютной погрешности средства поверки, контролирующего входной параметр (кгс/см², МПа);

Pmax - верхний предел измерений Сапфира (кгс/см²);

ДI - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего выходной сигнал, мА;

Imax- верхнее предельное значение выходного сигнала, мА;

Io - нижнее предельное значение выходного сигнала, мА;

б - отношение предела допускаемого значения погрешности средства поверки к пределу допускаемого значения основной погрешности поверяемого преобразователя;

Y - предел допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя, % от нормирующего значения.

(0,006+0,005)_* 100< 0,2*0,5

0,091<0,1 условие выполняется , в соотв. с таблицей №3 МИ 1997-89 абсолютное значение отношения контрольного допуска к пределу допускаемой основной погрешности Yк= 0,94.

Преобразователь признают годным, если соблюдается неравенство:

Yд< Yк*Y

Yд<0,94*0,5.

3.2 Операции поверки

При проведении поверки должны выполняться следующие операции:

внешний осмотр;

опробование;

определение герметичности;

определение основной погрешности и вариации выходного сигнала.

3.3 Средства поверки

Наименование средств поверки	Нормативно-технические характеристики
1	2
Калибратор давления портативный МЕТРАН 501-ПКД-Р	ПГ±0,06%ВПИ. Диапазон измерений 0…1,6 МПа ПГ± (0,02%ИВ+0,001мА).Диапазон измерений 0…20мА
Барометр-анероид БАММ-1	Пределы измерений 80…106 кПа. Погрешность измерения ±0,2кПа.
Измеритель влажности и температуры ИВТМ-7МК	Предел измерений 0…99% ПГ±2,0%, -20…60С ПГ±0,2С
Блок питания 22БП-36	Напряжение постоянного тока (36±0,72) В

Примечания:

1. ИВ - текущее значение измеряемой величины.

2. ВПИ - верхний предел измерений поддиапазона модуля давления.

Средства поверки должны быть поверены или аттестованы органами Госстандарта и иметь действующие свидетельства о поверке или аттестации.

3.4 Условия поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

1) преобразователи должны быть установлены в рабочее положение с соблюдением указаний технического описания и инструкции по эксплуатации;

2) температура окружающего воздуха (23±2?С) преобразователи должны быть предварительно выдержаны при указанной температуре окружающего воздуха не менее трех часов;

3) относительная влажность окружающего воздуха от 30 до 80%;

4) атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм. рт. ст.);

5) напряжение питания (36±0,72) В постоянного тока;

6) Вибрация, тряска, удары, наклоны и магнитные поля, кроме земного, колебания давления окружающего воздуха, влияющие на работу преобразователя, должны отсутствовать;

7) Выдержка преобразователя перед началом испытания после включения питания должна быть не менее 0,5 ч;

8) Нагрузочное сопротивление:

(500±50) Ом - при поверке преобразователей с предельными значениями выходного сигнала 0 и 20 или 4 и 20 мА;

(1200±50) Ом - при поверке преобразователей с предельными значениями выходного сигнала 0 и 5 мА.

При определении герметичности систему отключают от устройства, создающего давление. Систему считают герметичной, если после трехминутной выдержки под давлением, равным верхнему пределу измерений, в течение последующих двух минут в ней не наблюдается падение давления.

4. Проведение поверки преобразователя давления измерительного «Сапфир-22»

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие преобразователя следующим требованиям:

преобразователь не должен иметь повреждений, препятствующих его применению;

при периодической поверке преобразователь должен иметь паспорт;

на преобразователе должна быть табличка с маркировкой, соответствующей паспорту или документу его заменяющему;

должна быть обеспечена возможность снятия крышки, закрывающей устройство регулировки нуля, клеммы контроля и колодку внешних соединений;

резьбы на присоединительных элементах не должны иметь сорванных ниток.

При опробовании проверяют работоспособность преобразователя, функционирование корректора нуля и герметичность преобразователя.

Работоспособность проверяют, изменяя давление от нижнего значения до верхнего. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала.

Функционирование корректора нуля проверяют, задав одно (любое) значение измеряемого давления. Корректор нуля поворачивают по часовой стрелке. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала. Затем корректор нуля поворачивают против часовой стрелки. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала в противоположную сторону.

Определение герметичности преобразователя Сапфир-22ДИ производят при подаче в измерительную камеру разрежения или избыточного давления, равных верхнему пределу измерений.

Преобразователь считают герметичным, если после перекрытия канала, подводящего давление, и после трех минутной выдержки под давлением (разрежением) указанным выше, в течение последующих двух минут не наблюдается изменение выходного сигнала.

Определение основной погрешности

Определение основной погрешности, вариации, выходного сигнал (входной и выходной параметры контролируются средством поверки (Метран501ПКД)).

Основную погрешность определяют при пяти значениях измеряемой величины, равномерно распределенных в диапазоне измерений, в том числе при значениях измеряемой величины, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям выходного сигнала. Интервал между значениями измеряемой величины не должен превышать 30 % диапазона измерений.

Рассчитываем значения выходного сигнала поверяемого датчика для заданного номинального значения входной измеряемой величины по формуле. Для датчиков с линейно возрастающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока (I) от входной измеряемой величины (Р)

I_p = P ( Imax - I_o ) + I_o P_max

где I_p- расчетное значение выходного сигнала, мА;

Io - нижнее предельное значение выходного сигнала, мА;

Imax- верхнее предельное значение выходного сигнала, мА;

Pmax - верхний предел измерений Сапфира, кгс/см²; Р-номинальное значение входной измеряемой величины, кгс/см²;

Основную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученной при приближении к нему как от меньших значений к большим, так и от больших к меньшим (при прямом и обратном ходе).

Перед проверкой при обратном ходе преобразователь выдерживают в течение 1 мин под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра, соответствующего предельному значению выходного сигнала.

Вариацию выходного сигнала определяют при каждом проверяемом значении измеряемого параметра, кроме значений, соответствующих нижнему и верхнему пределам измерений, по показаниям, полученным при определении основной погрешности.

Схема поверки преобразователя Сапфир-22ДИ

Р - входная измеряемая величина

ПР - поверяемый датчик

G - источник питания

РI - калибратор Метран501ПКД-Р

R - нагрузочное сопротивление

5. Оформление результатов поверки

Положительные результаты поверки измерительных преобразователей давления оформляют записью в паспорте, заверенной поверителем и удостоверенной оттиском клейма, выдачей свидетельства о поверке.

В соответствии с Правилами 50.2.006.94, если средство измерений по результатам поверки признано непригодным к применению выписывается «Извещение о непригодности», поверительное клеймо гасится, «Свидетельство о поверке» аннулируется.

Список литературы

1. ИСО 9001:2000. Система менеджмента качества. Требования.

2. Закон Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений, 1993

3. Кузнецов В.А, Ялунина Г.Я «Общая метрология», Москва, ИПК Издательство стандартов, 2001

4. Подкопаев А.П. «Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы», Москва, «Недра», 1986

5. 08919030ТО Преобразователи измерительные «Сапфир-22». Техническое описание и инструкция по эксплуатации

6. МИ 1997-89 Преобразователи давления измерительные. Методика поверки

7. СТП СМК 7.6-7-2011. Процессы жизненного цикла продукции. Управление устройствами для мониторинга и измерений. Управление контрольным, измерительным и испытательным оборудованием.

8. ПР 50.2.006-94 Порядок проведения поверки средств измерений.

Размещено на Allbest.ru

...