Метрологический надзор

Отметим также, что при расчётах необходимо оперировать с однородным видом погрешностей: либо с абсолютными, либо с относительными.

Теперь рассмотрим процесс оценки точности результатов испытаний СИ ВН, представляемой в форме неопределённости измерений. Методика обработки результатов измерений с многократными наблюдениями выполняется в следующей последовательности:

1. Вычислить среднее арифметическое значение результатов наблюдений, принимаемое за результат измерения.

2. Вычислить стандартную неопределённость, оценённую по типу А, результата измерения.

3. Вычислить суммарную стандартную неопределённость, оценённую по типу B, результата измерения.

4. Вычислить суммарную стандартную неопределённость результата измерения.

5. Вычислить расширенную неопределённость результата измерения.

6. Представить результат измерения в соответствии с установленными требованиями.

1. Вычисление среднего арифметического значения результатов наблюдений, принимаемое за результат измерения.

Среднее арифметическое ряда наблюдений (результатов наблюдений) рассчитывают по формуле:

,

где x_i - i-й результат наблюдения, - среднее арифметическое ряда наблюдений, n - число результатов наблюдений.

2. Вычисление стандартной неопределённости, оценённой по типу А, результата измерения.

Стандартная неопределённость, оценённая по типу А, результата измерения равна

.

3. Вычисление суммарной стандартной неопределённости, оценённой по типу B, результата измерения.

Суммарная стандартная неопределённость, оценённая по типу B, результата измерения при доверительной вероятности 0,95 равна

,

где - производная функциональной зависимости измеряемой величины по j-тому фактору влияния p_j; b_j+, b_j- - возможные значений нижней и верхней границы равномерного распределения j-того фактора влияния p_j на измеряемую величину.

4. Вычисление суммарной стандартной неопределённости результата измерения.

Суммарная стандартная неопределённость результата измерения равна



5. Вычисление расширенной неопределённости результата измерения.

Расширенная неопределённость результата измерения равна

,

где k_охвата - коэффициент охвата.

В общем случае коэффициент охвата k_охвата выбирают в соответствии с формулой

,

где - квантиль распределения Стьюдента (табл. 9) с эффективным числом степеней свободы и доверительной вероятностью (уровнем доверия) P_д.

Для простых случаев:

=n-1 - для вычисления неопределенностей по типу А;

=? - для вычисления неопределенностей по типу В.

6. Представить результат измерения в соответствии с установленными требованиями.

Результат измерения записывается в виде х=±U_р при доверительной вероятности P_д,, где - собственно результат измерения.

Интерпретация результата: интервал (-U_р; +U_р) содержит большую долю (P_д) распределения значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине (субъективная интерпретация вероятности).

Отметим, что при расчётах необходимо оперировать с однородным видом неопределённостей: либо с абсолютными, либо с относительными.

Таким образом, сравнивая приведённые два подхода к оценке точности результатов испытаний СИ ВН, можно вывести следующие отношения между величинами погрешностей и неопределённостей, приведённые в таблице 7.

Таблица 7. Соотношение при оценках погрешности измерений и неопределённости измерений

СКО, характеризующее случайную погрешность		Стандартная неопределенность, вычисленная по типу А
СКО, характеризующее неисключенную систематическую погрешность		Стандартная неопределенность, вычисленная по типу В
СКО, характеризующее суммарную погрешность		Суммарная стандартная неопределенность
Доверительные границы погрешности		Расширенная неопределенность

Для определения показателей достоверности результатов испытаний P_дост СИ ВН необходимо определить такой уровень доверительной вероятности P_д, при котором метрологические параметры качества СИ ВН (параметры точности) не выходят за пределы, установленных в технической документации требований, т.е. когда

Д?Д_доп

U_р? U_рдоп,

при этом P_дост= P_д1·P_д2, где P_д1 и P_д2 - соответственно доверительные вероятности при оценке случайной и систематической погрешности измерений или при расчёте стандартной неопределённости измерений по типу B и расширенной неопределённости измерений.

Вероятность ложного соответствия СИ ВН нормативным требованиям (риск потребителя) определяют из выражения

R_потр=1- P_дост.

Оценка воспроизводимости (повторяемости) проводится на основе следующих выражений

,,

где x_i+1 и x_i результаты двух измерений соответственно в условиях воспроизводимости или в условиях повторяемости.

Для повышения качества оценки результатов испытаний СИ ВН можно ввести ещё два критерия.

Первый критерий - вычисление коэффициента влияния рассматриваемого при испытаниях фактора воздействия на показатели точности СИ ВН (коэффициент чувствительности показателя точности). Для удобства последующего сравнения и ранжирования коэффициентов влияния их удобно выражать в виде безразмерных коэффициентов относительной чувствительности по формулам

,,

где и - соответственно частные производные функций суммарной погрешности измерений и расширенной неопределённости измерений по j-тому фактору влияния; p₀ - опорное значение фактора влияния; Д₀ и U_р0 - соответственно опорные значения суммарной погрешности измерений и расширенной неопределённости измерений; Д₁, Д₂ и U_р1, U_р2 - соответственно значения суммарной погрешности измерений и расширенной неопределённости измерений при близких значениях величины фактора, равных p₁ и p₂.

Второй критерий - введение балльной системы оценки качества показателей точности СИ ВН. Присвоение различным диапазонам значения показателей точности СИ ВН различных баллов. Наиболее простой системой балльных оценок является пятибалльная система. Тот или иной балл присваивается при нахождении показателя точности СИ ВН в том или ином интервале в соответствии с таблицей 9.

Таблица 8. Интервальная балльная оценка показателей точности СИ ВН

Интервал погрешности измерений	Интервал неопределённости измерений	Баллы
(4/5)·ДнчДн	(4/5)· Uрнч Uрн	1
(3/5)·Днч(4/5)·Дн	(3/5)· Uрнч(4/5)· Uрн	2
(2/5)·Днч(3/5)·Дн	(2/5)· Uрнч(3/5)· Uрн	3
(1/5)·Днч(2/5)·Дн	(1/5)· Uрнч(2/5)· Uрн	4
0ч(1/5)·Дн	0ч(1/5)· Uрн	5

Д_н, U_рн - соответственно номинальные (нормативные) значения суммарной погрешности измерений и расширенной неопределённости измерений СИ ВН.

В соответствии с изложенными положениями предлагаемое совершенствование процесса оценки качества результатов испытаний СИ ВН можно записать в нотации IDEF0 (рис. 7).

Таблица 9. Значение квантилей Стьюдента для различной доверительной вероятности и числе степеней свободы

Рис. 7. Совершенствование процесса оценки качества результатов испытаний СИ ВН

4. Метрологическое обеспечение испытаний в целях утверждения типа сигнализатора непрерывного контроля

4.1 Описание основных технических и метрологических характеристик СКМ

Сигнализаторы непрерывного контроля содержания турбинного масла в воде высокой чистоты (ВВЧ) второй очереди главной энергетической установки (СКМ) предназначены для непрерывных измерений и контроля массовой концентрации турбинных масел «46» по ТУ 38-101251-85 и Тп-46 по ГОСТ 9972-74 в ВВЧ, формирования и выдачи предупредительного сигнала об их наличии с целью предотвращения аварийной ситуации.

СКМ представляют собой изделия, все элементы которых размещены в единых корпусах на монтажных панелях, и включают в себя:

- оптический блок, выполняющий функции возбуждения флуоресценции при помощи импульсной лампы, фокусировки излучения линзовой системой в проточную кювету сигнализатора, преобразования и регистрации сигнала для обработки в блоке электроники;

- блок электроники, выполняющий законченную функцию от восприятия измеряемых первичными преобразователями величин (интенсивностей по каналам люминесценции и пропускания, сопротивления) до получения результатов измерений, выражаемых числами на жидкокристаллическом индикаторе;

- элементы гидравлической схемы, к которым относятся трубопроводы, запорно-регулирующая арматура;

- графический жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), на котором отображаются значения массовой концентрации турбинных масел и температуры контролируемой среды.

Принцип действия СКМ заключается в регистрации интенсивности флуоресценции, возбуждаемой внешним источником излучения (ксеноновой лампой) в оптически неоднородной среде - водных эмульсиях турбинных масел и заключающейся в испускании излучения при переходе молекулы из низшего возбужденного состояния S1 в основное синглетное состояние S0. При реализации метода возбуждаемая в измерительной ячейке СКМ флуоресценция, интенсивность которой пропорциональна массовой концентрации определяемых турбинных масел, поступает на катод фотоэлектронного умножителя. По заданному алгоритму электронная схема СКМ преобразует силу возникающего тока в массовую концентрацию масла.

По условиям эксплуатации и местам размещения СКМ относится к аппаратуре группы 2.3.3 по ГОСТ РВ 20.39.304-98, по климатическому исполнению к виду ОМ 4.2 по ГОСТ 15150-69.

В таблице 10 даны метрологические и технические характеристики СКМ.

Таблица 10. Метрологические и технические характеристики СКМ

Диапазон измерений массовой концентрации турбинных масел, мг/дм3	от 0,05 до 0,5
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений массовой концентрации турбинных масел (д), %, в нормальных климатических условиях со следующими характеристиками окружающего воздуха:	± 30
- температура, оС	от 15 до 35
- относительная влажность %,	от 45 до 80
- атмосферное давление, кПа	от 84,0 до 106,7
при следующих параметрах контролируемой среды:
- температура, оС,	от 15 до 30
- избыточное давление, МПа,	не более 0,8
- расход, дм3/ч	от 1,5 до 10,0
Пределы допускаемых дополнительных погрешностей измерений массовой концентрации турбинных масел при отклонении температуры окружающего воздуха и контролируемой среды от нормальных условий	± 0,5·д
Напряжение питания, В от сети переменного тока частотой 47,5 до 52 Гц от сети постоянного тока	от 191 до 238 от 24 до 30
Потребляемая мощность (переменный и постоянный ток), ВА, не более	30
Время готовности СКМ с момента включения, мин, не более	10
Время установления показаний, мин, не более	5
Габаритные размеры (длина ширина высота), мм, не более:
- без учета размеров ниппелей под приварку трубопроводов, емкостей для промывки и дренажными емкостями	455 270 400
- с ниппелями под приварку трубопроводов, емкостями для промывки и дренажными емкостями	480 380 750
Масса, кг, не более:
- СКМ	20
- каждой емкости	1,5
Рабочие условия эксплуатации: температура окружающего воздуха, оС температура контролируемой среды, оС атмосферное давление, мм рт.ст. относительная влажность при температуре 35 оС, % избыточное давление, МПа расход, дм3/ч	от 5 до 50 от 15 до 50 от 600 до 1520 до 98 от 0,8 до 1,8 от 7,0 до 10,0

В состав СКМ входят:

· Корпус с элементами крепления;

· Блок оптический сигнализатора;

· Блок электроники;

· Первичный преобразователь;

· Запорно - регулирующая арматура и трубопроводы;

· Электроарматура и кабели;

· Комплект запасных частей ЗИП-О 08.07.010.00;

· Комплект инструмента и принадлежностей 08.07.020.00.

На рисунке 8 представлены составные части СКМ.

Описание некоторых составных частей СКМ:

5 - предназначен для измерения величин сигналов по каналам пропускания и люминесценции;

3 - состоит из шестнадцати кнопок и предназначена для первоначальной настройки и градуировки, а также для управления работой в штатном режиме в соответствии с указаниями меню программы;

10 - предназначен для управления сигнализатором;

Рис. 8. Составные части СКМ

Преобразованный в цифровую форму сигнал интенсивности люминесценции с блока оптического поступает в блок модулей электронных, где производится его обработка и вычисляется среднее арифметическое значение за 120 с измерений по формуле

где J_i - результат измерений по каналу люминесценции, мВ;

N - число измерений за 120 с.

Далее производится пересчет в массовую концентрацию в соответствии с градуировочной зависимостью по формуле

C = J_ср - b/a

где J_ср - среднее арифметическое значение сигнала за 120 с измерений, мВ;

a - тангенс угла наклона градуировочного графика;

b - остаточная массовая концентрация органических примесей в ВВЧ.

Коэффициенты a и b рассчитываются, исходя из системы двух линейных уравнений.

Результаты после пересчета выводятся на модуль индикации.

2 - представляет собой жидкокристаллический графический индикатор с подсветкой и предназначен для выводы информации о текущих значениях массовой концентрации турбинного масла в ВВЧ, температуре контролируемой среды, результатах самодиагностики, градуировки, промывки;

1 - предназначен для измерения температуры контролируемой среды, представляет собой проточную ячейку, выполненную в виде тройника из нержавеющей стали, в состав которой входит термочувствительный элемент, установленный на протоке контролируемой среды (Принцип действия основан на измерении электрического сопротивления термодатчика, имеющего известную зависимость от температуры);

СКМ имеют встроенное программное обеспечение (ПО).

Основные функции встроенного ПО:

- формирование управляющих сигналов для аналоговых устройств и преобразование данных с аналоговых устройств;

- определение массовой концентрации турбинного масла в ВВЧ;

- преобразование данных для отображения на ЖК-индикаторе;

- формирование сигналов о превышении установленных пороговых значений концентрации масла путем переключения «сухих» контактов для передачи во внешние устройства;

- сканирование клавиатуры и преобразование сигналов нажатия клавиш в управляющие сигналы;

- управление режимами работы СКМ.

Метрологически значимая часть ПО СФРЕ.00001-01 31 01 представляет собой цифровое преобразование сигналов с оптоэлектрических приемников измерительного и опорного каналов с последующим усреднением и преобразованием отношения сигнала измерительного канала к сигналу опорного канала в значение концентрации измеряемого компонента. Далее осуществляется поправка полученных данных по температуре контролируемой среды (линейная зависимость).

Контрольная сумма метрологически значимой части ПО изменяется, так как по принципу работы СКМ в процессе эксплуатации предусмотрены процедуры калибровки и установки нуля с сохранением калибровочных коэффициентов в памяти контроллера.

Метрологически значимая часть ПО СКМ и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствуют уровню «А» по МИ 3286-2010.

Идентификационные данные ПО СКМ приведены в таблице 11.

Таблица 11. Идентификационные данные ПО СКМ

Наименование ПО	Идентификационное наименование ПО	Номер версии (идентификационный номер) ПО	Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода)	Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО
ПО СКМ	PO_SKM_1_13	версия 1.13	неприменимо	неприменимо

Схема пломбировки от несанкционированного доступа приведена на рисунке 9, где указано место для нанесения оттиска клейма.



Рис. 9. Схема пломбировки СКМ от несанкционированного доступа

4.2 Основные положения о метрологическом обеспечении испытаний в целях утверждения типа СКМ

Целью испытаний является оценка соответствия СКМ требованиям технического задания на составную часть ОКР «Ясень-М» «Разработка средств контроля наличия турбинного масла в ВВЧ II очереди заказа «Ясень-М», проекту технических условий ТУ 4215-002-46203920-2011, комплекту конструкторской документации 08.07.000.00 ПЧ и утверждение типа СИ ВН СКМ.

Порядок проведения испытаний и проверок представлен в таблице 12.

Таблица 12. Порядок проведения испытаний и проверок

№ п/п	Наименование испытаний и проверок	Технические требования по ТЗ
1	2	3
2.1	Проверка соответствия СКМ комплекту документации, проверка комплектности, маркировки и упаковки.	Соответствие СКМ комплекту документации, комплектности, маркировки и упаковки.
2.2	Определение основной относительной погрешности СКМ	±30 %.
2.3	Определение дополнительной погрешности при воздействии повышенной температуры контролируемой среды	Не более 0,5 значения пределов основной погрешности.
2.4	Определение дополнительной погрешности при воздействии повышенной и пониженной температуры окружающей среды	Не более 0,5 значения пределов основной погрешности.
2.5	Проверка времени установления показаний	-
2.6	Проверка влияния изменения напряжения и частоты электрической сети на основную относительную погрешность.	-
2.7	Проверка времени готовности.	-
2.8	Проверка потребляемой мощности.	-
2.9	Проверка уровня индустриальных радиопомех.	Не превышает требований ГОСТ В 25803-91 для группы 1.3.2 и нормах 11А-84 для группы 2.3.1.
2.10	Проверка электрического сопротивления изоляции:
	- при нормальных климатических условиях;	-
	- при повышенной температуре;	-
	- при повышенной влажности.	-
2.11	Проверка электрической прочности изоляции цепи питания:
	- при нормальных климатических условиях;	-
	- при повышенной температуре и влажности.	-
2.12	Проверка прочности к воздействию магнитного поля в период электромагнитной обработки объекта.	Не более пределов основной относительной погрешности ±30 % после воздействия магнитного поля с максимальной напряженностью импульса, соответствующему нижнему значению таблицы 8 ГОСТ РВ 20.39.308.
2.13	Проверка водозащищенности.	Степень защиты корпуса IP65 по ГОСТ 14254.
2.14	Проверка прочности к воздействию синусоидальной вибрации.	Не более пределов основной относительной погрешности ±30 % после воздействия синусоидальной вибрации в диапазонах частот от 1 до 35 Гц с ускорением до 1g в соответствии с ГОСТ РВ 20.57.305 (группа жесткости В).
2.15	Проверка стойкости и прочности к воздействию наклонов.	Не более пределов основной относительной погрешности ±30 % при воздействии качки в любом направлении с амплитудой ± 45є и периодами от 7 до 16 с, максимальных углов наклона: длительном (без ограничения времени) до ± 15є, кратковременном (в течение 3 мин до ± 45є.
2.16	Проверка устойчивости к воздействию постоянного и переменного магнитного поля.	Не более пределов основной относительной погрешности ±30 % при воздействии постоянного магнитного поля напряженностью до 400 А/м и переменного магнитного поля напряженностью до 80 А/м.
2.17	Проверка устойчивости к воздействию помех нормального и общего вида.	Не более пределов основной относительной погрешности ±30 % при воздействии помех нормального вида напряжением до 10 мВ в диапазоне частот от 50 до 4000 Гц и общего вида до 10 В в диапазоне частот от 0 до 4000 Гц.
2.18	Проверка ударостойкости.	Не более пределов основной относительной погрешности ±30 %, отсутствие механических повреждений после воздействия ударов в соответствии с ГОСТ РВ 20.39.304-98 для группы исполнения 2.3.3.
2.19	Проверка устойчивости к воздействию радиочастотных электромагнитных полей.	Не более пределов основной относительной погрешности при воздействии радиочастотных электромагнитных полей в полосе от 80 до 1000 МГц в соответствии с ГОСТ Р51317.4.3-99 (степень жесткости «3»).
2.20	Проверка габаритных размеров.	Не более (длинаширинавысота) 440 270 400 мм 440 270 610 мм (с ниппелями под приварку трубопроводов и емкостями).
2.21	Проверка массы.	Не более 20 кг.
2.22	Проверка аварийной сигнализации СКМ при превышении температуры контролируемой среды более 50 0С.	Срабатывание при температуре более 50 ?С.
2.23	Проверка на надежность.	Вероятность безотказной работы не менее 0,95.
2.24	Проверка прочности к воздействию транспортной тряски.	Отсутствие повреждений упаковочной тары, СКМ и ЗИП-О после воздействия транспортной тряски в соответствии с нормами ударных воздействий по ГОСТ РВ 20.57.305.
2.25	Опробование методики поверки
2.26	Идентификация программного обеспечения (ПО) и оценка влияния на метрологические характеристики средства измерений (при наличии)	-
2.27	Определение интервала между поверками	-
2.28	Анализ конструкции средства измерений	-

Испытания проводится в нормальных климатических условиях со следующими характеристиками окружающего воздуха:

- температура окружающего воздуха (25 ± 10) ^оС;

- относительная влажность окружающего воздуха от 45 до 80 %;

- атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа;

при следующих параметрах контролируемой среды:

- температура контролируемой среды от 15 до 30 ^оС;

- избыточное давление контролируемой среды до 0,5 МПа;

- расход контролируемой среды от 7,0 до 10,0 дм³/ч.

Испытания проводятся в следующих рабочих условиях:

- температура окружающего воздуха от 5 до 50 ^оС;

- температура контролируемой среды от 15 до 50 ^оС.

В процессе подготовки и проведения испытаний должны быть реализованы мероприятия в соответствии с требованиями ГОСТ РВ 8.570 и ГОСТ РВ 1.1:

- выполнение плана мероприятий по замечаниям комиссии при проведении предварительных испытаний (в части метрологического обеспечения);

- проведение метрологической экспертизы методик испытаний;

- проверка готовности метрологического обеспечения испытаний;

- проверка соответствия метрологического обеспечения эксплуатации изделия требованиям ТЗ в соответствии с программой и методиками испытаний (в т.ч. оценка качества и эффективности контроля изделия);

- определение фактических значений основных параметров и оценка соответствия полученных значений заданным;

- проведение метрологической экспертизы изделия;

- разработка плана мероприятий по доработке образца и конструкторской документации (в части метрологического обеспечения).

Перед проведением испытаний произвести следующие операции:

- подготовку оборудования для испытаний СКМ;

- настройку расхода через СКМ - в диапазоне от 7 до 10 дм³/ч в соответствии с руководством по эксплуатации СКМ;

- промывку гидравлического тракта СКМ деионизованной водой в течение 30 мин.

Определение основной относительной погрешности СКМ.

Определение основной относительной погрешности СКМ, выраженной в виде пределов допускаемой основной относительной погрешности, производится в нормальных условиях на контрольных смесях с массовой концентрацией турбинного масла 0,1; 0,25 и 0,4 мг/дм³. При этом измерения производятся при трех температурах контролируемой среды 15єС, 22,5єС и 30єС. Необходимая температура поддерживается с помощью термостата. Для приготовления контрольных смесей используется деионизованная вода.

Для определения основной относительной погрешности СКМ необходимо:

- установить блок клапанов К3-К2 в положение «Измерение», клапан К1 в положение «Откр.» и на вход СКМ при постоянном расходе в диапазоне от 7,0 до 10,0 дм³/ч подать последовательно контрольные смеси с массовой концентрацией 0,1; 0,25 и 0,4 мг/дм³ при помощи оборудования для испытаний СКМ;

- через 10 мин с момента подачи контрольной смеси записать показания массовой концентрации турбинного масла на ЖКИ.

Повторить указанную процедуру по 3 раза для каждой температуры контрольной смеси. При проведении каждого измерения использовать свежеприготовленные контрольные смеси.

Основную абсолютную погрешность определить по формуле

_i = С_пi - С_хi ,

где _i - основная абсолютная погрешность определения i-й концентрации, мг/дм³;

С_пi - показания на ЖКИ, мг/дм³;

С_хi - действительное значение массовой концентрации турбинного масла в контрольной смеси, мг/дм³.

Основную относительную погрешность определить по формуле

,

где {_i}_max - наибольшее из значений основной абсолютной погрешности для трех концентраций и трех температур данного диапазона, мг/дм³.

СКМ считается выдержавшим испытания, если максимальное значение относительной погрешности не превышает пределов допускаемой основной относительной погрешности ± 30 %.

Проверка времени готовности.

При испытаниях проводят три измерения при температуре контролируемой среды на входе СКМ 25С на контрольной смеси с массовой концентрацией турбинного масла на уровне 0,1 мг/дм³. На вход СКМ при отключенном электронном блоке подается контрольная смесь. Через промежуток времени равный 10 мин включают прибор и с интервалом 1 мин, в течение 15 мин записывают показания.

Время готовности электронного блока определяют наибольшими промежутками времени с момента включения до момента, когда показания перестанут отличаться от действительной массовой концентрации контрольной смеси на значение, не превышающее пределы основной относительной погрешности.

СКМ считается выдержавшим испытания, если время готовности не превышает 10 мин.

Проверка стойкости и прочности к воздействию наклонов.

СКМ испытывается на устойчивость и прочность при наклонах в двух взаимно перпендикулярных направлениях: длительном (без ограничения времени) ±15є и кратковременном (в течение 3 мин) ±30є и ±45є.

При испытаниях и после испытаний производят по два измерения на каждый вид наклона при температуре среды на входе СКМ в диапазоне от 20^оС до 25 ^оС на контрольной смеси с массовой концентрацией турбинного масла на уровне 0,1 мг/дм³.

СКМ считается выдержавшим испытания, если максимальные значения относительной погрешности не превышают пределов допускаемой основной относительной погрешности.

Проверка устойчивости к воздействию помех нормального и общего вида. Испытания на воздействие помех нормального вида напряжением до 10 мВ в диапазоне частот от 50 до 4000 Гц и общего вида до 10 В в диапазоне частот от 0 до 4000 Гц проводятся в соответствии с приведенным ниже порядком.

Испытания на воздействие помех нормального вида проводят, включая источник помехи напряжением 10мВ в разрыв одной из линий сканирования. В процессе испытаний производят нажатия на клавиши, не используемые для переключения режимов работы СКМ.

Испытания на воздействие помех общего вида проводят, включая источники помехи напряжением 10 мВ одновременно в разрыв одной из линий сканирования и одной из линий возврата. Данная схема испытаний на воздействие помехи общего вида выбрана, исходя из отсутствия гальванической развязки между источником и приемником сигнала. В процессе испытаний производят нажатия на клавиши, не используемые для переключения режимов работы СКМ.

При испытаниях проводят по три измерения при температуре среды на входе СКМ 25С на контрольной смеси с массовой концентрацией турбинного масла на уровне 0,1 мг/дм³.

СКМ считается выдержавшим испытания, если максимальные значения относительной погрешности не превышают значений пределов допускаемой основной относительной погрешности.

Проверка устойчивости к воздействию радиочастотных электромагнитных полей.

Испытания на воздействие радиочастотных электромагнитных полей в полосе частот от 80 до 1000 МГц производятся в соответствии с ГОСТ Р51317.4.3-99 (степень жесткости испытаний «3»).

При испытаниях проводят измерения при температуре среды на входе СКМ 25єС на контрольной смеси с массовой концентрацией турбинного масла на уровне 0,1 мг/дм³.

СКМ считается выдержавшим испытания, если максимальные значения относительной погрешности не превышают значений пределов допускаемой основной относительной погрешности.

Идентификация ПО СКМ.

При испытаниях производится проверка соответствия следующих заявленных идентификационных данных программного обеспечения (ПО):

- наименование ПО высвечивается на экране ЖКИ при включении СКМ в течение 20 с, а также может быть выведено на экран дисплея нажатием соответствующих клавиш на клавиатуре прибора;

- идентификационное наименование ПО, представляющее собой имя исходного файла ПО, может быть выведено на экран дисплея нажатием соответствующих клавиш на клавиатуре;

- номер версии ПО высвечивается на экране ЖКИ при включении СКМ в течение 20 с, а также может быть выведено на экран дисплея нажатием соответствующих клавиш на клавиатуре;

- проверка уровня защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010 производится анализом и проверкой конструктивно-технических и программно-информационных элементов защиты к которым относятся:

а) невозможность доступа к интерфейсу, позволяющему перезагружать ПО посредством запирания и опломбирования дверцы шкафа электронного блока;

б) наличие программной защиты от считывания ПО;

в) наличие пароля при входе в режимы, позволяющие изменять метрологически значимую часть ПО (калибровка и установка нуля);

г) вывод предупреждающей информации на экран ЖКИ при изменениях метрологически значимой части ПО, вызванных непредсказуемыми физическими воздействиями или неисправностями аппаратной части изделия.

4.3 Оценка качества результатов испытаний СКМ

Оценка проводилась по методикам, изложенным в разделе 3.3 настоящей работы.

Оценка повторяемости результатов различных категорий испытаний приведена на рисунке 10.



Рис. 10. Оценка повторяемости результатов различных категорий испытаний

Принятые обозначения на рисунке 10 и последующих рисунках данного раздела приведены в таблице 13.

Таблица 13

Обозначение	Использовались данные соответствующей категории испытаний
tг	Проверка времени готовности
Tср	Определение дополнительной погрешности при воздействии повышенной температуры контролируемой среды
Tн	Определение дополнительной погрешности при воздействии пониженной температуры окружающей среды
Tв	Определение дополнительной погрешности при воздействии повышенной температуры окружающей среды
Uпит	Проверка влияния изменения напряжения и частоты электрической сети на основную относительную погрешность
Э	Проверка прочности к воздействию магнитного поля в период электромагнитной обработки объекта
S	Проверка прочности к воздействию синусоидальной вибрации
ц	Проверка стойкости к воздействию наклонов
Hпост	Проверка устойчивости к воздействию постоянного магнитного поля
Hпер	Проверка устойчивости к воздействию переменного магнитного поля
Пн	Проверка устойчивости к воздействию помех нормального вида
По	Проверка устойчивости к воздействию помех общего вида
G	Проверка ударостойкости
E	Проверка устойчивости к воздействию радиочастотных электромагнитных полей
Tокр	Определение дополнительной погрешности при воздействии пониженной и повышенной температуры окружающей среды
C	Опробование методики поверки

Из рисунка 10 можно сделать вывод, что наиболее высокая степень нестабильности присуща испытаниям СКМ на устойчивость к воздействию радиочастотных электромагнитных полей, а также испытания на стойкость к воздействию наклонов.

Для оценки точностных характеристик СКМ (суммарной погрешности измерений и расширенной неопределенности измерений) были использованы данные протокола испытаний по проверке времени готовности, были взяты две серии испытаний с 12-ю последними наблюдениями. По представленным в разделе 3.3 методикам были проведены расчёты точности на основе измерений с многократными наблюдениями. Результаты расчётов представлены на рисунках 18 и 19. на рисунке 18 представлена зависимость доверительных границ суммарной погрешности измерений от доверительной вероятности, а на рисунке 19 представлена зависимость значений расширенной неопределённости измерений от доверительной вероятности. На основе данных расчётов можно сделать вывод, что при доверительной вероятности 0,99 различие между суммарной погрешностью измерений и расширенной неопределённостью измерений не превышает 1%.

Рис. 11. Зависимость доверительных границ суммарной погрешности измерений от доверительной вероятности



Рис. 12. Зависимость значений расширенной неопределённости измерений от доверительной вероятности

В ходе этих исследований также была рассчитана достоверность соответствия показателей точности СКМ нормативным требованиям. В случае анализа расширенной неопределённости измерений нормативное значение было взято равным нормативному значению погрешности измерений СКМ 30%. В итоге достоверность в отношении погрешности измерений оказалась не хуже 0,989505 (риск потребителя не хуже 0,010495), достоверность в отношении неопределённости измерений оказалась не хуже 0,945250. (риск потребителя не хуже 0,05475).

В ходе оценки качества результатов испытаний СКМ были проанализированы коэффициенты влияния (коэффициенты относительной чувствительности) погрешности СКМ к отдельным факторам воздействия (рис. 13). Исходя из анализа видно, что наибольшее влияние на изменение погрешности СКМ имеет факторы: повышенная температура контролируемой среды и угол наклона СКМ.

Рис. 13. Оценка коэффициентов влияния (относительной чувствительности) к отдельным факторам воздействия



Рис. 14. Балльная оценка качества показателей точности СКМ от различных факторов воздействия

В ходе балльной оценки качества показателей точности СКМ от различных факторов воздействия (рис. 14) было выявлено, что наибольшая погрешность СКМ проявляется при пониженной температуре окружающей среды, при воздействии синусоидальной вибрации и при воздействии наклонов.

5. Анализ основных положений по электробезопасности и основных методов защиты от поражения электрическим током на рабочем месте испытателя

Электробезопасностью называется система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Она достигается: конструкцией электроустановок; техническими способами и средствами защиты; организационными и техническими мероприятиями. Требования (правила и нормы) электробезопасности конструкции и устройства электроустановок изложены в системе стандартов безопасности труда, а также в стандартах и технических условиях на электротехнические изделия.

Электротравма - это результат воздействия на человека электрического тока и электрической дуги. Число травм, вызванных электрическим током, сравнительно невелико и составляет до 3% общего количества несчастных случаев.

В чем опасность поражения электрическим током? Для обнаружения на расстоянии электрического тока у человека нет специальных органов чувств. Невозможно без специальных приборов почувствовать, находится ли данная часть установки под напряжением до тех пор, пока электрическая энергия не превратится в энергию другого вида (например, в световую) или пока человек сам не попадет под напряжение. Электрический ток не имеет запаха, цвета и действует бесшумно. Неспособность организма человека обнаруживать его до начала действия приводит к тому, что работающие часто не осознают реально имеющейся опасности и не принимают своевременно необходимых защитных мер. Опасность поражения электрическим током усугубляется еще и тем, что пострадавший не может оказать себе помощь. При неумелом оказании помощи может пострадать и тот, кто пытается помочь. Вероятность электротравм на производстве в большей степени обусловлена следующими факторами:

-протяженностью и разветвленностью электрических цепей;

-необходимостью постоянного контакта с нетоковедущими частями электроустановок и их связью с технологическим оборудованием;

-большим количеством орудий и предметов труда, проводящих электрический ток;

- подвижными механизмами, связанными с электроустановками, протяженными металлическими конструкциями, на которых возможно появление напряжения;

-значительным количеством ручного электроинструмента и переносных пультов управления;

-большим объемом электросварочных работ;

- наличием на предприятии людей без специальной подготовки, но тем или иным образом связанных с эксплуатацией электроустановок.

Причины поражения электрическим током:

1) прикосновение к находящимся под напряжением токоведущим частям оборудования;

2) появление напряжения на нетоковедущих частях оборудования (т. е. не находящихся под напряжением при работе исправного оборудования), на земле из-за замыкания, статического или атмосферного электричества;

3) работа на электроустройствах без соблюдения мер техники безопасности;

4) некачественное заземление или зануление электроустановок;

5) использование в особо опасных помещениях переносных электроустройств на напряжение более 36 В.

Электрическое замыкание на землю -- это случайное соединение токоведущей части аппарата с землей или с нетоковедущими проводящими конструкциями, не изолированными от земли. Земля становится участком цепи в зоне растекания тока, в которой из-за сопротивления земли напряжение падает, т. е. появляется разность потенциалов между точками ее поверхности.

Статическое электричество - это возникновение, сохранение и релаксация (т.е. ослабление, уменьшение) электрического заряда в диэлектриках, полупроводниках или изолированных проводниках. Заряды накапливаются на оборудовании и материалах, а разряды могут вызвать пожар, взрыв, нарушение технологических процессов или работы электрических приборов и средств автоматики.

Атмосферное электричество (молния) может вызвать взрыв, пожар, поражение людей.

Виды электротравм:

1. Термическое воздействие

2.Электролитическое воздействие (разложение органической жидкости)

3. Механическое воздействие

4. Биологическое воздействие

5. Раздражение и возбуждение живых тканей в организме

Возможны местные электротравмы тканей и органов:

- ожоги;

- электрические знаки (припухлость с затвердевшей в виде мозоли кожей при контакте с токоведущими частями);

- электрометаллизация кожи (проникновение металла в кожу вследствие разбрызгивания и испарения его при ожоге электрической дугой);

- электроофтальмия (поражение глаз ультрафиолетовым излучением дуги), механические повреждения (ушибы, переломы при падении с высоты из-за сокращений мышц или потери сознания).

Изолирующие, ограждающие и вспомогательные электрозащитные средства - это переносимые и перевозимые изделия, предназначенные для защиты обслуживающих электроустановки людей от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.

Изолирующие защитные средства, служащие для изоляции человека от токоведущих частей и от земли, подразделяются на основные и дополнительные.

Основными являются средства, способные выдерживать рабочее напряжение электроустановки и допускающие касание токоведущих частей, находящихся под напряжением. В электроустановках напряжением до 1000 В к ним относятся диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолирующими рукоятками и указатели напряжения до 1000 В, в электроустановках выше 1000 В - изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения выше 1000 В.

Дополнительными являются средства, не рассчитанные на напряжение электроустановки и самостоятельно не обеспечивающие безопасность персонала. Их назначение состоит в усилении защитного действия основных изолирующих средств, вместе с которыми они применяются. В электроустановках до 1000 В к ним относятся диэлектрические галоши, коврики и изолирующие подставки; в электроустановках напряжением выше 1000 В - диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие подставки. Изолирующие штанги предназначены для отключения и включения однополюсных разъединителей, для наложения переносных заземлений, для производства измерений на токоведущих частях, находящихся под напряжением. Изолирующие клещи применяют при обслуживании находящихся под напряжением трубчатых предохранителей. Электроизмерительные клещи являются переносными приборами, служащими для измерении силы тока и других электрических величин в работающей установке. Указатели напряжения до 1000 В и выше используют для проверки наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях электроустановок. Изолирующие подставки применяют в качестве изолирующего основания, а галоши и боты - в качестве средства защиты от шаговых напряжений.

Ограждающие защитные средства предназначены для: временного ограждения токоведущих частей (ограждения-щиты); предупреждения ошибочных операций (плакаты); временного заземления отключенных токоведущих частей с целью устранения опасности поражения работающих током при случайном появлении напряжения (временные заземления).

Вспомогательными защитными средствами считаются инструмент, приспособления и устройства, предназначенные для защиты персонала от падения с высоты (предохранительные пояса, страхующие канаты); для безопасного подъема на опоры (монтерские когти, лазы для подъема на бетонные опоры); для защиты от световых, тепловых, химических воздействий (защитные очки, респираторы, противогазы, рукавицы); для защиты от шума (наушники, шлемы). Все приборы, аппараты и приспособления, применяемые в качестве защитных средств, должны быть заводского изготовления, выполненные и испытанные в соответствие с действующими нормативно-техническими документами.

К организационным мероприятиям обеспечения электробезопасности относятся:

-медицинское освидетельствование, обучение, инструктаж, проверка знаний правил безопасности и инструкций;

-допуск к проведению работ с электроустановками с оформлением наряда-допуска, распоряжения или перечня работ в порядке текущей эксплуатации;

- проведение работ под контролем ответственного лица.

Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства:

§ изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная двойная);

§ оградительные устройства;

§ предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности;

§ расположение на безопасной высоте;

§ малое напряжение;

§ защитное заземление, зануление и защитное отключение;

§ выравнивание потенциалов;

§ электрическое разделение сетей;

§ средства защиты и предохранительные приспособления.

Изоляция токоведущих частей. Исправная изоляция является основным условием, обеспечивающим безопасность эксплуатации электроустановок. Основными причинами нарушения изоляции и ухудшения ее качеств являются: нагревание рабочими, пусковыми токами, токами короткого замыкания, теплом посторонних источников, солнечной радиацией и т. п.; динамические усилия, смещение, истирание, механические повреждения, возникающие при малом радиусе изгиба кабелей, чрезмерных растягивающих усилиях при вибрациях и т. п.; воздействие загрязнения, масел, бензина, влаги, химических веществ.

В силовых и осветительных сетях напряжением до 1000 В величина сопротивления изоляции между любым проводом и землей, а также между двумя проводниками, измеренная между двумя смежными предохранителями или двумя последними предохранителями, должна быть не менее 0,5 МОм, Существуют нормы на качество изоляции отдельных электроустановок.

Состояние изоляции проверяется перед вводом электроустановки в эксплуатацию, после ее ремонта, а также после длительного ее пребывания в нерабочем положении. Кроме того, проводится профилактический контроль изоляции с помощью специальных приборов: омметров и мегомметров. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей предписывают проводить такой контроль в электроустановках до 1000 В, но реже 1 раза в три года. В тех случаях, когда силовые или осветительные проводки имеют пониженное против норм сопротивление изоляции, необходимо принимать немедленные меры к восстановлению изоляции до нормы или к полной, или частичной замене проводки.

Двойная изоляция -- это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Последняя предусмотрена для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции. На корпусе токоприемника с двойной изоляцией на видном месте наносится геометрический знак -- квадрат в квадрате.

Оградительные устройства. В случаях, когда токоведущие части электрооборудования не имеют конструкционного укрытия и доступны прикосновению, они должны иметь соответствующие защитные ограждения. Они выполняются из негорючего или трудно горючего материала в виде кожухов, крышек, ящиков, сеток и должны обладать достаточной механической прочностью и иметь такое конструктивное исполнение, чтобы снятие или открывание их было возможно только при помощи специальных инструментов или ключей и работниками, которым это поручено. Съемные крышки, закрепленные болтами, не обеспечивают надежной защиты, более надежны крышки, укрепленные на шарнирах, запирающиеся на замок или запор.

В общественных и производственных не электротехнических помещениях токоведущие части должны иметь сплошные ограждения. В электротехнических помещениях при напряжении до 1000 В ограждения могут быть сетчатыми или дырчатыми.

Блокировочные устройства. Блокировки исключают опасности прикосновения или приближения к токоведущим частям в то время, когда они находятся под напряжением. Принципы блокировки заключаются в следующем:

а) при открывании ограждения электрооборудования происходит автоматическое отключение данного устройств от источника тока;

б) открывание ограждения электрооборудования становится возможным только после предварительного отключения данного устройства от источника тока.

Предупредительная сигнализация, надписи, плакаты. Предупредительная сигнализация привлекает внимание обслуживающего персонала и предупреждает о грозящей или возникающей опасности. Обычно применяется световая или звуковая сигнализация -- каждая в отдельности или сблокированные вместе. Следует помнить, что сигнализация только предупреждает об опасности, но не исключает ее.

В предупреждении несчастных случаев при эксплуатации электрооборудования важная роль принадлежит маркировке, надписям, указывающим состояние оборудования, название и назначение присоединений. При отсутствии маркировки и надписей обслуживающий персонал может во время ремонтов, осмотров и эксплуатации электрооборудования перепутать назначение проводов, рубильников, выключателей и т. д.

Различают плакаты: предостерегающие, запрещающие, разрешающие и напоминающие.

Рис. 15. Различные виды плакатов

Размещение токоведущих частей на недоступной для прикосновения высоте. Производится в случаях, когда их изоляция и ограждение оказываются невозможными или экономически нецелесообразными. Неизолированными в помещениях разрешается применять только контактные провода подъемно-транспортных средств. В этом случае они должны быть проложены на высоте не менее 3,5 м от пола и иметь устройства для автоматического отключения при обрыве.

Электрическое разделение сети. На отдельные электрически не связанные между собой участки электрическую сеть делят с помощью разделяющего трансформатора. Он предназначен для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления. Таким образом, разделяющий трансформатор отделяет электроприемник от возможных в общей сети токов замыкания на землю, токов утечки и других условий, создающих опасность для людей.

Раздельное питание используют в установках напряжением до 1000 В при испытаниях, работах с переносными электрическими приборами, на стендах и в особо опасных помещениях. Заземления корпуса электроприемника, присоединенного к разделяющему трансформатору, не требуется, а соединение его с сетью зануления не допускается.

Защитные средства, применяемые в электроустановках. Для обслуживания электроустановок собственным штатом станции необходимо укомплектовать защитные средства и обеспечить правильное их хранение. Изолирующие защитные средства: перчатки, галоши, коврики и монтерский инструмент с изолированными рукоятками.

Назначение, принцип действия и область применения защитного заземления. Одной из наиболее эффективных мер защиты от опасности поражения током в случае прикосновения к металлическим нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением, является защитное заземление. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус или по другим причинам. Замыкание на корпус возможно в результате повреждения изоляции, касания токоведущей части корпуса машины, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие металлические части и т. п. Применятся в сетях с изолированной нейтралью, например, в старых домах с сетями 220 В.

В случае возникновения пробоя изоляции между фазой и корпусом электроустановки корпус ее может оказаться под напряжением. Если к корпусу в это время прикоснулся человек - ток, проходящий через человека, не представляет опасности, потому что его основная часть потечет по защитному заземлению, которое обладает очень низким сопротивлением. Защитное заземление состоит из заземлителя и заземляющих проводников.

Чтобы уменьшить эту опасность и снизить значение тока, проходящего через тело человека, до безопасной величины, корпус токоприемника заземляют, в результате которого создается цепь, шунтирующая тело человека и обеспечивающая для токозамыкания путь с малым сопротивлением. При этом большая часть тока замкнувшейся фазы течет через заземляющее устройство, минуя тело человека.

Есть два вида заземлителей - естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее ...