Расчет суммарной погрешности канала измерения температуры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра инженерной кибернетики

РАСЧЕТНО - ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

По дисциплине: «Технические средства измерений»

Расчет суммарной погрешности канала измерения температуры

Специальность: Автоматизация и управление

Выполнил: Галимов Д.О. Группа АУ-12-5

Принял: пр. каф. ИК Хан С.Г.

Алматы 2014



Содержание

1. Задание на расчетно-графическую работу

2. Структурная схема канала измерения температуры

3. Технические характеристики СИ

4. Расчет суммарной погрешности канала измерения температуры

5. Заключение

6. Список литературы



Расчетно-графическая работа №1. Расчет суммарной погрешности канала измерения температуры

Цель работы: получить навыки по построению различных схем канала измерения температуры и оценке суммарной погрешности измерительного канала (ИК).

Задание к расчетно-графической работе №1:

- произвести выбор технических средств измерения температуры (первичных преобразователей и вторичных измерительных приборов), обосновать данный выбор;

- произвести расчет суммарной погрешности выбранного измерительного канала.

Индивидуальное задание:

Таблица 1.1

Вариант	Измеряемый параметр, название, тип агрегата
5	Температура пара за ширмой ПП	450

Таблица 1.2

Вариант	5
	1,5
	0,6
Р	0,96



Структурная схема канала измерения температуры

Где СИ1, СИ2 - средства измерения, входящие в измерительный канал;

- погрешности СИ, приведенные к их выходу.

Выбор и обоснование выбора структуры канала измерения температуры

При выборе средств измерений необходимо учитывать их точность, диапазон измерений и условия эксплуатации.

При выборе первичного преобразователя необходимо учитывать, что при измерении температур выше 200 С предпочтительнее использовать термоэлектрические преобразователи (термопары).

В данной работе в качестве первичного преобразователя будем использовать термопару ТХА - 0179, так как его пределы измерения и область применения совпадают с условиями в нашем задании.

Таблица 1.3. Технические характеристики

Тип	Обозначение номинальной статической характеристики	Пределы измерения	Инерционность, с	Условное давление, МПа	Область применения
		От	до
ТХА 0179*	ХА (К)	- 50	+600	20	6,4	Газообразные и жидкие среды



В комплекте с термоэлектрическим преобразователем в качестве вторичного прибора будем использовать автоматический потенциометр - КСП-1. При выборе вторичного прибора учтены следующие условия:

1) Статическая характеристика первичного преобразователя соответствует градуировке шкалы вторичного прибора.

2) Измеряемая температура входит во вторую половину диапазона измерения вторичного прибора, ближе к верхнему пределу.

Таблица 1.4. Технические характеристики

Номинальная статическая характеристика	Пределы измерения	Вторичный прибор	Класс точности %
ХА (К)	0600	КСП - 1	1

Расчет значения суммарной погрешности канала измерения температуры

Согласно таблице 5-2-1:

1)

P=0.16 k=4

P=0.19 k=x

P=0.20 k=5

k=

2) Далее находим среднее квадратичное отклонение (СКО) абсолютной погрешности



=

3) Используя полученное , представим его в относительном виде, т.е. СКО относительной погрешности будет равно:

% = % = 0,609%

Предварительно, согласно таблице ХII.6[3] найдем значение основной погрешности показаний, для вторичного прибора = 1%. Используя которое, найдем значение

1)

Аналогично для вторичного прибора находим:

2)

3) % = % = 0,769%

Согласно теории вероятностей СКО суммы погрешностей определяются выражением:

измерение температура погрешность канал

,

где - коэффициент корреляции.

Согласно данным таблицы 1.2 = 0,6< 0,7 - расчет будем вести по формуле:

Подставив полученные выше значения, находим:

Доверительный интервал, в котором с вероятностью Р находится суммарная относительная погрешность ИК:

,

где k - квантильный множитель

Найдем значение k согласно таблице п1-4-1 по заданным Р=0,96 и n=50. Т.к. значение 0,94 не является табличным, то k найдем интерполированием.

P=0.95 k=2,01

P=0.96 k=x

P=0.98 k=2.41

k=

Сравнив со значением предельной допустимой погрешности (таблица 1.2):

2,01%1.5% , следовательно, полученная конструкция нас не устраивает.

Т.к. погрешность превышает допустимую, то возьмем более точный вторичный прибор.



Таблица 1.5 Технические характеристики вторичного прибора

Номинальная статическая характеристика	Пределы измерения	Вторичный прибор	Классточности %
ХА(К)	0600	КПП - 1	0,5

Согласно таблице 5-2-1:

1)

P=0.16 k=4

P=0.19 k=x

P=0.20 k=5

k=

2) Далее находим среднее квадратичное отклонение (СКО) абсолютной погрешности

=

3) Используя полученное , представим его в относительном виде, т.е. СКО относительной погрешности будет равно:

% = % = 0,609%

Предварительно, согласно таблице ХII.6[3] найдем значение основной погрешности показаний, для вторичного прибора = 0,5%. Используя которое, найдем значение

Аналогично для вторичного прибора находим:

2)

3) % = 0.3844%

Согласно теории вероятностей СКО суммы погрешностей определяются выражением:

,

где - коэффициент корреляции.

Согласно данным таблицы 1.2 = 0,6 < 0,7 - расчет будем вести по формуле:

Подставив полученные выше значения, находим:

Доверительный интервал, в котором с вероятностью Р находится суммарная относительная погрешность ИК:

,



где k - квантильный множитель. Для P=0,96k=2,143

Сравнив со значением предельной допустимой погрешности (таблица 1.2):

1,69%1.5% , следовательно, полученная конструкция нас не устраивает.

Меняем первый прибор: ТХК-0179*

Таблица 1.6

Тип	Обозначение номинальной статической характеристики	Пределы измерения	Инерционность, с	Условное давление, МПа	Область применения
		От	до
ТХК0179*	ХК(L)	- 50	+600	20	6,4	Газообразные и жидкие среды

Таблица 1.7 Технические характеристики вторичного прибора

Номинальная статическая характеристика	Пределы измерения	Вторичный прибор	Класс точности %
ХК(L)	0600	КСП - 1	1

Расчет значения суммарной погрешности канала измерения температуры

Согласно таблице 5-2-1:

1)



P=0.26 k=4

P=0.29 k=x

P=0.33 k=5

k=

2) Далее находим среднее квадратичное отклонение (СКО) абсолютной погрешности

=

3) Используя полученное , представим его в относительном виде, т.е. СКО относительной погрешности будет равно:

% = % = 0,568%

Предварительно, согласно таблице ХII.6[3] найдем значение основной погрешности показаний, для вторичного прибора = 1%. Используя которое, найдем значение

1)

Аналогично для вторичного прибора находим:

2)



3) % = % = 0,769%

Согласно теории вероятностей СКО суммы погрешностей определяются выражением:

,

где - коэффициент корреляции.

Согласно данным таблицы 1.2 = 0,6< 0,7 - расчет будем вести по формуле:

Подставив полученные выше значения, находим:

Доверительный интервал, в котором с вероятностью Р находится суммарная относительная погрешность ИК:

,

где k - квантильный множитель

Найдем значение k согласно таблице п1-4-1 по заданным Р=0,96 и n=50. Т.к. значение 0,94 не является табличным, то k найдем интерполированием.

P=0.95 k=2,01

P=0.96 k=x

P=0.98 k=2.41

k=

Сравнив со значением предельной допустимой погрешности (таблица 1.2):

2,048%1.5% , следовательно, полученная конструкция нас не устраивает.

Т.к. погрешность превышает допустимую, то возьмем более точный вторичный прибор.

Таблица 1.5 Технические характеристики вторичного прибора

Номинальная статическая характеристика	Пределы измерения	Вторичный прибор	Классточности %
ХК(L)	0600	КПП - 1	0,5

Согласно таблице 5-2-1:

1)

P=0.26 k=4

P=0.29 k=x

P=0.33 k=5

k=

2) Далее находим среднее квадратичное отклонение (СКО) абсолютной погрешности

=

3) 

4) Используя полученное , представим его в относительном виде, т.е. СКО относительной погрешности будет равно:

% = % = 0,568%

Предварительно, согласно таблице ХII.6[3] найдем значение основной погрешности показаний, для вторичного прибора = 0,5%. Используя которое, найдем значение

Аналогично для вторичного прибора находим:

2)

3) % = 0.3844%

Согласно теории вероятностей СКО суммы погрешностей определяются выражением:

,

где - коэффициент корреляции.

Согласно данным таблицы 1.2 = 0,6 < 0,7 - расчет будем вести по формуле:

Подставив полученные выше значения, находим:

Доверительный интервал, в котором с вероятностью Р находится суммарная относительная погрешность ИК:

,

где k - квантильный множитель. Для P=0,96k=2,143

Сравнив со значением предельной допустимой погрешности (таблица 1.2):

1,429%<1.5% , следовательно, полученная конструкция нас устраивает.

Доверительный интервал, в котором с вероятностью Р находится суммарная абсолютная погрешность ИК:

Результат измерения:



Заключение

В ходе выполнения данной расчетно-графической работы проведен расчет суммарной погрешности измерительного канала. Согласно заданному значению измеряемой температуры выбраны средства измерения измерительного канала. В начале в качестве первичного преобразователя был выбран ТХА-0179, а вторичного прибора - КСМ-1. Но при сравнении значение суммарной относительной погрешности превысило допустимого значения: 2,01%1.5% поэтому данные прибора не подходят для измерения температуры.

Дальше вторичный преобразователь был изменен на КПП-1. Далее получили суммарную погрешность 1,69%1.5% , следовательно, полученная конструкция нас не устраивает.

Дальше меняем первичный прибор на ТХК-0179* с КСМ-1, 2,048%1.5% , следовательно, полученная конструкция нас не устраивает.

Используем КПП-1, сравнив со значением предельной допустимой погрешности (таблица 1.2):

1,429%1.5% , следовательно, полученная конструкция нас устраивает.

Результат измерения:



Список использованной литературы

1. С.Г. Хан. Технические средства измерений. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов всех форм обучения специальности 050702 - Автоматизация и управление. - Алматы: АИЭС, 2010. - 22 с

2. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности « Автоматизация теплоэнергетических процессов». - М.: «Энергия», 1978. - 704 с.

3. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник/под общей редакцией В.В. Черенкова. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987.

Размещено на Allbest.ru

...