Автоматизация поверочных работ

⇐ ПредыдущаяСтр 18 из 19Следующая ⇒

Увеличение парка средств измерений, расширение их функциональных возможностей, стремление к повышению точности и достоверности результатов измерений приводят к необходимости изыскания новых средств и методов поверки, внедрения автоматизации в поверочную деятельность органов государственной и ведомственных метрологических служб.

Современное поверочное оборудование должно обеспечивать оперативный и объективный контроль метрологических характеристик средств измерений не местах эксплуатации. Оно должно быть максимально защищено от влияния внешних воздействующих факторов, сохранять свои метрологические характеристики в течение длительного времени. При невозможности демонтажа средств измерений для их поверки должны использоваться переносные и встроенные образцовые меры, калибраторы и другое поверочное оборудование.

Проблема создания автоматических образцовых средств решается по-разному для дискретных и непрерывных методов поверки.

При дискретных методах поверку проводят при ряде дискретных значений входного сигнала (измеряемой величины). Дискретные методы применяются, в основном, при поверках шкальных средств измерений и измерительных преобразователей с дискретным выходным сигналом и индивидуальной функцией преобразования.

Существует пять разновидностей дискретных методов проверки:

- непосредственное сличение с образцовым средством измерений или меры с образцовой мерой;

- измерение образцовым средством измерений величины, воспроизводимой поверяемой мерой;

- прямое измерение поверяемым средством измерений величины, воспроизводимой образцовой мерой (однозначной или многозначной);

- сличение образцовой и поверяемой мер с помощью компаратора;

- поверка с применением косвенных измерений.

Метод непосредственного сличения поверяемого средства измерений с образцовым с точки зрения автоматизации не перспективен, так как требует неоправданно сложной технической реализации. Например, при шкальных образцовом и поверяемом средстве измерений для автоматизации процесса поверки требуется два устройства для считывания показаний, два преобразователя и сложная система сравнения. Кроме того, в этом случае велико время подготовки автоматической поверочной аппаратуры к работе.

Столь же неоправданно сложен, с точки зрения создания автоматических поверочных устройств, и метод поверки мер по образцовым средствам измерений.

Таким образом, для автоматизации процесса поверки показывающих приборов и преобразователей с дискретными выходными сигналами и индивидуальной функцией преобразования наиболее целесообразно использовать метод измерения образцовым средством величины, воспроизводимой поверочной мерой, а для поверки мер – метод сличения с помощью компарирующих устройств.

При этом автоматизированная установка для поверки средств измерений и многозначных мер, снабженных отсчетными шкалами, должна содержать следующие устройства:

- задающее значение измеряемой величины путем последовательного подсоединения к поверяемому средству измерений набора образцовых мер;

- обработки и записи результата поверки;

- управления.

Указанная структура автоматической поверочной установки предполагает, что участие поверителя сводится только к подготовке установки и средств измерений к поверке.

Обобщенная структурная схема установки, обеспечивающей полную автоматизацию процесса дискретной поверки, представлена на рис. 15. Установка состоит из двух ветвей, одна из которых предназначена для фиксации границ поверяемых интервалов штриховых шкал (положения штриха относительно некоторой опорной координаты ОК или указателя относительно щели сканирующего устройства). Вторая ветвь предназначена для определения точности поверяемой меры или средства измерений.

Рис. 15. Структурная схема автоматической (дискретной)

поверочной установки.

Проверяемые средства измерений ПП помещают в поле зрения оптической системы ОС, выходной сигнал которой Y сравнивают в элементе сравнения ЭС с опорной координатой Y₀. На выходе ЭС образуется разностный сигнал DY, поступающий в фотоэлектрический преобразователь ФЭП. После дешифровки этого сигнала устройством ДР он поступает в систему управления СУ устройством воспроизведения (задания) измеряемой величины УЗИВ, сигнал с которого подается на ПП и одновременно на преобразователь ПРМ. Последний преобразует этот сигнал в форму, удобную для сравнения с номинальным значением величины, соответствующим поверяемой отметки и получаемым от блока номинальных значений БНЗ. Сравнение осуществляется в блоке БС в момент, когда величина, поступающая от УЗИВ на поверяемые средства измерений, достигнет значения, при котором сигнал рассогласования DY становится равным нулю, и индикатор границ поверяемых интервалов ИГПИ выдает импульсы-команды на БС. Сигнал с БС, равный разности между показаниями средств измерений и номинальным значением подаваемой на его вход величины, регистрируется в устройстве Р. Получаемая информация обрабатывается и хранится в блоке памяти и обработки БПО. Система управления СУ обеспечивает возможность многократных повторений измерительного цикла, а также реверсирования задаваемых входных сигналов (для контроля вариации).

Анализ обобщенной структурной схемы установки показывает, что не все ее элементы одинаково влияют на результирующую точность поверки. Наиболее существенная ее часть определяется блоками прямого преобразования, к числу которых относятся преобразователь ПРМ, устройства задания опорной координаты, оптическая система. Влияние блоков граничного преобразования, таких как ЭС, УЗИВ, ИГПИ, ввиду малости отношения границ поверяемых интервалов к значению измеряемой величины, несущественно по сравнению с влиянием блоков прямого преобразования.

Для создания средств поверки, реализующих рассмотренную структурную схему, необходима разработка устройств считывания показаний, обладающих достаточной универсальностью систем управления, устройств задания опорных сигналов, сравнения, измерения и регистрации, а также устройств коррекции влияния внешних воздействий. Относительно просто эта задача решается для средств поверки мер длины, где устройством задания измеряемой величины может быть привод, перемещающий каретку с поверяемой мерой, а также для электроизмерительных приборов, где в качестве блоков номинальных значений могут использоваться источники опорных напряжений с масштабными преобразователями (поскольку БНЗ задает номинальные значения входных сигналов, рассчитанные по индивидуальным функциям преобразования поверяемых приборов).

Однако при этом не исключается необходимость создания устройств для считывания показаний, системы управления и др.

Перспективным и уже реализованным направлением автоматизации дискретных методов поверки является использование активных образцовых мер-задатчиков (например задатчиков давления или расхода жидкостей), а также калибраторов (например калибраторов фазы, постоянного тока и напряжения, переменного напряжения и др.). Причем, калибраторы в ряде случаев снабжены устройствами, позволяющими непосредственно определять точность без каких-либо промежуточных операций.

Гораздо проще решить задачу создания автоматических средств поверки измерительных преобразователей с унифицированными выходными сигналами (токовыми, пневматическими, частотными), т.е. с унифицированными (номинальными) функциями преобразования, например, как у преобразователей системы ГПС. В этом случае можно осуществлять непрерывные методы поверки с автоматической записью результатов.

Практическое применение находят два способа автоматизации непрерывных методов поверки.

Первый заключается в сравнении выходных сигналов Y и Y₀ поверяемого (ПП) и образцового (ОП) преобразователей, соответствующих одному и тому же значению входного сигнала X. При этом ОП имеет приписанную ПП унифицированную функцию преобразования. Разность значений Y-Y₀ измеряется прибором сравнения (ПС).

Блок-схема установки, реализующей этот способ, приведена на рис. 16.

При таком способе поверки не требуется точного задания какого-либо фиксированного значения входного сигнала X. Необходимо лишь, чтобы одно и тоже значение X было одновременно подано на вход ПП и ОП.

Рис. 16. Блок-схема автоматической поверочной установки

с прямым преобразованием сигнала.

При плавном (обеспечивающем квазистатический режим работы установки) непрерывном изменении входного сигнала, формируемого генератором Г, информация о точности ПП может быть получена в виде непрерывной записи : D=Y-Y₀.

В данном случае при поверке реализуется дифференциальный метод измерений. При этом в качестве измерителя разности (ПС) выходных сигналов ПП и ОП могут использоваться средства с низкими точностными характеристиками.

Применение двух записывающих приборов позволяет регистрировать изменение разности (Y-Y₀) как функцию выходного сигнала Y.

Для технической реализации этого способа применяются индивидуальные аттестованные (в качестве образцовых) преобразователи системы ГСП с унифицированными выходными сигналами.

Второй способ отличается от первого тем, что в качестве образцового применяется обращенный преобразователь (ОПП), функция преобразования которого обратна номинальной функции преобразования ПП.

Блок-схема установки для реализации этого способа приведена на рис. 17.

Кроме простоты автоматизации поверочных устройств, к достоинствам непрерывных способов поверки относится возможность диагностирования по характеру записи D=Y-Y₀ причин метрологической негодности ПП (если по результатам поверки он забракован).

Рис. 17. Блок-схема автоматической поверочной установки

с обратным преобразованием сигнала.

Большое значение придается в настоящее время проблемам унификации элементов образцовых средств измерений, поверочных установок и систем, а также развитию централизованных (при большом объеме данных) способов обработки результатов поверок на ЭВМ. Использование ЭВМ позволяет накапливать массивы данных, сопоставлять результаты периодических поверок средств измерений, анализировать причины их отказов, рассчитывать показатели надежности и оперативно корректировать межповерочные интервалы.

Для ряда областей измерений, в первую очередь, для области физико-химических измерений, чрезвычайно перспективным средством повышения эффективности поверочных работ является применение стандартных образцов.

Поверка средств измерений может быть проведена как комплектно, т.е. непосредственно по измеряемой физической величине, так и поэлементно, путем поверки каждого элемента, блока средства измерений.

Так, например, одинарный мост постоянного тока можно поверить, подключив вместо измеряемого сопротивления образцовую многозначную меру сопротивления (комплектная поверка), а можно и путем измерения сопротивления каждого плеча моста (поэлементная поверка). Часто приходится прибегать к косвенным методам поверки. Например, ряд преобразователей вакуума приходится поверять не по измеряемой (преобразуемой)( входной величине – давлению, а по электрическим параметрам (сопротивлению, емкости, индуктивности).

Выбор метода поверки зависит от наличия образцовых средств измерений и производительности поверочного оборудования.

Преимущество всегда следует отдавать комплектным методам поверки.

Применение поэлементных методов поверки должно быть теоретически обосновано и экспериментально апробировано. Важно, чтобы при поэлементной поверке были выявлены все дефектные средства измерения, которые могут привести к снижению точности (например, переходные сопротивления и сопротивления соединительных проводов в плечах одинарного моста).

Периодичность поверки

Для поддержания средств измерений в исправном состоянии в процессе эксплуатации осуществляется их периодическая поверка через определенные межповерочные интервалы, установленные непосредственно Госстандартом или органами государственной метрологической службы.

Для средств измерений, подлежащих ведомственной поверке в соответствии с регистрационным удостоверением, периодичности поверки устанавливаются главными метрологами ил руководителями ведомственных метрологических служб предприятий. Для средств измерений, подлежащих ведомственной поверке и не обеспеченных поверкой в органах метрологических служб, межповерочные интервалы устанавливаются руководителями предприятий по согласованию с органами государственной метрологической службы.

Длительность межповерочных интервалов выбирается в зависимости от фактической надежности средств измерений, условий эксплуатации, интенсивности их использования, а также от значимости для потребителя результатов измерений конкретным средством измерений (обычно отражается в ТУ).

При установлении длительности межповерочного интервала используются в основном три подхода:

- экономический;

- технико-эксплуатационный;

- смешанный.

Экономический. Длительность межповерочного интервала определяется из условий минимизации экономических затрат, связанных с обслуживанием и применением неисправных средств измерений. Это подход используется тогда, когда без особых затруднений можно получить сведения о затратах.

Технико-эксплуатационный подход более распространен. Он основан на задании и обеспечении допустимого значения показателя состояния средств измерений. При этом длительность межповерочного интервала определяется из условия достижения требуемого значения показателя состояния на конец межповерочного интервала

где – значение показателя состояния средств измерений, оцененное по результатам эксплуатации за время ;

– допустимое значение показателя состояния.

Преимущество данного подхода – возможность установления требований к состоянию средств измерений на любом уровне системы передачи размера единицы.

Недостаток – трудность определения допустимого значения показателя состояния средств измерений.

В качестве такого показателя состояния средства измерений на практике используют вероятность сохранения значений метрологических характеристик в заданных пределах в течение межповерочного интервала, то есть показатель, характеризующий метрологическую надежность средства измерений. Выбор его обусловлен тем, что он зависит от , имеет ясный физический смысл и легко оценивается по результатам эксплуатации средств измерений. Требуемый уровень метрологической надежности, как правило, больше 0,9.

Смешанный подход к назначению длительности межповерочных интервалов заключается в использовании результатов оценки межповерочных интервалов, полученных на основании экономического и технико-эксплуатационного подходов (рисю18).

Величина e определяется точностью исходных данных, используемых при оценке показателей состояния средств измерений на основе экономического подхода и технико-эксплуатационного подхода .

Смешанный подход целесообразно применять, если исходные данные позволяют оценивать длительность межповерочных интервалов и использование экономического и технико-эксплуатационного подходов.

Длительность межповерочных интервалов для рабочих и образцовых средств измерений, подлежащих государственной поверке, регламентирована ГОСТ 8.002-71, а для средств измерений, подлежащих ведомственной поверке, назначается с помощью изложенных подходов. При этом для средств измерений, поступивших на хранение после выпуска из производства, межповерочные интервалы устанавливаются не больше гарантийных сроков на эти изделия. Для приборов, находящихся на хранении после эксплуатации, межповерочные интервалы устанавливаются не более удвоенных межповерочных интервалов для периода применения по назначению. Если при хранении создаются условия, гарантирующие сохранение исправности средств измерений, то периодической поверке такие средства измерений могут не подвергаться. Указанная поверка производится потребителем перед началом эксплуатации средств измерений.

Рис. 18. Алгоритм назначения длительности межповерочных

интервалов при использовании смешанного подхода.

Вопросы по пройденному материалу:

1 Чем различаются дискретные и непрерывные методы поверки?

2 Какой из методов поверки и почему наиболее приемлем для автоматизации процесса поверки СИ?

3 Какие основные элементы должна содержать автоматизированная система поверки?

4 В чем заключается метод поверки на основе сравнения выходных сигналов поверяемого и образцового СИ?

5 В чем заключается метод поверки при использовании образцового СИ с обращенной функцией преобразования?

6 Когда при поверке рекомендуется применять стандартные образцы?

7 В зависимости от чего назначается длительность межповерочного интервала?

8 Критерии, используемые при назначении межповерочного интервала?

9 Как используется экономический критерий при назначении межповерочного интервала эксплуатации СИ?

10 Как используется технико-экономический критерий при назначении межповерочного интервала эксплуатации СИ?

11 Какие параметры СИ могут являться основной для назначения межповерочного интервала?

12 Какой документ регламентирует длительность межповерочных интервалов?

ЛЕКЦИЯ 12

План лекции

· Назначение транспортирования СИ

· Особенности проведения транспортирования СИ

· Назначение хранения СИ

· Условия хранения СИ

· Категорирование СИ

· Основания для перевода СИ из категории в категорию

· Списание СИ

Транспортирование

В процессе эксплуатации средства измерения неоднократно подвергаются транспортированию. Транспортирование сопряжено с воздействием на приборы многих внешних факторов, характеристики которых иногда выходят за пределы рабочих условий эксплуатации (удары, вибрации, повышенная влажность, пыль и т.д.). Их воздействие может в значительной степени снизить надежность и даже привести к потере работоспособности средства измерений. Чтобы предотвратить нежелательные последствия транспортирования, применяется ряд мер по обеспечению сохранности средств измерений.

При подготовке к транспортированию следует обращать внимание на то, чтобы шкалы приборов устанавливались на отметке и делениях, указанных в инструкции по эксплуатации; приборы укладывались в упаковочную тару в соответствии с инструкцией. В приорах с магнитоэлектрической системой замыкаются выходные клеммы, многопредельные приборы замыкаются на нижнем пределе и т.д.

Для транспортирования приборов обычно применяется штатная установка. При ее отсутствии используется другая тара, обеспечивающая сохранность прибора. При транспортировании образцовых приборов применяются дополнительные меры, обеспечивающие их сохранность (аммортизатеры). Зазоры между ящиками плотно заполняются. При необходимости транспортирования самолетом средства измерений размещаются в герметизированных отсеках.

Хранение

Заключается в том, чтобы приборы, находящиеся длительные сроки в нерабочем состоянии, поддерживались в исправности. Такое хранение достигается:

- подготовкой к хранению (с применением установленных средств и методов консервации);

- наличием помещений, отвечающих требованиям обеспечения нормальных условий хранения;

- правильным размещением приборов по местам хранения;

- проведением технического обслуживания.

На хранение ставятся исправные, поверенные и полностью укомплектованные эксплуатационной документацией средства измерений.

Средства измерений хранятся в отапливаемых помещениях при t^o=10-35^oC и влажности £80%, которые соответствуют нормальным условиям хранения. В течении гарантийного срока допускается хранение приборов в упаковке предприятия-изготовителя при t^o=1-40^oC и относительной влажности £80%. При этом суточные колебания температуры t^o не должны превышать 5^oC. Для обеспечения этого режима температура t^o и влажность в помещениях постоянно контролируются.

Средства измерений хранятся отдельно от активных материалов (щелочей, кислот, аккумуляторов и др.); продуктов, подверженных гниению или выделению влаги; легковоспламеняющихся и горючих материалов.

Поступившие на длительное хранение приборы освобождаются от транспортной тары.

Для хранения все средства измерений следует группировать по типам и классам точности. Приборы с постоянными магнитами или с намагниченными элементами нельзя располагать на стальных стеллажах, вблизи стальных предметов и вместе с другими типами электроизмерительных приборов. Электроизмерительные приборы хранятся заарретированными. В приборах магнитоэлектрической системы замыкаются входные клеммы. Источники питания (сухие элементы, батареи) извлекают из приборов, заворачивают в пергаментную или водонепроницаемую пленку и хранят совместно с приборами. Аккумуляторы, входящие в состав приборов, за исключением неформованных серебряно-цинковых ( не залитых электролитом), хранятся в специальных помещениях.

Средства измерений размещаются на стеллажах или в шкафах, которые следует располагать так, чтобы проходы между ними обеспечивали свободный доступ и перемещение приборов (расстояние между стеллажами и наружными стенками м; расстояние между верхней полкой стеллажа и потолком м; между стеллажами, стеллажами и радиатором центрального отопления м).

Более тяжелые и громоздкие приборы укладываются в один нижний ряд по высоте м.

Переносные электроизмерительные приборы, находящиеся в упаковке, можно укладывать в два ряда по высоте; без упаковки – в один ряд. Остальные малогабаритные упакованные приборы можно укладывать и в несколько рядов.

Особенности хранения отдельных типов приборов излагаются в инструкциях по их эксплуатации.

Средства измерений во время хранения подвергаются осмотрам и техническому обслуживанию, которое планируется с учетом установленных сроков поверки и данных, полученных при осмотрах. Обслуживание проводится по истечению сроков поверки; при нарушениях поверительного клейма или утере документов, подтверждающих проведение поверки; нарушении условий хранения и в других сомнительных случаях.

Категорирование и списание

Каждое находящееся в эксплуатации средство измерений в зависимости от степени соответствия его свойств предъявляемым требованиям может быть оценено как пригодное или непригодное, готовое или неготовое к эксплуатации.

Важным элементом оценки технического состояния прибора является его категорирование, основанное на самой общей оценке степени пригодности к использованию по назначению.

Категория средств измерений – это условная характеристика средства измерений, определяемая в зависимости от технического состояния и израсходования ресурса. Различают 4 категории средств измерений:

- новые, не бывшие в использовании и с не истекшим сроком гарантии;

- технически исправные и годные к применению, бывшие в использовании или с истекшим сроком гарантии;

- неисправные, требующие ремонта;

- неисправные, ремонт которых невозможен или нецелесообразен.

Использовать по назначению могут средства измерений только 1-ой и 2-ой категории. Приборы 3-ей – ремонтируются, 4-ой – списываются или переводятся в учебные.

Основанием перевода средства измерений из одной категории в другую является:

- истечение срока гарантии;

- начало использования по назначению;

- заключение соответствующего метрологического или ремонтного органа о возможности дальнейшего использования;

- наличие отказов, для устранения которых необходимо проведение ремонта.

Изменение категории оформляется соответствующим документом.

Истечение установленных сроков эксплуатации или выработке ресурса не является основанием для перевода прибора в 4-ую категорию, если оно по своему техническому состоянию годно к использованию. В этом случае специальной комиссией может быть назначен дополнительный срок службы. При выходе из строя сменных элементов, предохранителей и др. категория прибора не изменяется.

Средства измерений списываются по техническому состоянию, экономическим соображениям и моральному износу. Списываются эксплуатирующей или ремонтной организацией. Если в ремонтном органе установлена невозможность восстановления средств измерений, оно списывается установленным порядком или используется для восстановления других.

Вопросы по пройденному материалу:

1 Основные факторы, влияющие на снижение работоспособности СИ, после транспортирования?

2 Основные требования при подготовки СИ, транспортирование?

3 Какова основная цель хранения СИ?

4 Какие мероприятия должны проводится при подготовки и во время хранения?

5 Основные климатические условия, требуемые при хранении?

6 Какова периодичность проверок СИ, находящихся на хранении?

ЛЕКЦИЯ 13

План лекции

· Категорирование СИ

· Основания для перевода СИ из категории в категорию

· Списание СИ

· Ведение учета СИ

· Особенности ведения эксплуатационной документации на СИ

Категорирование и списание

- новые, не бывшие в использовании и с не истекшим сроком гарантии;

- технически исправные и годные к применению, бывшие в использовании или с истекшим сроком гарантии;

- неисправные, требующие ремонта;

- неисправные, ремонт которых невозможен или нецелесообразен.

Основанием перевода средства измерений из одной категории в другую является:

- истечение срока гарантии;

- начало использования по назначению;

- наличие отказов, для устранения которых необходимо проведение ремонта.

Изменение категории оформляется соответствующим документом.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 522; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 14 15 16 171819 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!