Державний метрологічний нагляд

Державний метрологічний нагляд – це діяльність спеціально уповноважених органів державної метрологічної служби з метою перевірки дотримання метрологічних норма та правил. Аналогічна діяльність на підприємствах (організаціях) здійснюється акредитованими метрологічними службами цих підприємств.

Система метрологічного нагляду – це комплекс правил, положень і вимог технічного, економічного і правового характеру, що визначають організацію і порядок здійснення робіт з повірки, метрологічної ревізії та експертизи ЗВТ.

Повірку, ревізію та експертизу засобів вимірювань проводять відповідно до постанов Держстандарту України і поширюють на всі засоби вимірювальної техніки, які перебувають в експлуатації та обігу в державі.

Повірка засобів вимірювальної техніки - це процес порівняння показів повіряємих засобів вимірювальної техніки з показами більш точних засобів вимірювань (зразкових, еталонних) з метою визначення їхнього класу точності та встановлення придатності до застосування.

Залежно від рівня метрологічної служби повірки можуть бути державними та відомчими, а за призначенням - первинними, періодичними, інспекційними, позачерговими, комплексними, по елементними, вибірковими та ін.

Державна повірка засобів вимірювальної техніки - це повірка органами державної метрологічної служби або ж за їх дорученням засобів вимірювальної техніки, які використовують у сферах, що підпадають під державний метрологічний нагляд.

Відомча повірка засобів вимірювальної техніки - це звірка відомчими метрологічними службами засобів вимірювальної техніки, що не підлягає державній повірці. Наприклад, повірка технічних засобів вимірювання на підприємствах галузі за допомогою зразкових засобів вимірювання,

які своєчасно пройшли державну повірку в обласних чи міських територіальних органах і мають свідоцтво про повірку.

Первинна повірка засобів вимірювальної техніки - повірка, яку виконують вперше після виготовлення засобів вимірювальної техніки або після їх ремонту чи за умови імпортних поставок партій засобів вимірювань.

Періодичну повірку засобів вимірювальної техніки проводять при експлуатації або збереженні засобів вимірювання через певний проміжок часу (міжповірковий інтервал) з метою встановлення їх придатності для експлуатації або ж при пошкодженні клейма, пломби чи втраті документації.

Інспекційна повірка - повірка засобів вимірювальної техніки органами державного нагляду з метою виявлення метрологічних недоліків у засобах вимірювань, що перебувають в експлуатації, на складах і базах постачання.

Терміни періодичних повірок установлюються метрологічними організаціями залежно від типів, умов експлуатації та збереження на основі систематичного аналізу статистичних даних про їх надійність, інтенсивність роботи, метрологічну стійкість тощо. Так, для більшості технічних засобів вимірювальної техніки (наприклад, манометрів, вторинних приладів, термометрів, витратомірів та інших приладів) термін повірки становить один рік. При появі дефектів у роботі засобів вимірювання або ж після їх ремонту необхідно проводити позачергову повірку.

Метрологічна ревізія полягає у провірці стану засобів вимірювальної техніки, у контролі за виконанням правил їхньої повірки та використанням органами державної метеорологічної служби.

Метрологічна експертиза документації - це аналіз і оцінка правильності прийнятих у документації технічних рішень щодо реалізації метрологічних норм і правил.

Методи та засоби повірки вимірювальної техніки регламентуються нормативно-технічними документами, стандартами або методичними посібниками.

1.2. Термопа́ра та її основна характеристика.

Термопа́ра

Термопа́ра — чутливий елемент термоелектричного перетворювача у вигляді двох ізольованих провідників з різнорідних матеріалів, з'єднаних на одному кінці, принцип дії якого ґрунтується на використанні термоелектричного ефекту для вимірюваннятемператури^[1]. Використовується у устаткуванні для вимірювання температури, а також для прямого перетворення енергії тепла велектричну енергію у тих випадках, коли доцільно уникнути рухомих деталей (наприклад, у космосі). Поглинання тепла при проходженні електричного струму через контакт використовується в холодильниках тощо.

Термопару використовують як чутливий елемент (первинний вимірювальний перетворювач) у засобах контролю температури в печах. Термопара являє собою металічний провід з особливих сплавів, дві жили якого спаяні між собою, і спай розміщений в контрольовану зону печі. Вільні кінці проводу виведені за межі нагрівальної зони та з'єднані з приладом, що показує перетворений сигнал одержаний від спаю термопари. Термопара, що перебуває в печі, захована у вогнестійкий чохол, що захищає її від агресивного середовища печі.

Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными от нуля коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т ₁, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т ₂, которое будет пропорционально разности температур Т ₁ и Т ₂.

Види термопар

Технические требования к термопарам определяются ГОСТ 6616-94.Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001.

· платинородий-платиновые — ТПП13 — Тип R

· платинородий-платиновые — ТПП10 — Тип S

· платинородий-платинородиевые — ТПР — Тип B

· железо-константановые (железо-медьникелевые) ТЖК — Тип J

· медь-константановые (медь-медьникелевые) ТМКн — Тип Т

· нихросил-нисиловые (никельхромникель-никелькремниевые) ТНН — Тип N.

· хромель-алюмелевые — ТХА — Тип K

· хромель-константановые ТХКн — Тип E

· хромель-копелевые — ТХК — Тип L

· медь-копелевые — ТМК — Тип М

· сильх-силиновые — ТСС — Тип I

· вольфрам и рений — вольфрамрениевые — ТВР — Тип А-1, А-2, А-3

Точный состав сплава термоэлектродов для термопар из неблагородных металлов в МЭК 60584-1 не приводится. НСХ для хромель-копелевых термопар ТХК и вольфрам-рениевых термопар определены только в ГОСТ Р 8.585-2001. В стандарте МЭК данные термопары отсутствуют. По этой причине характеристики импортных датчиков из этих металлов могут существенно отличаться от отечественных, например импортный Тип L и отечественный ТХК не взаимозаменяемы. При этом, как правило, импортное оборудование не рассчитано на отечественный стандарт.

В настоящее время стандарт МЭК 60584 пересматривается. Планируется введение в стандарт вольфрам-рениевых термопар типа А-1, НСХ для которых будет соответствовать российскому стандарту, и типа С по стандарту АСТМ ^[3].

В 2008 г. МЭК ввел два новых типа термопар: золото-платиновые и платино-палладиевые. Новый стандарт МЭК 62460 устанавливает стандартные таблицы для этих термопар из чистых металлов. Аналогичный Российский стандарт пока отсутствует.

Тип Т (медь-константановая термопара)

• Может использоваться ниже 0 °С;
• Может использоваться в атмосфере с небольшим избытком или недостатком кислорода;
• Не рекомендуется использование при температурах выше 400 °С;
• Не чувствительна к повышенной влажности;
• Оба вывода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.

2. Розробка вимірювальної установки

Рабочая схема. Простой и удобный потенциометр можно построить на основе реохорда – длинной проволоки с достаточно высокой степенью однородности, чтобы можно было считать сопротивление любого участка пропорциональным его длине. Проволоку натягивают вдоль линейки со шкалой, по которой можно отсчитывать положение скользящего контакта. Если реохордный потенциометр используется для сравнения двух напряжений одного порядка величины, то абсолютных значений сопротивления можно не определять: сопротивления и заменяются пропорциональными им длинами, отсчитанными по шкале реохорда. Однако в нашем случае Эr x r Ux << ε Э, длины оказываются очень разными, что делает такие измерения невозможными. Поэтому потенциометр составляют из включенных последовательно двух магазинов сопротивлений и и реохорда АВ, как показано на рис. 4. Напряжение нормального элемента компенсируют на сопротивлении, а термоэдс – на части АС реохорда. Магазин сопротивлений требуется для того, чтобы можно было устанавливать нужную величину рабочего тока и при компенсации сохранять R1 R2 R2 R1 7 этот ток неизменным. В формуле (5) нужно теперь считать =, а Эr R2 L l r x x = ρ, где ρ – сопротивление реохорда, L – полная длина проволоки, – длина её отрезка, с которого снимается напряжение. Э.д.с. термопары x l ε T рассчитывается по формуле L l R x T Э 2 ρ ε = ε. (6) Полное сопротивление реохорда в этом случае должно быть известно. В измерительную цепь включается защитное сопротивление, предохраняющее гальванометр от перегрузки.

В якості вимірювального приладу використовується широко поширений цифровий мультиметр типу М830-В.

Висновок

В ході виконання роботи ми розробили вимірювальну установку для проведення перевірки статичної характеристики термопари «медь-константан».