Виды контрольно-измерительных приборов

Измерение и контроль

Измерением называют процесс определения физических величин с помощью технических средств, т.е. сопоставление физической величины с условно принятой единицей. К единицам величины относятся, например, миллиметр или метр (единицы длины). В промышленности под техническим измерением понимается определение геометрических параметров заготовок, отклонений формы и расположения, шероховатости, чистоты, волнистости поверхностей и т.д. Инструмент для определения данных величин называют шкальным, так как он оснащен измерительной шкалой или механизмом.

Контроль подразумевает выявление соответствия параметров детали заданным нормам. Так как контрольный и поверочный инструмент является бесшкальным, он не позволяет узнать абсолютное значение контролируемой величины. Его используют для контроля формы, размера, взаимного расположения поверхностей и т.д. с целью выявления брака на производстве, при приемке товара и т.д.

Слесарные инструменты

Достаточно часто можно встретить измерительные слесарные инструменты. Наиболее важная характеристика — точность измерений. За счет того, что слесарные инструменты механические, удается добиться точности до 0,005 или 0,1 мм.

Если погрешность измерений превысит допустимый порог, то произойдет нарушение технологии работы инструмента. Тогда потребуется переточка некачественной детали или замена целого узла в устройстве

Поэтому для слесаря важно при подгонке вала под втулку использовать не линейку, а инструменты с большей точностью измерений

Наиболее популярным инструментом с высокой точностью измерений является штангенциркуль. Но и он не сможет дать гарантии точного результата с первого измерения. Опытные рабочие делают несколько измерений, которые затем преобразуют в некоторое среднее значение.

Встречаются операции, требующие максимальной точности. Таких много в микромашинах и отдельных деталях устройств крупного размера. Тогда следует воспользоваться микрометром. С его помощью можно измерять с точностью до сотых долей миллиметров. Распространенное заблуждение о том, что он позволяет измерять микроны, является не совсем верным. Да и при проведении стандартных домашних работ такая точность может не пригодиться, поскольку достаточно действующих значений точности и погрешности.

Приборы КИП – классификация

Оборудование КИПиА классифицируется по нескольким параметрам, основные из которых – это физико-технические характеристики и качественно-количественные показатели. То есть, измеряется влажность, температура, расход, давление и прочее. Отсюда и само название групп.

  • Термометры.
  • Манометры (измеряют давление).
  • Расходомеры.
  • Газоанализаторы.
  • Уровнемеры.


Термометры являются одной из групп приборов КИПиА

Есть группа так называемых средств измерения:

  • Замер излучения.
  • Массы, твердости материала, плотности.
  • Акустика.
  • Замеряются электрические и электромагнитные качества.
  • Физико-химический состав материала, его свойства.

В свою очередь, к примеру, термометры делятся на жидкостные, цифровые, с преобразование сопротивления, термоэлектрические. Сюда же можно отнести пирометры и тепловизоры.

Манометры также делятся на несколько подвидов: измеряется избыточное давление или его перепад, или абсолютная величина. По конструкции это механические, электроконтактные. Добавим сюда традиционные реле давления и тяганапоромеры.

Расходомеры – это более сложные приборы КИПиА, с помощью которых определяется масса или объем материала (среды). В этой группе достаточно широкий модельный ряд, зависящий от того, какой материал (среду) будет контролировать и измерять данный прибор.


Расходомеры – приборы для измерения массы или объема

  • Вихревые, тепловые, электромагнитные, ультразвуковые, тахометрические, корреляционные, кориолисовые.
  • С перепадом давления, с измерением перепадов уровня, замер обтекания.

То есть, каждый прибор подходит под определенные условия эксплуатации, в основе которого лежит именно материал или среда. Кстати, среда может быть только неэлектрической, потому что в блоке контроля (автоматики) любая величина преобразуется в электрический сигнал, который и подается на обработку. Но тут возникает вопрос, а как же с напряжением и силой тока в электрических приборах?

Все дело в том, что эти две величины не могут быть внесены в контроллер без предварительной обработки, где на выходе должен получиться аналоговый сигнал. Ведь напряжение в данном случае имеет показатель 220 В. А его в таком виде никакая автоматика не выдержит. Поэтому даже в электрических сетях устанавливаются датчики. То есть, в этом случае и сила тока, и напряжение становятся неэлектрическими величинами, конечно, через посредника – датчик.

Контроль измерительных приборов

Для обеспечения единообразия, верности и правильного применения мер и измерительных приборов установлен определенный порядок их контроля. Для этой цели организована Государственная служба мер и измерительных приборов во главе с Государственным комитетом СССР по стандартам. Контроль-

ные операции осуществляются при помощи образцовых и эталонных мер и приборов.

Основными операциями контроля прлборов являются испытание, градуировка и поверка.

При испытании вновь разработанные и предназначенные для производства меры и приборы проходят всестороннюю проверку для установления целесообразности их производства.

Градуировкой называется операция, при помощи которой делениям шкалы прибора придают значения, выраженные в единицах измерения. Эта операция осуществляется приборами более высокой точности. По нескольким точкам значений измеряемой величины строят градуировочные кривые, на основании которых на шкалу наносят значения, соответствующие определенным отметкам шкалы. Градуировка производится при изготовлении приборов или при изменении условий их применения.

Поверкой называется сравнение показаний поверяемых приборов с показаниями образцовых для определения их погрешности. При поверке, кроме определения погрешностей, проводят внешний осмотр и опробование приборов, определяют сопротивление электрической изоляции, качество записи показаний, скорость передвижения диаграммной ленты. Все рабочие приборы поверяют в лаборатории не реже одного раза в два года. Кроме того, приборы поверяются на месте установки: наиболее ответственные- один раз в смену или сутки, все другие — от одного раза в неделю до одного раза в три месяца. Поверка на месте часто сводится к определению погрешности показаний прибора на рабочей точке шкалы и правильности возврата стрелки к нулевой точке.

Столярный измерительный инструмент

В данную группу оборудования входят:

  • Метр складной. Изготавливают из нержавейки или дерева.
  • Треугольник. Существуют две модификации. Первая с углами 90 – 60 – 30 градусов, вторая 90 – 45 – 45.
  • Кронциркуль. Применяется, когда необходимо разметить заготовку из древесины.
  • Нутромер. Им размечают пазы и отверстия, а также вымеряют их размеры.
  • Угломер. Это линейка, соединённая с дугой, на которую нанесена шкала.
  • Рейсмус. Незаменим при нанесении на деталь параллельных линий. Кроме этого, им пользуются, когда необходимо измерить и разметить заготовку сложной формы.

Набор инструментов любого мастера не буде полон без измерительного оборудования, поскольку без подобных устройств невозможно добиться качественного результата

Поэтому важность правил эксплуатации измерительных приборов сложно переоценить. Их должен знать каждый специалист.

Любой инструмент нуждается в систематическом проведении поверочных мероприятий. Отдельные приспособления требуют калибровки.

Всю необходимую информацию можно найти в паспорте на изделие. Таким образом, к измерителям следует относиться бережно – в этом случае качество производимых измерений и длительное время службы вам гарантировано.

Ручной строительный инструмент

Рулетка. Главным инструментом, без которого не может обойтись ни один строитель – это рулетка. Рулетка – подобие линейки, выполненное в виде металлической ленты с делениями, равными 1 мм. Лента сматывается в корпус, который может изготавливаться либо из пластика, либо из металла. Лента может иметь различную ширину и длину.

Безусловно, рулетка является универсальной, требующейся для произведения измерительных работ в любых сферах деятельности.

Технические характеристики рулетки

Ватерпас (уровень). С помощью этого устройства определяют ровность горизонтальной и вертикальной поверхностей. Длина уровня может варьироваться от 0,3 м до 2,5 м. Корпус уровня изготавливается из любого легкого материала, например, пластика, и снабжается несколькими окошками.

Через окошки видна стеклянная трубка, частично заполненная специальной жидкостью. Именно эта жидкость и позволяет определять ровность и уровень уклона поверхности.

Отвес. Это самый простой, но незаменимый измерительный инструмент, которым пользуется каждый строитель. Отвес представляет веревку (шпагат), на конце которого привязан металлический конусообразный груз. Его используют в тех случаях, когда необходимо контролировать вертикальность выполнения работ, например, при кирпичной кладке.

Угольник и малка. Угольник изготавливают из дерева или металла и используют для выведения прямых углов. Малка изготавливается из тех же материалов. Ее конструкция состоит из обоймы и линейки, скрепленных между собой шарниром. Если угольник может применяться в любой сфере строительства, малку чаще всего используют при монтаже стропил.

Магнитный угольник

Тепловые электроизмерительные приборы.

Наивысшую точность измерения эффективных значений напряжения и тока обеспечивают тепловые электроизмерительные приборы. В них используется тепловой преобразователь тока в виде небольшого откачанного стеклянного баллончика с нагревательной проволочкой (длиной 0,5–1 см), к средней части которой крохотной бусинкой прикреплен горячий спай термопары. Бусинка обеспечивает тепловой контакт и одновременно электроизоляцию. При повышении температуры, прямо связанном с эффективным значением тока в нагревательной проволочке, на выходе термопары возникает термо-ЭДС (напряжение постоянного тока). Такие преобразователи пригодны для измерения силы переменного тока с частотой от 20 Гц до 10 МГц.

На рис. 5 показана принципиальная схема теплового электроизмерительного прибора с двумя подобранными по параметрам тепловыми преобразователями тока. При подаче на вход схемы напряжения переменного тока Vас на выходе термопары преобразователя ТС1 возникает напряжение постоянного тока, усилитель А создает постоянный ток в нагревательной проволочке преобразователя ТС2, при котором термопара последнего дает такое же напряжение постоянного тока, и обычный прибор постоянного тока измеряет выходной ток.

С помощью добавочного резистора описанный измеритель тока можно превратить в вольтметр. Поскольку тепловые электроизмерительные приборы непосредственно измеряют токи лишь от 2 до 500 мА, для измерения токов большей силы необходимы резисторные шунты.

Классификация

  • По способу представления информации

    • Показывающий измерительный прибор — измерительный прибор, допускающий только считывание показаний значений измеряемой величины
    • Компарирующий прибор — измерительный прибор, для которого необходимо участие человека. Принцип работы заключается в сравнении измеряемой величины с мерой, эталонно величиной. Примером таких приборов являются весы.
    • Регистрирующий измерительный прибор — измерительный прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний. Регистрация значений может осуществляться в аналоговой или цифровой формах. Различают самопишущие и печатающие регистрирующие приборы.
  • По методу измерений

    • Измерительный прибор прямого действия — измерительный прибор, например, манометр, амперметр в котором осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины и значение её находится без сравнения с известной одноимённой величиной.
    • Измерительный прибор сравнения — измерительный прибор, предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно.
  • По форме представления показаний

    • Аналоговый измерительный прибор — измерительный прибор, в котором выходной сигнал или показания являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины.
    • Цифровой измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого представлены в цифровой форме.
  • По сложности использования

    • Простые измерительные приборы — измерительные приборы, обладающие простой конструкцией и имеющие простое обслуживания (вольтметры, амперметры;манометры, преобразователи температур; сигнализаторы уровня простого типа, регистраторы, самописцы, щитовые измерительные приборы, расходомеры постоянного перепада давления и другие).
    • Измерительные приборы средней сложности — измерительные приборы, имеющие более сложную конструкцию, в некоторых моделях имеющие электронный блок выполняющий не более одного расчетного измерения параметра (поплавковый, буйковый уровнемер; расходомеры переменного типа; преобразователи частоты, датчики контроля вибрации; оптические датчики и другие).
    • Измерительные приборы высокой сложности — измерительные приборы, имеющие сложную конструкцию, выполняющие более одного расчетного измерения параметра (радиоизотопные и ультразвуковые уровнемеры; оптические, акустические, электромагнитные, массовые, вихревые и тепловые расходомеры; анализаторы качества и состава вещества и другие).
  • По другим признакам

    • Суммирующий измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к нему по различным каналам.
    • Интегрирующий измерительный прибор — измерительный прибор, в котором значение измеряемой величины определяются путём её интегрирования по другой величине, обычно по времени.
  • По способу применения и конструктивному исполнению (стационарные, щитовые, панельные, переносные).
  • По принципу действия с учётом конструкции (с подвижными частями и без подвижных частей).
  • По характеру шкалы и положению на ней нулевой точки (равномерная шкала, неравномерная, с односторонней, двухсторонней (симметричной и несимметричной), со шкалой без нуля).
  • По конструкции отсчётного устройства (непосредственный отсчёт, со световым указателем — световым зайчиком, с пишущим устройством, язычковые — вибрационные частотомеры, со шкалой на оптоэлектронном эффекте — электролюминофоры, ЖК, СИД).
  • По точности измерений (нормируемые и ненормируемые — индикаторы или указатели).
  • По виду используемой энергии (физическому явлению) — электромеханические, электротепловые, электрокинетические, электрохимические.
  • По роду измеряемой величины (температуры, давления, расхода, уровня, состава, концентрации, плотности. Примерами являются: вольтметры, амперметры, веберметры, частотомеры, варметры и т. д.).
  • По метрологическому назначению (технические приборы, контрольные приборы, лабораторные приборы, образцовые приборы, эталонные приборы).

Трансформаторный измерительный мост.

Одно из преимуществ измерительных мостов переменного тока – простота задания точного отношения напряжений посредством трансформатора. В отличие от делителей напряжения, построенных из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности, трансформаторы в течение длительного времени сохраняют постоянным установленное отношение напряжений и редко требуют повторной калибровки. На рис. 4 представлена схема трансформаторного измерительного моста для сравнения двух однотипных полных сопротивлений. К недостаткам трансформаторного измерительного моста можно отнести то, что отношение, задаваемое трансформатором, в какой-то степени зависит от частоты сигнала. Это приводит к необходимости проектировать трансформаторные измерительные мосты лишь для ограниченных частотных диапазонов, в которых гарантируется паспортная точность.

Измерители, применяемые в металлообработке

Наиболее распространенный универсальный измерительный прибор — линейка. Разметочной линейкой пользуются все специалисты, независимо от профиля. К более специфическому множеству мерных устройств относятся поверочные линейки. Их используют для выявления отклонений изделий по плоскости. Величину отклонений определяют с помощью калиброванных щупов — металлических пластин, толщина которых колеблется от 0,01 мм до нескольких мм. С помощью специальных линеек модельщики определяют усадочный размер горячих слитков.

В сфере металлообработки для измерения линейных характеристик используются два основных вида приборов:

  • штриховой прибор с нониусом;
  • микрометрический инструмент винтового типа.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Электроизмерительные приборы чаще всего измеряют мгновенные значения либо электрических величин, либо неэлектрических, преобразованных в электрические. Все приборы делятся на аналоговые и цифровые. Первые обычно показывают значение измеряемой величины посредством стрелки, перемещающейся по шкале с делениями. Вторые снабжены цифровым дисплеем, который показывает измеренное значение величины в виде числа. Цифровые приборы в большинстве измерений более предпочтительны, так как они более точны, более удобны при снятии показаний и, в общем, более универсальны. Цифровые универсальные измерительные приборы («мультиметры») и цифровые вольтметры применяются для измерения со средней и высокой точностью сопротивления постоянному току, а также напряжения и силы переменного тока. Аналоговые приборы постепенно вытесняются цифровыми, хотя они еще находят применение там, где важна низкая стоимость и не нужна высокая точность. Для самых точных измерений сопротивления и полного сопротивления (импеданса) существуют измерительные мосты и другие специализированные измерители. Для регистрации хода изменения измеряемой величины во времени применяются регистрирующие приборы – ленточные самописцы и электронные осциллографы, аналоговые и цифровые.

Условия эксплуатации оборудования

Сохранить функциональность приборов позволяет периодическое проведение профилактических работ и проверок их состояния. Наиболее подвержены поломкам измерительные инструменты, имеющие сложные конструктивные особенности.

К каждому прибору прилагается инструкция по эксплуатации, с которой необходимо ознакомиться до начала использования. В инструкции изложены все правила работы, актуальные именно для данной модели.

Автоматические и электронные модели измерительных станков чувствительны к показателям температуры и влажности воздуха. Особо остро на них реагирует оборудование, на котором применяется бесконтактный метод измерений.

Не менее важно обеспечить инструменту достойные условия хранения. Инструменты, изготовленные из дерева и металла, чувствительны к воздействию влаги

А пластик способен деформироваться под прямыми лучами солнца и при воздействии высоких температур. Поэтому все инструменты должны храниться в чехлах или коробах в сухом помещении.

Соблюдение этих правил обеспечит качество и точность измерений, а также поможет продлить срок службы инструментов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector