Вибір і розрахунок метрологічних показників

 

Засоби вимірювання технологічних параметрів необхідно обирати у відповідності до вимог технологічного регламента виробничого процесу. При цьому норми і показники технологічних параметрів у регламентах можуть бути представлені двома способами: номінальним значенням (Х_Н) з межево-припустимими відхиленнями (e), чи діапазоном припустимих значень параметра (s). Межево-припустиме відхилення - це межі відхилень від Х_Н, усередині яких припустимо вести технологічний процес з достатньою ефективністю. Діапазон припустимих значень параметра - це область значень технологічного параметра, у якій припустимо вести технологічний процес без суттєвої зміни ефективності. Дані технологічного регламенту є початковими для визначення похибки вимірювання вимірювальних засобів, яка має бути притаманна їм при експлуатації у складі системи автоматизації. Визначення похибки вимірювання здійснюється у відповідності з наступним правилом: похибка вимірювання параметра не повинна перевищувати e/3 чи s/6.

Як правило вимірювання технологічного параметра здійснюється за допомогою вимірювального комплекту, до складу якого входять первинний перетворювач (датчик), проміжний перетворювач (в окремих випадках) і вторинний прилад. Тому похибка вимірювання такого вимірювального комплекту буде залежати від похибки усіх складових.

Розрахунок загальної похибки вимірювального комплекту температури передбачає визначення характеристик складових, що утворюють комплект. Вимірювальний комплект складається з термоелектричного перетворювача типу ТХА-2088 з основною похибкою 0,5% і вторинного приладу класу точності 0,5 з діапазоном шкали 0¸500 ⁰С та ціною поділки 5 °С, а вимога технологічного регламенту до вимірювання температури задана умовою - (210±10) ⁰С.

У відповідності з рис.5 позначення складових похибки наступні: D - вимірювального комплекту; Dвп - вторинного приладу; Dд - термомерта; Dсл - з’єднувальних ліній; Dм - методична; Dсч - зчитування; D1 - основна вторинного приладу; D2 - додаткова внаслідок коливань температури навколишнього повітря для вторинного приладу; D3 - додаткова внаслідок коливань напруги живлення у мережі для вторинного приладу; D4 - додаткова внаслідок впливу магнітних полів; D5 - основна датчика; D6 - додаткова внаслідок нагріву датчика вимірювальним струмом; D7 - динамічна для датчика.

 

Рисунок 5 - Складові похибки вимірювального комплекту температури.

 

Визначають границі основної похибки:

 

 (64)

 

Додаткові похибки вторинного приладу визначаються згідно технічних умов на вторинний прилад. При цьому відомо, що додаткова похибка D2 не перевищує 0,2 основної похибки на кожні 10 ⁰С від нормальної температури (20 ⁰С) у межах робочої області вимірювання. Приймаючи до уваги, що у місцях встановлення приладу температура повітря може змінюватись (_Dt) від 15 до 35 ⁰С, величина D2 становить:

 (65)

 

Додаткова похибка D3 обчислюється за формулою:

 

 (66)

 

де g_U = 0,25% - додаткова похибка внаслідок коливань напруги у мережі у межах В встановлена технічними умовами на прилад.

Додаткова похибка D4 для вторинного приладу А-542 не нормована, тому D4=0.

Границі основної похибки D5 датчика становить

 (67)

Додаткова похибка D6 для всіх класів ТСП встановлена на рівні 0,1% при температурі 0 ⁰С, що відповідає ±0,25 ⁰С. Похибкою D7 найчастіше зневажають, припускаючи інерційність датчика невелику і достатньо добрі умови теплообміну, тобто D7=0.

Похибка від лінії зв’язку обумовлюється в основному відхиленням номінального опору лінії зв’язку вторинного приладу з ТСП, припустиме значення відхилення якого складає до 0,01 Ом чи приблизно Dлс=±0,2 ⁰С. Вважаючи умови перемішування достатніми можна додаткову похибку Dм не ураховувати.

Похибка зчитування Dсч для показуючих приладів, що пов’язана з неточністю відліку показань оператором, приймається у практичній роботі на рівні половини ціни поділки, тобто Dсч=±0,5 ⁰С. Таким чином, підсумкова похибка вимірювального комплекту становить

Отримане значення похибки вимірювання обраними приладами не перевищує e/3 = 1,0 ⁰С, що відповідає вимогам технологічного регламенту.