Измерительная установка это комплекс измерительных приборов и устройств, предназначенный для измерения различных физических величин. Основными компонентами измерительной установки являются датчики, измерительные преобразователи, усилители сигналов, вторичные измерительные приборы и регистрирующие устройства.
Измерительные установки широко применяются в научных исследованиях, испытаниях, мониторинге технологических процессов, контроле качества продукции. По назначению измерительные установки можно классифицировать следующим образом:
Основные компоненты измерительных установок
Основными компонентами измерительных установок являются:
- Датчики - преобразуют измеряемую физическую величину в электрический сигнал
- Измерительные преобразователи - преобразуют сигнал от датчика для удобства дальнейшей обработки и индикации
- Усилители - усиливают слабые сигналы от датчиков
- Вторичные измерительные приборы - отображают текущее значение измеряемой величины
- Регистрирующие устройства - записывают и хранят результаты измерений
Также в состав измерительных установок могут входить различные вспомогательные устройства - блоки питания, коммутационные устройства, интерфейсы связи и т.д.
Классификация измерительных установок
Измерительные установки классифицируются по следующим признакам:
- По назначению:
- Для научных исследований Для испытаний и контроля качества Для мониторинга технологических процессов Для экологического контроля
- По стационарности:
- Стационарные Передвижные Портативные
- По количеству одновременно измеряемых параметров:
- Однопараметрические Многопараметрические
- По принципу действия:
- Аналоговые Цифровые Гибридные
Установка контрольно измерительных приборов
При создании измерительной установки особое внимание нужно уделить правильному монтажу и установке контрольно-измерительных приборов. От этого будет зависеть точность и достоверность получаемых результатов измерений.
КИП должны размещаться в местах, удобных для наблюдения и обслуживания. Необходимо обеспечить их защиту от воздействия высоких температур, влажности, вибраций, электромагнитных полей. Питание приборов должно осуществляться от специальных стабилизированных источников.
При прокладке кабелей от датчиков к КИП нужно избегать их пересечений с силовыми кабелями, чтобы не допустить наводок помех. Рекомендуется использовать экранированные кабели.
Правильная установка КИП позволит получить надежные и точные данные, которые можно будет использовать для анализа и управления технологическим процессом.
Измерительные трансформаторы в установках
Важную роль в измерительных установках играют измерительные трансформаторы тока и напряжения. Они предназначены для преобразования больших первичных токов и напряжений к значениям, удобным для подключения измерительных приборов.
Трансформаторы тока используются в цепях переменного тока напряжением до 500 кВ, трансформаторы напряжения - до 750 кВ. Коэффициенты трансформации могут быть от единиц до нескольких тысяч.
Преимущества применения измерительных трансформаторов:
- Гальваническая развязка измерительных цепей
- Увеличение точности измерений
- Уменьшение влияния внешних факторов на измерения
- Обеспечение электробезопасности
Правильный выбор и установка измерительных трансформаторов является важной задачей при создании измерительных установок.
Примеры применения измерительных установок
Рассмотрим несколько примеров использования измерительных установок.
Мониторинг качества воды. Установка включает датчики pH, мутности, температуры, электропроводности, содержания растворенного кислорода. Данные в реальном времени поступают на пульт управления и используются для оптимизации технологического процесса очистки воды.
Испытания двигателей. Комплекс датчиков измеряет мощность, частоту вращения, температуру и вибрацию. Регистрируются параметры при различных режимах работы двигателя. Полученные данные используются для оценки характеристик и отладки конструкции.
Мониторинг мостовых конструкций. На конструкции устанавливаются тензодатчики, регистраторы прогибов, датчики ускорения. Измеряются напряжения и колебания при прохождении транспорта. Данные позволяют оперативно оценивать техническое состояние и прогнозировать остаточный ресурс.
Как видно на этих примерах, области применения измерительных установок чрезвычайно разнообразны. Правильно спроектированные, они позволяют получать ценную информацию для контроля, управления и оптимизации различных технологических процессов.
Метрологическое обеспечение измерительных установок
Для получения достоверных результатов измерений необходимо обеспечить метрологическое сопровождение измерительной установки. Это включает в себя поверку и калибровку составляющих ее средств измерений, аттестацию методик измерений, metrologichengij расчет погрешностей.
Периодичность поверки зависит от типа средств измерений. Для наиболее ответственных КИП рекомендуется проводить поверку 1 раз в год. Калибровку датчиков и преобразователей проводят по мере необходимости.
Аттестация методики измерений заключается в экспериментальном подтверждении соответствия разработанной методики заданным метрологическим характеристикам погрешности измерений.
Средства автоматизации в измерительных установках
Для увеличения эффективности работы измерительных установок применяют средства автоматизации:
- Автоматическое переключение диапазонов измерений
- Автоматическая коррекция показаний приборов
- Автоматический контроль работоспособности датчиков
- Автоматическая диагностика неисправностей
- Автоматическая регистрация и обработка результатов
Это позволяет снизить влияние "человеческого фактора", повысить производительность установки и сократить эксплуатационные расходы.
Мобильные измерительные комплексы
Мобильные измерительные комплексы создают на базе автомобилей, железнодорожных вагонов, судов. Они используются для оперативного контроля параметров в труднодоступных или удаленных местах.
Типичный состав мобильного комплекса:
- Бортовой компьютер для сбора и обработки данных
- Набор датчиков в зависимости от решаемых задач
- Системы навигации и связи
- Автономные источники электропитания
Применение мобильных измерительных комплексов позволяет существенно сократить время и стоимость проведения измерений.
Интеллектуальные измерительные системы
Современные измерительные системы оснащают "интеллектом" - встроенными микропроцессорами, выполняющими сложную обработку данных.
Интеллектуальные системы способны:
- Анализировать измерительную информацию в режиме реального времени
- Автоматически корректировать измерения
- Выявлять нештатные ситуации
- Принимать решения без участия оператора
Это качественно повышает возможности измерительных систем и расширяет области их применения.
Направления модернизации измерительных установок к2
Для повышения характеристик измерительных установок проводят их модернизацию. Основные направления:
- Замена устаревших датчиков и КИП на современные
- Внедрение автоматизированных систем управления и регистрации
- Интеграция в единую информационную сеть предприятия
- Оптимизация алгоритмов обработки данных
- Перевод аналоговых установок в цифровой формат
Грамотная модернизация позволяет существенно продлить срок службы измерительных установок, улучшить их метрологические характеристики, повысить надежность и снизить эксплуатационные расходы.
Метрологическая экспертиза измерительных установок
Перед вводом в эксплуатацию измерительные установки должны пройти метрологическую экспертизу. Она проводится с целью установления соответствия метрологических характеристик установки требованиям нормативно-технической документации.
В процессе экспертизы анализируются:
- Состав измерительных каналов и их метрологические характеристики
- Методики выполнения измерений
- Условия эксплуатации установки
- Алгоритмы обработки и представления данных
По результатам экспертизы даются рекомендации по обеспечению требуемой точности измерений на всех этапах функционирования установки.
Пусконаладочные работы измерительных установок
Перед началом эксплуатации измерительная установка должна пройти комплекс пусконаладочных работ. Это позволяет выявить и устранить возможные дефекты монтажа, настроить аппаратуру и ПО для получения достоверных результатов.
В состав пусконаладочных работ входит:
- Проверка монтажа и подключения всех элементов
- Настройка датчиков и преобразователей
- Тестирование каналов передачи данных
- Отладка программного обеспечения
- Калибровка и юстировка приборов
- Комплексная проверка работоспособности
Качественно выполненные пусконаладочные работы гарантируют надежность функционирования измерительной установки с момента ввода в эксплуатацию.
