Разработка вторичного эталона единицы длины для измерения уровня жидкости

Міністерство освіти і науки України

Національний аерокосмічний університет

ім. М. Є. Жуковського “ХАІ”

Факультет систем управління літальними апаратами

Кафедра 303

До захисту допускаю

Завідувач кафедри303

д. т. н., професор

Кошовий М. Д.

“” 2004

Вторинний еталон одиниці довжини для вимірювання рівня рідини

ХАІ-ДП. 407613.008.ПЗ

Пояснювальна записка до дипломного проекту

Виконавиця: студентка 358 групи

 Мазяр Н.В.

“” 2004

Керівник: к. т. н., доцент

Хлюпін В.І.

“” 2004

Нормоконтролер: к. т. н., доцент

Хлюпін В.І.

“” 2004

Харків 2004

Консультанти

Зі спеціальної частини:

.

“” 2004

З технологічної частини

.

“” 2004

З економічної частини

.

“” 2004

З ЦО та БЖД

.

“” 2004

Реферат

Объектом разработки является вторичный эталон единицы длины для измерения уровня жидкости. Вторичный эталон предназначен для проведения метрологических исследований, аттестации и поверки рабочих эталонов 1-го и 2-го разрядов в составе государственного специального эталона единицы длины для уровня жидкости ДЕТУ 03-02-97.

Целью работы является проектирование аппаратуры эталона, а именно разработка структурной, функциональной схем эталона, разработка электрической принципиальной схемы макета, проведение патентного поиска, а также разработка и экспериментальное исследование макетных узлов эталона, расчет метрологической модели эталона. Для решения поставленной измерительной задачи используется электроконтактный лотовый метод измерения уровня жидкости, который наиболее полно удовлетворяет требования поставленной задачи (погрешность измерения уровня ±0,5мм). Вторичный эталон предназначен для проведения метрологических исследований, аттестации и поверки рабочих эталонов 1-го и 2-го разрядов в лабораторных условиях.

Ключевые слова:

вторичный эталон, метрологические исследования, макет эталона, электроконтактный лотовый метод, опускаемый датчик уровня, рулетка металлическая, электропривод, формирователь импульса, электроконтактный щуп, концевой выключатель, штангенрейсмасс и др.

Дипломный проект содержит:

стр. 101; табл. 11; библ. 9; илл. 7.

Содержание

Реферат. 3

Введение. 6

1      Обзорная часть. 8

1.1      Анализ постановки задачи. 8

1.2      Обзор существующих методов измерения уровня  12

1.2.1    Акустические методы измерения уровня. 14

1.2.2    Оптические методы измерения уровня. 14

1.2.3    Электрические методы измерения уровня. 15

1.2.4    Механические методы измерения уровня. 16

1.3      Выбор метода измерения уровня. 18

2      Основная часть. 20

2.1      Разработка структурной схемы вторичного эталона единицы длины для уровня жидкости. 20

2.2      Функциональная схема эталона и принцип работы аппаратуры....... 24

2.3      Разработка и экспериментальные исследования макета эталона.... 28

2.3.1    Назначение и принцип действия макета эталона. 28

2.3.2    Принципиальная электрическая схема макета эталона. 30

2.3.3    Описание устройства макета. 34

2.3.4    Экспериментальные исследования макета. 35

2.4      Метрологический анализ метода измерения. 47

2.4.1    Измерительная формула метода и основные источники погрешности. 47

2.4.2    Схема метрологического анализа. 49

2.4.3    Оценка основной погрешности. 51

2.4.4    Оценка дополнительных погрешностей. 54

2.4.5    Оценка суммарной погрешности эталона. 58

3      Специальная часть. 61

3.1    Результаты патентных исследований. 61

3.2    Выводы по проделанному патентному поиску. 69

4      Технологическая часть. 71

4.1    Исходные данные. 71

4.2    Разработка методики контроля работоспособности макета вторичного эталона. 71

4.3    Разработка установки контроля работоспособности макета эталона.. 73

4.4    Разработка операций контроля. 77

5      Экономическая часть. 82

5.1      Введение. 82

5.2      Расчет себестоимости и цены НИР. 82

6      Требования безопасности и охраны окружающей среды при работе с вторичным эталоном единицы длины.. 91

Заключение. 96

Список использованных источников. 97

Приложение. 98

Введение

Одним из важных параметров многих технологических процессов является контроль уровня сыпучих и жидких материалов. Несовершенство измерительных устройств приводит к тому, что около 3% жидких и газообразных продуктов теряется для народного хозяйства.

Совершенствование средств измерения уровня позволяет не только максимально автоматизировать управление технологическими процессами, но и обеспечивает значительную экономию сырья, материалов и топлива благодаря повышению точности измерения их количества. Поэтому в настоящее время наблюдается выраженная тенденция повышения точности уровнемеров жидкости, что требует постоянного развития системы метрологического обеспечения в данном виде измерений.

В настоящее время система метрологического обеспечения измерений уровня жидкости в Украине базируется на государственном специальном эталоне единицы длины для уровня жидкости ДЕТУ 03-02-97, предназначенном для воспроизведения размера уровня жидкости с высокой точностью и передачи размера с помощью рабочих эталонов 1-го и 2-го разрядов – рабочим средствам измерений уровня.

В дипломном проекте разрабатывается вторичный эталон единицы длины для измерения уровня жидкости (далее – эталон), предназначенный для работы в составе государственного специального (первичного) эталона единицы длины для уровня жидкости с целью повышения его производительности и эргономических качеств; вторичный эталон может быть также использован в качества эталона-копии для проведения сличений с эталонами других стран, что позволяет повысить уровень метрологического обеспечения и осуществить гармонизацию системы метрологического обеспечения в Украине с европейской. Мобильный вторичный эталон может быть также применен для укомплектования территориальных органов Госстандарта.

Целью дипломного проекта является проектирование аппаратуры эталона, а именно разработка структурной, функциональной схем эталона, разработка электрической принципиальной схемы макета эталона, проведение патентного поиска, также разработка и экспериментальное исследование макетных узлов эталона, расчет метрологической модели эталона, с целью выявления всех влияющих на точность измерений факторов.