Контрольно измерительные приборы и их классификация. Контрольно измерительные

Контрольно измерительные инструменты - какие бывают и каке выбирать?

Современные контрольно-измерительные приборы (КИП) служат для измерения разных физических величин, физических процессов и различных технологических параметров. Область применения КИП очень широка. Суть работы каждого контрольно-измерительного прибора заключается в том, что практически любая физическая величина или измеряемый параметр преобразуются в электрический сигнал, удобный для обработки. Но так бывает не всегда. Встречаются и обычные механические приборы.

Раньше контрольно-измерительные приборы применялись в основном на промышленных предприятиях и очень редко в бытовых условиях. Сегодня же применение данных приборов в быту – обычная действительность. Что касается промышленности, то здесь работа контрольно-измерительных приборов тесно связана с автоматизацией технологии производства, поэтому часто применяется такое обозначение как КИПиА (контрольно-измерительные приборы и автоматика).

Классификация контрольно-измерительных приборов не очень сложна, хотя и достаточно обширна. Каждая категория приборов подразделяется на несколько видов, которые в свою очередь делятся на подвиды.

В настоящее время промышленностью выпускается большое количество разновидностей КИП, хотя на производстве и по сегодняшний день работают приборы старого советского образца

Большинство КИП классифицируются по роду измеряемого параметра, способу отсчёта, по классу точности и по своему назначению.

Род измеряемой величины

По данному параметру основные КИП можно разделить на приборы для замера температуры чего-либо (термометры, термопары), для определения уровня (уровнемеры), для измерения давления (манометры), для определения расхода жидкости или газа (расходомеры), а также для качественных измерений (измерение плотности, состава газообразных веществ, показателя влажности и т.д.).

Манометры делят на несколько подвидов: манометры для замеров избыточного давления, манометры для измерения перепадов давления и манометры для измерения абсолютной величины давления. Конструктивно манометры бывают механические и электроконтактные (ЭКМ). Также в настоящее время промышленностью выпускаются электронные приборы, измеряющие давление. Они в разы точнее обычных манометров.

Способ отсчёта

По способу отсчёта бывают приборы с ручной наводкой, показывающие (отображающие) приборы:

• самопишущие
• суммирующие
• сигнализирующие.

К первым относятся пирометры с функцией оптического измерения, гиревые весы и др. Для определения необходимой величины (в данном случае температуры или веса) необходимо участие человека.

• Показывающие приборы, как понятно из названия, отображают измеряемую величину или параметр. Измеряемое значение можно наблюдать по стрелке или указателю на шкале прибора, на циферблате прибора или на цифровом дисплее. Показывающие приборы в свою очередь конструктивно подразделяют на стационарные и переносные.
• Стационарные приборы устанавливаются в щитах, шкафах, т.е. при монтаже они строго фиксируются на одном месте и служат для постоянного измерения. Переносные приборы, в отличие от приборов стационарных, не используются для непрерывного измерения. Их основная функция – периодическое проведение измерений и очень часто в разных местах.
• Самопишущие приборы в автоматическом режиме фиксируют и отображают измеряемые параметры на бумажной (картонной) ленте или на специальном вращающемся диске. Например, это может быть значение температуры в течение определённого промежутка времени.
• Суммирующие приборы отображают суммарное (общее) значение измеряемой величины. Это может быть общее потребление газа, пара, воды, электроэнергии и т.д.
• Сигнализирующие приборы при определённых значениях измеряемой величины или при возникновении определённой технологической ситуации подают сигнал в виде света или звука. К сигнализирующим приборам относятся приборы пожарной и охранной сигнализации, сигнализаторы загазованности и т.д.

Класс точности

Класс точности – это технический показатель прибора КИП, определяющий точность замера той или иной физической или технологической величины. Класс точности определяется числом. Например, это может быть 1 или 0,5. Чем меньше класс точности у прибора, тем точнее его показания.

Назначение

По своему назначению КИП бывают нескольких видов:

• технические приборы,
• контрольные, лабораторные,
• образцовые и эталонные.

Технические приборы применяются на производстве. Обычно они достаточно просты в использовании и обладают надёжностью в эксплуатации.

Контрольными, а также лабораторными приборами поверяют технические приборы. Кроме того ими часто пользуются при пуско-наладочных или научных работах. Т.е. поверка контрольными приборами происходит по месту установки технических приборов, а лабораторными приборами выполняют поверку в специальной технической лаборатории. Класс точности контрольных и лабораторных приборов значительно выше, чем у технических.

Как образцовые, так и эталонные приборы тоже используются для поверки. Первые передают истинное значение измеренной величины от эталонов к остальным приборам

Каждый прибор обладает чувствительностью. Чувствительность – это способность любого прибора определять (улавливать) незначительные изменения (отклонения) измеряемого параметра. Благодаря высокой чувствительности прибор лучше реагирует на незначительные изменения величины или параметра.

В настоящее время большинство современных контрольно-измерительных приборов выполнено на качественной электронной и микропроцессорной элементной базе, позволяющей не только более точно производить измерения, но и передавать результаты измерений в систему автоматизации технологического процесса на предприятии.

aquagroup.ru

Контрольно-измерительные приборы

Контрольно-измерительные приборы предназначены для контроля за работой и состоянием отдельных систем, агрегатов и автомобиля в целом. Такой контроль дает возможность своевременно принимать меры по поддержанию работоспособности автомобиля и его безаварийной эксплуатации.

Контрольно-измерительные приборы разделяются на указывающие и сигнализирующие.

Указывающие приборы имеют шкалу и стрелку. Чтобы оценить передаваемую информацию водитель должен посмотреть на шкалу и осознать показания.

Сигнализирующие приборы реагируют на одно значение измеряемо­го параметра и информируют об этом световым или звуковым сигналом.

Контрольно-измерительный прибор состоит из датчика и указате­ля, Датчик устанавливается в месте контроля, а указатель в месте наблюдения (в кабине). В сигнализирующих приборах указателем является сигнальная лампа.

По назначению все контрольно-измерительные приборы разделяются на группы: измерения температуры (термометры), измерения уровня топлива, контроля зарядного режима аккумуляторных батарей, измерения скорости автомобиля и пройденного пути (спидометры), измерения частоты вращения (тахометры).

Приборы для контроля температуры. Датчик такого прибора (см. рис. 80.) представляет собой латунный баллон, в наружной части которого имеется шестигранник под ключ и резьба для крепления. Внутри баллона размещены терморезистор 5 и пружина 3. Между стенкой баллона и пружиной находится изолирующая втулка 4. Терморезистор обладает свойством уменьшать сопротивление при увеличении температуры.

Рис. 80. Приборы для контроля температуры: а - датчик указателя температуры; б - поперечный разрез указателя; в - электрическая схема указателя; г - датчик сигнализатора аварийной температуры; 1 - винт; 2 - латунный баллон; 3- пружина

Основными частями указателя (рис. 80б) является каркас 6, три катушки 10, ось 9 с постоянным магнитом 11, экранирующий цилиндр 7. Каркас пластмассовый, состоит из двух частей, стянутых винтами. Одна катушка разметена под углом 90° к двум другим катушкам, имевшим обмотки встречного направления.

При включении датчика и указателя в сеть питания ток проходит по двум параллельным цепям (рис.80в): первая - катушки 17 и 16, термокомпенсационный резистор 18, вторая - катушка 15 и терморезистор 14 датчика. Магнитные потоки катушек 16 и 17 остаются постоянными, а магнитный поток катушки 15 зависит от сопротивления терморезистора 14. С увеличением температуры сопротивление этого резистора снижается, так в катушке 15 увеличивается, магнитное поле этой катушки также возрастает и суммарный поток всех трех катушек поворачивает магнит 11 со стрелкой, которая указывает соответствующую температуру. Термокомпенсационный и добавочные резисторы размещены в корпусе указателя.

Датчик сигнализатора (рис.80г) аварийной температуры имеет мас­сивный латунный корпус, на дне которого под шайбой 24 находится термобиметаллическая пластина 19 с контактом 22. В выводном зажиме 21 может перемешаться по резьбе тарельчатый контакт 22. При нагреве корпуса пластина 19 прогибается и контакты замыкаются.

Приборы контроля давления. По конструкции манометры могут быть непосредственного действия и электрические. Приборы непосредственного действия имеют совмещенный чувствительный элемент и указатель, а давление контролируемой среды подводится к чувствительному элементу по трубопроводу. Так устроены манометры для контроля давления воздуха.

Рис. 81 Приборы для контроля давления: а - манометр с трубчатой пружиной; б - датчик электрического манометра; в - электрическая схема указателя; г - датчик аварийного давления; 1 - циферблат; 2 -стрелка; 3 - крестовина; 4, 15, 30 - пружины; 5 - трубка; б - сектор; 7 - тяга; 8 - штуцер; 9, 11 - основание; 10 - мембрана; 12, 26 - реостат; 13 - ползунок; 14 -ось; 16 - качалка; 17 - регулировочный винт; 18, 31 - толкатели; 19 - штуцер; 20, 21, 22 - катушки; 23 - зажим питания; 24, 25 - резисторы; 27 - штекер; 28 - фильтр; 29 - изолятор; 32, 33 -контакты; 34 - диафрагма; 35 - корпус.

Основной деталью манометра непосредственного действия является трубчатая пружина 5 (рис.81 а), изогнутая в виде дуги и состоящая из одного неполного витка. К одному концу трубки через штуцер 8 подводится воздух (или жидкость), второй конец трубки соединен с тягой 7, которая через передаточные детали приводит в движение стрелку 2.

Под действием давления сжатого воздуха трубка разгибается, и ее свободный конец устанавливает стрелку в положение, соответствующее подведенному давлению.

В одном корпусе можно разместить два механизма и тогда получится один двух стрелочный манометр, контролирующий давление в разных местах системы.

Электрические манометры применяют для: контроля давления масла в смазочной системе двигателя. Датчик давления состоит из штуцера 19 (рис.816), основания 11, мембраны 10 с толкателем 18 и качалкой 16, реостата 12 с ползунком 13, возвратной пружины 13. Мембрана под давлением масла выгибается вверх и через качалку сдвигает ползун по реостату, уменьшая его сопротивление. При снижении давления мембрана под действием собственной упругости опускается, а возвратная пружина сдвигает ползун реостата в исходное положение.

Указатель давления имеет такую же конструкцию и принцип дейст­вия, как и указатель температуры. Датчик аварийного давления (рис.81 г) состоит из корпуса 35, диафрагмы 34 с толкателем 31 и пружиной 30, подвижного 32 и неподвижного 33 контактов. Сверху корпус закрыт изолятором 29 со штекером 27, под которым установлен специальный фильтр 28 уравновешивающий давление в полости под мембраной с атмосферным. Давление замыкания контактов обеспечивается тарировкой пружины.

Приборы контроля уровня топлива. Датчик указателя уровня топлива представляет собой проволочный реостат, ползун которого перемещается через рычаг поплавком топливного бака. Датчики устанавливаются в каждом баке, их сигнал передается на общий указатель через переключатель.

Датчик может иметь специальный контакт, который замыкается при снижении уровня топлива до минимального размера (на 50... 100 км пути).

Указатель уровня топлива аналогичен по конструкции указателя температуры и давления, отличается от них обмоточными данными, схемой соединения катушек, и резисторов. Шкалу указателя градуируют в долях объема бака, поэтому на ней имеются отметки 0,-1/4, 1/2, 3/4, П (полный).

Контроль зарядного режима аккумуляторных батарей производится с помощью амперметра, устанавливаемого последовательно в зарядную цепь. На шкале амперметра нуль отсчета показаний находится посредине, а знаки «+» с одной стороны и «-» с другой стороны. Отклонение стрелки в сторону знака. "+" указывает на заряд аккумуляторов батарей, а в сторону «-» - ее разряд.

По амперметру можно судить также о исправности генератора и степени заряженности аккумуляторных батарей.

Приборы для измерения скорости движения автомобиля и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Такими приборами являются спи­дометр и тахометр. Спидометр состоит из скоростного узла, показывающего скорость в данный момент, и счетного узла, отсчитывающего пройденный путь. Оба узла имеют общее основание и работают от одного общего валика.

По приводу спидометра разделяются на приборы с приводом от гиб­кого вала И с электроприводом. Гибкие валы применяют, если его длина не превышает 3,5 м. При большей длине, а также на автомобилях с откидывающейся кабиной применяют спидометры с электроприводом.

Рис. 82 Схема спидометра с гибким приводом: 1 - валик; 2 - фитиль; 3 - заглушка; 4 - магнит; 5 - диск; 6 - картушка; 7 - магнит; 8 - пружина; 9 - стрелка; 10 - рычаг; 11,12 - привод счетного узла

Основными частями спидометра с гибким приводом (рис.82) являют­ся валик 1 с магнитом 4, картушка 6, спиральная пружина 8, экран 7, валы 11, 12. привода счетного узла. Картушка выполнена из алюминия, установлена на своей оси и охватывает магнит. Экран защищает магнит и картушку от влияния посторонних магнитных полей и концентрирует магнитное поле прибора в рабочем направлении.

При вращении валика поле магнита наводит в картушке вихревые токи, создающие свое магнитное поле. Взаимодействие полей магнита и картушки создает крутящий момент, стремящийся повернуть картушку в направлении вращения магнита.

При повороте картушка перемещает стрелку и растягивает пружину 8. Взаимодействие момента, поворачивающего картушку, и усилие пружины устанавливают стрелку в положение, пропорциональное частоте вращения валика 4 и, следовательно, скорости движения автомобиля.

Вращение к спидометру передается от раздаточной коробки гибким валом. Гибкий вал состоит из троса с наконечниками и гибкой оболочки с ниппелями и гайками. Трос состоит из нескольких винтовых многозаходных пружин, навитых одна на другую в несколько слоев, и внутреннего сердечника из проволоки. В оболочку троса закладывается смазка.

Спидометр с электроприводом состоит из датчика и приемника с указателем, соединенных экранированным проводом.

Рис. 83 Электрический спидометр СП – 170: а - датчик; б - приемник с указателем; в - электрическая схема; 1 -втулка крепления провода; 2,4 -обмотки; 3 -вал ротора; 5, 8 - постоянные магниты; 6 -электродвигатель; 7 -болт крепления; 9 - кожух; 10 - корпус; 11 - печатная плата; 12 - провод; 13 -зажим; 1 - датчик; П - указатель.

Датчик (рис.83) представляет собой электрический трехфазный генератор с ротором в виде постоянного магнита; датчик установлен на раздаточной коробке.

Приемник и указатель объединены в один механизм. Скоростной и счетные узлы спидометра приводятся в действие трехфазным синхронным электродвигателем 6, который имеет три полюса с обмотками 4 и якорь в виде постоянного магнита.

На оси якоря установлен магнит 8 скоростного узла спидометра. При движении автомобиля якорь датчика вращается и создает в каж­дой катушке импульсы напряжения, которые по отдельному проводу пода­ются на базу одного из трех транзисторов электродвигателя. При открытии транзисторов от сети автомобиля в обмотки электродвигателя подается ток, что привозит к вращению якоря и магнита скоростного узла.

Тахометр имеет такую же конструкцию и принцип действия, как и спидометр, исключая счетный узел и градуировку шкалы.

Техническое обслуживание контрольно-измерительных приборов сводится к содержанию их в чистоте Проверке креплений и надежности контактных соединений.

Характерными неисправностями контрольно-измерительных приборов могут быть отказ в работе или неправильные показания.

Причиной отказа прибора является обрыв в цепи от включателя при­боров и стартера до указателя. Неправильные показания прибора могут быть вызваны обрывом в одной из катушек указателя или в цепи датчика, а также из-за плохих контактов в соединениях. Обрыв в цепи можно проверить контрольной лампой. Неисправные указатели и датчики подлежат замене.

xn----7sbfkccucpkracijq8iofobm.xn--p1ai

ru:статьи:контрольно-измерительные_приборы_кип [ЮниТех]

ru:статьи:контрольно-измерительные_приборы_кип

Определение

КИП – это устройства для получения информации о состоянии технологических процессов путем измерения их параметров (температур, давлений, расходов, уровней).1)

Назначение

Конструкция

Как правило, основными элементами подобных приборов являются корпус, устройство преобразования, состоящее из первичного измерительного преобразователя (датчика) и совокупности элементарных средств измерения (СИ), и устройство индикации (стрелка со шкалой, экран и т.п.). Контрольно-измерительные приборы можно классифицировать по следующим основным признакам: по роду измеряемой величины, способу получения информации, метрологическому назначению, расположению.

• По роду измеряемой величины различают приборы для измерения температуры, давления, количества и расхода, уровня, состава, состояния вещества.

• По способу получения информации приборы подразделяются на показывающие, регистрирующие, сигнализирующие, компарирующие, регулирующие.

• По метрологическому назначению приборы делятся на рабочие, образцовые3) и эталонные4).
• По расположению различают приборы местные и дистанционные.5)

Принцип действия

Измеряемая физическая величина оказывает воздействие на первичный измерительный преобразователь, затем воздействие передается на элементарные средства измерения, затем на отcчетное устройство, в результате чего формируются показания того или иного прибора.

Принцип действия на примере манометра. Манометр работает следующим образом: давление среды через присоединительный штуцер поступает внутрь изогнутой медной трубки овального сечения. Под действием этого давления трубка стремится распрямиться. Перемещение трубки через тягу и коромысло передается на подпружиненную ось со стрелкой. Стрелка поворачивается вслед за перемещением трубки, показывая действующее давление.

Манометр Бурдона

Применение

Мембранный манометр

Мембранные манометры применяются для измерения небольших избыточных давлений (0,04 МПа) жидких, газообразных и особенно вязких сред (сахарный сироп, сусло, купажи, масло, мазут и др.).6)

Расходомер поплавкового типа

Расходомер предназначен для измерения объемного расхода жидкостей, газов и паров. Прибор работает с использованием принципа постоянного перепада давления. Расходомер имеет стеклянный корпус, в котором свободно вниз или вверх перемещается поплавок. Расходомер устанавливается в вертикальном положении на восходящем потоке. Поднимаемый потоком поплавок остается в таком положении, при котором действующая на него подъемная сила, профильное сопротивление и его вес уравновешиваются. Считывание величины расхода производится по шкале, которая нанесена на поверхность измерительной трубы.7)

Тензометр

Применяется для оптимального натяжения полотен ленточных пил (ленточнопильные станки), а также растяжек, стержневой и проволочной арматуры и т.д. Прибор устанавливается на режущее полотно и фиксируется винтами. Шкала прибора поворачивается так, чтобы он показывал нулевое значение. Затем производится натяжение ленточной пилы. Усилие натяжения контролируется по отклонению стрелки прибора. По достижении нужного значения натяжения тензометр снимается с пилы.8)

Техническое обслуживание

• Следить за надежностью посадки защитных резиновых чехлов на корпуса датчиков.

• Следить за герметичностью соединений приборов.

ru/статьи/контрольно-измерительные_приборы_кип.txt · Последние изменения: 10.11.2015 10:18 — alena7283

wiki.unitechbase.com

Виды контрольно-измерительных приборов: обзор + фото

Измерительные приборы – это специальные устройства, которые необходимы для сравнения измеряемой величины с единицей измерения. На сегодняшний день можно выделить следующие виды контрольно-измерительных приборов:

1. Род измеряемой величины.
2. Способ отсчета.
3. Класс точности.
4. Назначение.

Виды контрольно-измерительных приборов

В зависимости от того, какие величины будут измеряться в дальнейшем устройства можно разделить на следующие группы:

1. Для измерения температуры.
2. Для измерения давления.
3. Для измерения количества расхода жидкостей.
4. Для измерения уровня жидкости, а также сыпучих тел.
5. Для качественных измерений.

Также виды контрольно-измерительных приборов могут различаться в зависимости по способу отсчета:

1. С наводной ручкой.
2. Самопишущие.
3. Показывающие.
4. Суммирующие.
5. Сигнализирующие.

К приборам, которые имеют ручную наводку относятся такие, у которых при измерении сравнение измеряемой величины с образцами или мерами осуществляется при участии человека. Показывающие приборы в момент измерения указывается значение измеряемой величины. В большинстве случаев значение будет определяться визуально по шкалам.

Измерительные приборы также могут отличаться в зависимости от конструкции на щитовые и переносные. Стационарные устройства предназначаются для непрерывного контроля измеряемой величины. Благодаря переносным приборам у вас появится возможность проводить замеры периодически или эпизодически.

Самопишущие приборы

Самопишущие приборы позволяют автоматически записывать все результаты измерения на бумажной ленте. В большинстве случаев эта запись напоминает простую линию, которая изменяется.

Суммирующие приборы

Суммирующие приборы позволяют показать суммарное значение величины, которая измерялась. Счетчики позволяют показывать количество потребляемой энергии, воды или газа.

Важно знать! Сигнализирующие приборы при достижении определенного уровня величины будут просто подавать звуковой сигнал.

В зависимости от назначения производители изготовляют следующие приборы:

• Контрольные.
• Лабораторные.
• Образцовые.
• Эталонные.

Общепромышленные измерительные приборы

Технические общепромышленные измерительные приборы являются устройствами, которые в дальнейшем будут использовать только на производстве. Их конструкция достаточно проста и в большинстве случаев подобные устройства будут иметь специальные шкалы с крупным циферблатом. Читайте также о том, как пользоваться мультиметром.

Лабораторные приборы

Контрольные и лабораторные устройства также могут применяться для быстрой проверки технических приборов и при проведении наладочных работ. Обычно благодаря подобным устройствам можно проверять технические и лабораторные приборы. Контрольные и лабораторные приборы изготовляют с более высоким классом точности.

Эталонные приборы

Эталонные и образцовые приборы могут использовать для проверки измерительных приборов. Основным их предназначением считается хранение и воспроизведение единиц, которые имеют наивысшую точность. Образцовые приборы во время измерения позволяют предоставить точные данные. Одной из важнейших характеристик подобных устройств считается чувствительность прибора.

Чувствительность прибора – это отношение величины линейного или углового перемещения стрелки, к изменению значению измеряемой величины.

Чувствительность в большинстве случаев выражается в числах деления прибора. Теперь вы знаете, какие существуют виды контрольно-измерительных приборов. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Читайте также: принцип работы датчиков давления.

vse-elektrichestvo.ru

Что такое контрольно измерительные приборы

Сегодня нет такой сферы деятельности, где бы ни использовались измерительные и контрольные приборы. Современные приборы КИП не только постоянно усовершенствуются, но и развиваются.

Современный человек преобразовывает окружающий его мир, и по этой причине ему постоянно надо что-то взвешивать, измерять и отмерять. Для того чтобы упростить все эти процессы, были созданы приборы Кип, которые позволяют делать нужные измерения быстро и легко.

Что такое КИП?

КИП – это контрольно измерительные приборы, которые используются для измерений, на базе которых человек получает нужную информацию. Эта информация может содержать определенные диапазоны, а так же единицы.

Классификация КИП

Все контрольно-измерительные приборы имеют большой спектр механизмов, приборов и приспособлений. С некоторыми такими приборами человек впервые знакомится в школе, например, линейкой, циркулем, транспортиром, угольником. КИП охватывает обширную область, поэтому назвать конкретные приборы невозможно, так как для каждой деятельности они будут особенными.

Но, несмотря на все это, КИП можно будет разделить их на два основных класса:

• Аналоговый. Этот класс КИП представляет собой приборы, которые есть у каждого дома, например, ртутные термометры, весы, приборы для измерения давления.
• Цифровые. Эти приборы представляют собой КИП, которые имеют электронный вид и показывают показания после проведенных измерений.

Сферы использования контрольно-измерительных приборов

Так как контрольно-измерительные приборы созданы не только для промышленности, то все их показания должны быть точными. Например, если вы делаете дома ремонт, то вам нужно знать площадь комнаты для того чтобы купить обои или же сделать подвеской потолок. В этом случае можно будет воспользоваться рулеткой. А вот для того чтобы проверить, насколько ровные стены в комнате, достаточно будет использовать строительный уровень.

В сельском хозяйстве приборы КИП так же нужны, например, для того чтобы определять влажность воздуха, а так же знать атмосферное давление. Еще такие приборы позволяют производить разметку земли во время посева.

В пищевой промышленности такие приборы часто используются для определения веса продукции. Кроме того, с помощью таких приборов можно будет узнать, не содержится ли в продуктах вредных веществ и если они есть, то в каком количестве.

Смотрите также:

Монтаж молниезащиты зданий и сооружений http://euroelectrica.ru/montazh-molniezashhityi-zdaniy-i-sooruzheniy/.

Интересное по теме: Как сварить решетки на окна своими руками?

Советы в статье "Плазменная или лазерная резка металла - что лучше?" здесь.

Измерительные приборы в видео:

euroelectrica.ru

это... Оборудование КИП. Контрольно-измерительные приборы

Сейчас просто невозможно найти какую-то область деятельности человека, в которой не применяются средства для измерений и контроля, получившие общее название оборудование КИП - постоянно совершенствующееся и развивающееся.

Потребность человека в преобразовании окружающей среды под собственные желания стала причиной того, что он все время должен что-то измерять, отсчитывать, взвешивать и т. д. Чтобы унифицировать все эти процессы, начали создаваться сначала простейшие, а с течением времени и все более сложные приборы для различных измерений.

Затем, когда он освоил природные процессы и запустил множество новых технологических цепочек, ему понадобились другие специальные устройства, способные их контролировать. Появились сложные устройства для контроля и измерений. В итоге человек попытался – причем во многих сферах своей деятельности очень успешно – научиться управлять природными и им самим созданными технологиями, а затем и автоматизировать некоторые ее виды, что потребовало создания новых представителей КИП. Автоматика управления технологическими цепочками стала реальным переходом общества на совершенно новый уровень развития.

Что такое контрольно-измерительные приборы (КИП)?

Без приборов для измерений не может обходиться ни один технологический процесс. Качество производимой продукции и материалов и безопасность технологических решений зависят от соблюдения множества параметров, которые и контролируются контрольно-измерительными приборами.

Другими словами, КИП представляют собой устройства для измерений, на основе которых человек получает информацию из окружающей среды о множестве физических величин в определенных диапазонах, измеряемых конкретными, принадлежащими лишь данной измеряемой среде, единицами.

Отсюда следует, что небрежное отношение к развитию и совершенствованию оборудования КИП, пренебрежение правилами их эксплуатации, а также слабая подготовка специалистов, таких как инженер КИП, не только ставит общество перед фактом получения некачественной продукции, но и угрожает безопасности его граждан.

Классификация контрольно-измерительных приборов

КИП – это огромный спектр различных механизмов, приспособлений и приборов, устройство которых может быть как очень простым, так и достаточно сложным. Человек со школьных лет знаком с линейкой, угольником, транспортиром и циркулем. А ведь многие даже не задумываются, что это и есть контрольно-измерительные приборы, только простейшие.

Классификация инструментария КИП очень обширна, и все их охватить в рамках этой статьи совершенно невозможно. Но выделить из всей массы информации основные классы и характеристики этого вида оборудования вполне реально.

Существующее оборудование КИП можно разделить на два больших класса. Класс аналоговых приборов, яркими примерами которого могут служить обыкновенный ртутный термометр, использующийся в каждой семье, и манометр – более сложный прибор для измерения давления, использующийся и в быту, и на производстве. Эта группа характеризуется тем, что выходная информация непрерывно показывает все изменения окружающей среды.

Другой класс КИП – это цифровые приборы. В них выходной сигнал – или результат измерений – преобразуется в цифровые значения. Примером таких приборов может служить электронное устройство для измерения давления, в котором на индикаторе высвечиваются данные в цифрах о давлении и частоте пульса человека.

Разновидности контрольно-измерительных приборов

В каждом классе оборудования существует деление на приборы КИП регистрирующие, показывающие и печатающие. Примером показывающего устройства можно назвать тот же градусник.

Принципы действия контрольно-измеряющего оборудования распределяют его на приборы сравнивающие – равноплечные весы, суммирующие – ваттметр, который складывает мощности нескольких генераторов, прямого действия – манометр и амперметр - и интегрирующие – электрические и газовые счетчики.

Сферы применения приборов для контроля и измерений в быту

КИП – это не только оборудование для промышленного использования. Бытовое их применение предназначено для качественного выполнения любых работ. Взять обыкновенный ремонт, который всем знаком и понятен.

Без использования специального инструмента и КИП его сделать невозможно. Даже если и попытаться – результат будет соответствующий. Как измерить площадь потолка или стен без «метра»? А ровно уложить гипсокартонные плиты без уровня? Обнаружить старую или отремонтировать поврежденную электропроводку без использования мультиметра просто невозможно.

Например, необходимо узнать, насколько прочны стены, сделанные из бетона или кирпича, а также свежеприготовленный раствор. Для этого используется склерометр в электрическом или механическом исполнении. Определить уровень влаги, содержащейся в бетоне и штукатурке, а также влажность деревянных и древесно-стружечных материалов поможет гигрометр. А о пользе лазерного уровня и говорить не приходится. С его применением ремонт выходит на совершенно новый уровень.

А взять иное использование КИП? Определение состояния погоды в краткосрочной перспективе долгие годы составляло настоящую проблему. Теперь, с появлением такого прибора, как цифровая метеостанция, это стало доступным каждому человеку. Атмосферное давление, температура воздуха на срок до недели, направление ветров и количество ожидаемых осадков в виде цифровых данных дают возможность организовать человеку как свой отдых, так и рабочую неделю. Особенно это важно в сельской местности.

КИП – это человеческое все!

Очень сложно охватить все многообразие видов деятельности человека, в которых применяются приборы для контроля и измерений. Но факт остается фактом: не будет их – жизнь человека осложнится настолько, что придется возвращаться в пещеры. А этого вряд ли кому-то захочется. И поэтому все большую популярность приобретает стремление молодежи познакомиться с этим огромным и интересным миром под названием КИП, дающим возможность в полной мере реализовать своё желание овладеть новыми знаниями.

fb.ru

MirMarine - Контрольно-измерительные приборы

Приборы для измерения давления и разрежения.

Жидкостные манометры используются для измерения небольших давлений и разрежений. Простейший жидкостный манометр (рис. 157) состоит из U-образной стеклянной трубки 1, закрепленной на корпусе 2 со шкалой 3. Трубка залита ртутью или подкрашенной водой. Один конец трубки сообщается с измеряемой средой, другой — с атмосферой. Разность уровней h показывает давление в миллиметрах ртутного или водяного столба.

Напоромеры и тягонапоромеры применяются для измерения давлений и разрежений до 100—1200 мм вод. ст. На рис. 158, а показан мембранный тягонапоромер и схема его измерительного механизма. Давление измеряемой среды подводится внутрь мембранной коробки 2, размещенной вместе с передаточным механизмом 1 в корпусе 3. Движение мембраны передается сектору 6, сцепленному с зубчаткой 7, которая находится на оси стрелки 5. Отсчет производится по шкале 4.

Пружинный манометр (рис. 158, б) состоит из трубки Бурдона 5, которая через штуцер 1 сообщается с измеряемой средой. Под давлением внутри трубки ее свободный конец разгибается и через сектор 2 и зубчатку 4 поворачивает стрелку 6. Пружина 3 служит для устранения влияния на стрелку зазора в зубчатом сцеплении. Трубка Бурдона для давлений до 150 бар изготовляется из латуни, выше 150 бар — из стали. Манометры показывают избыточное давление. Нулевая отметка соответствует атмосферному давлению.

При эксплуатационном контроле работы установки применяют технические манометры с классом точности 1,5 и 2,5. Класс точности показывает допустимую погрешность в процентах от предельного значения шкалы прибора. Контрольные манометры имеют класс точности 0,5 и 1,0 и применяются для периодического контроля работы штатных технических Манометров.

Дифференциальные манометры (рис. 159, а) используются для измерения разности или перепада давлений. В корпусе расположены две трубки Бурдона с отдельным подводом давления к каждой. Трубки имеют независимые передаточные механизмы секторного типа. Механизм меньшего давления (—) имеет трубчатую ось и указатель в виде диска 1, а большего давления (+) — внутреннюю ось и стрелочный указатель 2. Отсчет давления ведется по общей шкале 3, а разности давлений — по шкале на диске 1.

Вакуумметры применяются для измерения глубокого разрежения и градуируются в мм рт. ст. Устройство вакуумметра аналогично устройству манометра. Прибор показывает разность давлений между измеряемой средой и атмосферой. Для получения абсолютного давления необходимо знать барометрическое (атмосферное) давление, из которого вычитается давление, показываемое мановакуумметром.

Электронно-механические манометры позволяют контролировать давление (разрежение) измеряемой среды на практически любом расстоянии от объекта. Они находят применение в системах дистанционного контроля. Манометр состоит из датчика (рис. 159, б), электронного усилителя и показывающего прибора. Питание осуществляется переменным током напряжением 127 или 220 В.

Во внутреннюю полость трубки Бурдона 2 через штуцер 7 и держатель 1 подается давление, под действием которого свободный конец трубки перемещается. Через присоединенную к нему скобу 4 и регулировочный винт 3 перемещение передается сердечнику 5 дифференциального трансформатора 6.

При изменении давления сердечник изменяет свое положение, что приводит к появлению небаланса напряжений на входе в усилитель. Усиленное напряжение небаланса поступает на показывающий прибор и перемещает указательную стрелку до тех пор, пока электрическая обратная связь не приведет небаланс к нулю.

Приборы для измерения температуры.

Жидкостные термометры, ртутные и спиртовые, получили широкое распространение при измерении температуры. На рис. 160 показан ртутный термометр и схема его установки на трубопроводе. Хвостовая часть термометра должна быть полностью погружена в оправу 1. Для улучшения теплопередачи между измеряемой средой и термометром в оправу заливается масло 2 или, для высоких температур, засыпается мелкая красномедная стружка. Затем накладывается изоляция 3.

В системах сигнализации и защиты применяются контактные термометры, в которых ртутный столбик при достижении заданного значения температуры замыкает электрическую цепь.

С помощью ртутных термометров можно измерять температуру от —30 до +750° С.

Биметаллические термометры работают на принципе деформации биметаллической винтовой пружины пропорционально изменению окружающей температуры. Схема термометра приведена на рис. 161, а. Один конец биметаллической пружины 1 жестко прикреплен к корпусу, а другой — к оси 2, на которой закреплена стрелка 3. При изменении температуры пружина деформируется и поворачивает в соответствующем направлении стрелку. Отсчет показаний производится по шкале 4.

Биметаллическими термометрами обычно измеряют температуру от —30 до +120° С.

Манометрический термометр (рис. 161, б) состоит из термобаллона 1, капилляра 2 и манометра 3 со шкалой, градуированной в единицах температуры. Термобаллон может заполняться жидкостью (ртуть, метиловый спирт и др.) или инертным газом (азот и др.). При увеличении температуры давление жидкости или газа разгибает трубку Бурдона в манометре, которая связана со стрелкой прибора.

Манометрические термометры применяются для измерения температур от —130 до +550° С.

Термоэлектрический термометр (пирометр) состоит (рис. 162, а) из термопары 1, проводников 2, компенсационного сопротивления 3 и милливольтметра 4. В корпусе термопары находятся два стержня из разнородных металлов или сплавов, концы которых спаяны между собой. Работа термометра основана на возникновении термоэлектродвижущей силы (термоэ. д. с.) в термопаре при нагреве ее рабочего конца (горячий спай). Измерение термоэ. д. с. производится милливольтметром 4, шкала которого отградуирована в °С. Сопротивление 3 подбирается при тарировании прибора.

Термоэлектрические термометры обычно объединяют в комплект с общим показывающим прибором, расположенным на щите поста управления дизелем.

Диапазон температур, измеряемых термоэлектрическими термометрами, составляет от —50 до +1300° С и выше.

Электрический термометр сопротивления работает на принципе изменения электрического сопротивления проводника при изменении температуры. На рис. 162, б показана схема такого термометра. Датчик 1 и милливольтметр 3 включены в цепь источника питания 2. Датчик представляет собой катушку, на которую намотана медная или платиновая проволока, или полупроводниковый резистор (термистор). При изменении температуры датчика изменяется его электрическое сопротивление, что приводит к отклонению стрелки показывающего прибора 5, градуированного в °С. Чаще термометр сопротивления включают в уравновешенный электрический мост, одним из плеч которого является термосопротивление.

Электрические термометры сопротивления применяются в системах дистанционного контроля.

Термометрами сопротивления измеряют температуру в диапазоне от —120 до +600° С.

Приборы для измерения частоты вращения.

Тахометр показывает частоту вращения вала. Счетчик оборотов измеряет количество оборотов, совершенное валом с момента установки прибора или его включения.

По конструктивному исполнению тахометры делятся на стационарные и переносные, а по принципу действия — на механические, магнитоиндукционные и вольтметровые.

Механический, тахометр. Принцип его действия (рис. 163, а) основан на явлении центробежных сил. На валике 1 имеется поперечная ось 3, на которой свободно крепится кольцевой груз 4, эластично соединенный при помощи спиральной пружины 2 с поперечной осью. С помощью тяги 5 груз соединен с муфтой 6, свободно сидящей на валике 1. Муфта через зубчатую рейку 7 и шестерню 8 связана со стрелкой 9. При вращении валика 1 кольцевой груз стремится занять положение, перпендикулярное оси вращения, перемещая при этом стрелку по шкале. Положение кольцевого груза относительно оси вращения устанавливается такое, которое отвечает равновесию центробежных сил, действующих на кольцо, и усилию пружины 2.

Переносные тахометры (рис. 163, б) используют во время испытаний и для контроля за работой стационарных тахометров. Прибор снабжен комплектом наконечников и удлинителей, чтобы его можно было соединить с валами разной формы. С помощью переключающего устройства тахометр можно использовать для измерения от 25 до 10 000 об/мин. Следует иметь в виду, что если измеряемая частота вращения превышает установленную переключающим устройством, то тахометр может выйти из строя.

Механические тахометры не показывают направление вращения вала.

Магнитоиндукционный тахометр (рис. 163, в) состоит из постоянного магнита 4, который охватывается медной или алюминиевой чашкой 3. При вращении магнита в чашке возникают вихревые токи (токи Фуко) и образуется собственное магнитное поле . В результате взаимодействия магнитных полей чашка увлекается в направлении вращения магнита. Пружина 2 допускает поворот чашки на угол, соответствующий частоте вращения постоянного магнита. Через передаточный механизм 1 поворот чашки передается стрелке прибора.

Эти тахометры обычно используют в дистанционном исполнении. Тахогенератор, приводимый во вращение от вала, частота которого измеряется, вырабатывает ток соответствующей частоты. Питаемый этим током синхронный двигатель, расположенный в показывающем приборе, вращает постоянный магнит. Таким образом частота вращения магнита всегда соответствует измеряемой частоте вращения.

Магнитоиндукционные тахометры устанавливаются на нереверсивных двигателях.

Вольтметровый тахометр (рис. 164) предназначен как для измерения частоты вращения, так и для указания направления вращения вала. В связи с этим вольтметровые тахометры широко применяются на главных двигателях.

Якорь тахогенератора 4 приводится во вращение от гребного вала 6 с помощью втулочно-роликовой цепи 5. Напряжение вырабатываемого тахогенератором постоянного тока пропорционально частоте вращения вала. Через переходную коробку 3 напряжение поступает на показывающий прибор 1, представляющий собой магнитоэлектрический вольтметр, градуированный в об/мин. По кабелю 2 подается питание на освещение шкалы прибора.

Обычно от одного тахогенератора работают три показывающих прибора, которые устанавливаются в машинном отделении, на мостике и в каюте старшего механика.

Счетчик оборотов служит для подсчета количества оборотов, наработанных со времени постройки, ремонта, моточистки и т. п. Он может иметь качающийся или вращающийся привод. На рис. 165, а показан суммирующий счетчик оборотов с вращающимся приводом. Счетный механизм 3 роликового типа размещен в остове 2, который закрыт никелированным кожухом 4 с боковыми окнами для отсчета оборотов и торцовым окном для ключа возвратного устройства, надеваемого на ось 5. С остовом счетчика соединен корпус приводного узла 1. Роликовый счетный механизм состоит из цифровых барабанчиков. Каждый барабанчик поворачивается на 1/10 оборота после поворота предшествующего барабанчика на один оборот.

Тахоскоп (см. рис. 165, б) состоит из суммирующего счетчика оборотов 1 и секундомера 2, закрепленных в общем корпусе. Приводной валик 3 получает вращение при прижатии насаженного на него наконечника к центровому конусу на торце вала. Секундомер и счетчик включаются одной кнопкой. Другая кнопка возвращает стрелки обоих приборов на нуль. Частное от деления показания счетчика на показания секундомера (в мин) дает среднюю частоту вращения в минуту за период замера.

Специальные теплотехнические приборы. Индикатор служит для снятия индикаторной диаграммы, после обработки которой определяется среднее индикаторное давление pt и подсчитывается индикаторная мощность цилиндра дизеля. Сумма индикаторных мощностей всех цилиндров дает индикаторную мощность двигателя.

На рис. 166 показана схема индикатора с цилиндрической пружиной, установленного на цилиндре дизеля. Корпус индикатора устанавливают и закрепляют на индикаторном кране. На корпусе расположен барабан с возвратной пружиной внутри и пишущий механизм. Барабан 8 через гибкий шнур 9 присоединяется к индикаторному приводу 10, правое плечо которого с помощью тяги соединено с поршнем двигателя. Барабан воспроизводит движение поршня и, следовательно, в определенном масштабе, величину объема цилиндра при каждом положении поршня двигателя.

При открытии индикаторного крана газы из цилиндра 1 двигателя поступают в цилиндр 2 индикатора и воздействуют на поршень 3. Под действием давления газов поршень перемещается вверх и через шток 5 растягивает цилиндрическую пружину 6 до момента достижения равновесного состояния. Через систему шарнирных рычагов пишущего устройства 4 движение поршенька передается на карандаш 7, который может перемещаться строго по вертикали. На барабан 8 надевается бумажный бланк, где карандашом вычерчивается диаграмма цикла.

Пиметр показывает среднее давление в цилиндре по времени рт. С его помощью осуществляется контроль за равномерностью распределения нагрузки между цилиндрами двигателя. Однако определить мощность с помощью пиметра нельзя, так как он не показывает pi

На рис. 167, а изображена схема пиметра инерционного типа. Он устанавливается на индикаторном кране и закрепляется гайкой 1. Под давлением газов поршенек 2, находящийся в цилиндре 3, перемещается вверх и через рычажный механизм 4 и сектор 5 поворачивает ось 6. Перемещению поршенька противодействует пружина 5, а повороту оси 6 — закрепленная на ней масса, выполненная в виде диска. Несмотря на колебания давления, стрелка 7, сидящая на общей с массой оси 6, устанавливается в определенном положении, соответствующем упругости пружины 8. Отсчет показаний прибора производится по шкале 9.

Максиметр предназначен для определения максимального давления в цилиндре рz. При выключении топливного насоса прибор показывает давление конца сжатия рс.

Манометрический максиметр (рис. 167, б) состоит из корпуса 2, соединенного с манометром 7. С помощью гайки 1 прибор закрепляют на индикаторном кране. Газы из цилиндра двигателя проходят через сетчатый фильтр 3, невозвратный клапан 4, дроссельную шайбу 5 и поступают в манометр. После нескольких колебаний стрелка манометра устанавливается в положении, соответствующем давлению в цилиндре. Клапан 6 служит для выпуска газов из максиметра после его отключения от цилиндра.

Торсиометр служит для определения эффективной мощности двигателя и устанавливается на валопроводе. Принцип работы прибора основан на скручивании вала при передаче им мощности.

Индуктивный торсиометр (рис. 167, в) состоит из закрепленных на валу 3 железного якоря 1 и, на некотором расстоянии от него двух катушек 2. Каждая катушка имеет две обмотки. В первичную обмотку катушек подается переменный ток. При скручивании вала изменяются зазоры между якорем и катушками, в результате чего напряжение во вторичных обмотках становится неодинаковым. Изменение напряжения в обмотках пропорционально скручиванию вала и, следовательно, величине крутящего момента, передаваемого валом. После установки торсиометра производится его тарировка и составляются таблицы, по которым определяется эффективная мощность двигателя — в зависимости от напряжения электрического тока вторичных обмоток.

Похожие статьи

mirmarine.net

• 
  Какая должна быть температура нагрева тормозных устройств в процессе
• 
  Ремонт системы охлаждения двигателя
• 
  Классификация грунтов
• 
  Грузовой автомобиль фотон
• 
  В аккумуляторе какая кислота
• 
  Подъемно транспортные машины
• 
  Что такое резьба
• 
  Вагон платформа
• 
  Скрепер фото
• 
  Генератор уаз
• 
  Уаз карданный вал