Лабораторная работа по поверке приборов давления

ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ВАЛУЙСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ» РАССМОТРЕНО  На заседании ЦМК Протокол № __ «__» ________ 2017 года Председатель ЦМК________                       Топычканов Д.Г. СОГЛАСОВАНО Заместитель директора по УПР   ОГАПОУ «Валуйский  индустриальный техникум»  ______________ Иванков А.Н. «__» ___________ 2017 года МЕТОДИЧЕСКОЕ  ПОСОБИЕ по лабораторно­практической работе ПОВЕРКА ПРИБОРОВ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ Специальность 15.01.20 «Слесарь по контрольно­измерительным приборам и автоматике» Разработал: Мастер п/о:   Грузин А.С. г.Валуйки  2017 СОДЕРЖАНИЕ 1.Пояснительная записка 3 2. Требования к выполнению лабораторной работы                                  4 3.  Основные теоретические сведения при выполнении      лабораторно­практической работы. 4. Порядок выполнения лабораторной работы      « Поверка приборов измерения избыточного давления»                      8 8     4.1 цель работы 8     4.2 порядок выполнения работы      4.3 порядок проведения эксперимента 8     4.4 оформление отчета о выполнении лабораторной работы 5. Подведение итогов 6. Критерии оценок обучающихся при выполнении      лабораторной работы 7. Список использованной литературы 5 10 11 12 2 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Учебно­методическое   пособие   представляет   собой   указания   к   выполнению лабораторно­практической работы по изучению основ элементов пневмоавтоматики. В данной работе используются современное оборудование фирмы  Camozzi  и  Festo, которое   применяется   в   промышленности   для   построения   пневмопривода   и пневмоавтоматики. В качестве наглядного и практического использования данного оборудования   используется   лабораторный   стенд   №1   Лаборатории   автоматизации производства. Актуальность   составления   данного   пособия   обусловлена   необходимостью практического   обеспечения   дисциплины   «Слесарь   по   контрольно­измерительным приборам и автоматике» а также тем, что объективно­ориентированный подход к получению   практических   навыков   по   сборке   и   ремонту   пневмопривода   и   систем автоматики использующей пневмооборудование и их использования, является одним из ведущих навыков при обучении технической специальности.  Настоящие   методические   рекомендации     составлены   в   соответствии   с требованиями   рабочей   программы   учебной   практики   и   ФГОС     по   специальности 15.01.20 « Слесарь по контрольно измерительным приборам и автоматике». Учебным планом на изучение МДК  отводится 36 часов,  в том числе самостоятельная учебная работа – 6 часов. Лабораторно­практическая   работа,   приведенная   в   учебно­методическом пособии, включает  в себя следующие элементы: название темы, цель работы, ход работы,   теоретическую   часть,   практическую   часть   (   указания   к   выполнению   )   и контрольные вопросы. В   теоретической   части   приводится   перечень   основных   элементов пневмоавтоматики,   их   назначение,   графическое   обозначение,   виды   и   варианты исполнения и работы, применение в производстве. В практической части лабораторной работы приводится задание со схемами и подробным указанием к выполнению работ с использованием учебного стенда №1. Таким образом, предлагаемые практические работы можно использовать для проведения лабораторно­практических работ под руководством преподавателя. 3 2 ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Лабораторные   занятия   являются   одним   из   важнейших   элементов   учебного процесса. При проведении лабораторные занятий преследуется три основные цели: возможность   на   практике   убедиться   в   теоретических   положениях;   развитие творческого   мышления   (   критическое   осмысление   результатов   эксперимента); пробудить любознательность и воображение студента. Поэтому приобретенные практические навыки при выполнении лабораторных работ не могут быть восстановлены другими видами учебных занятий. Подготовке, выполнению   и   защите   лабораторных   работ,   обработке   и   анализу   полученных результатов студенты должны уделять самое серьезное внимание.  Все этапы работы, связанные с лабораторными занятиями, отвечают определённым требованиям. 1.   Предварительная   подготовка   к   выполнению   лабораторной   работы включающая   в   себя   повторение   соответствующего   теоритического   материала, тщательное   изучение   содержания   работы   по   руководству   и   усвоение   ее   целевого назначения   программы,   оформление   выводов   и   отчетов   по   лабораторно­ практическим работам. 2. Получение допуска к работе. К   выполнению   лабораторно­практических   работ   могут   быть   допущены студенты, прошедшие инструктаж по ТБ. Инструктаж проводится в учебной группе в начале   семестра   на   первом   занятии.   На   этом   же   занятии   студентов   знакомят   с основными   требованиями,   предъявляемыми   к   выполнению   лабораторных   работ   и оформлению   отчетов   по   ним.   На   последующих   занятиях   студенты   обязаны придерживаться   указаний  преподавателя   в отношении  мер  предосторожности  при работе с сосудами находящимся под давлением. Уяснив последовательность эксперимента, изучив схематическое обозначение и принцип работы пневматических элементов студенты записывают обозначения и параметры используемых в ходе выполнения лабораторно­практической работы. 3. Сборка электрических цепей должна производиться в полном соответствии со   схемой,  в   полном   соответствии   с  инструкцией   по   эксплуатации   оборудования (   программируемые   реле,   датчики,   измерители,   контроллеры   и   т.д.   ).     Сборка воздушный линий производится также в соответствии со схемами и с использованием исключительно   промышленного   оборудования   (   фитинги,   цанги,   футорки,   гибкий 4 шланг   и   т.д.   ).   При   использовании   быстросъёмных   фитингов   допускается подключение   шланга   без   уплотнительных   материалов   прокладок   и   подмоточного шнура, при  подключении манометров или других приборов к сосудам находящимся под   давлением   использовать   резиновые   уплотнительные   кольца   или   подмоточный материал.  4.Лабораторная   работа   проводится   в   том   порядке,   какой   изложен   в методических   указаниях.   При   выполнении   работы   показания   измерительных приборов, тексты программ для программируемых элементов, логические схемы  и результаты исследований записываются в отчет. По   полученным   данным   выполняются   необходимые   расчеты,   строятся графики, диаграммы, рисуются схемы с логическими элементами. Отчет   с   данными   эксперимента   и   итоговыми   расчетами   предъявляется преподавателю и по его подписи можно считать, что лабораторная работа  проведена. 5. Составление отчета и предъявление его преподавателю. Окончательный отчет по выполненной лабораторной работе составляется и предоставляется преподавателю. Отчет по проделанной работе составляет каждый студент. Содержание   отчета   должно   включать   в   себя:   цель   работы,   порядок выполнения, электрические, принципиальные схемы, а также схемы с использованием логических   блоков   (   элементы   И,   НЕ,   ИЛИ),   основные   расчетные   соотношения, таблицы данных наблюдения и расчетов, диаграммы и кривые, выводы по работе, представленные в ввиде письменных ответов на вопросы. Все таблицы, графики и диаграммы   должны   иметь   заголовки,   поясняющие   зависимость,   которую   они характеризуют. 3. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНО­ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ. Измерение   –   это   процесс   определения   физической   величины   с   помощью технических средств. Мера­ это средство измерения физической величины заданного размера Измерительный прибор – это средство измерения, в котором вырабатывается сигнал, доступный для восприятия наблюдателем. Меры и приборы подразделяются на рабочие и образцовые. Образцовые меры и приборы служат для поверки по ним рабочих средств измерений. Рабочие меры и приборы служат для практических измерений. Существует два метода измерения: 1)   метод   непосредственной   оценки,   заключается   в   том,   что   в   процессе измерения сразу оценивается измеряемая величина; 2) метод сравнения, или нулевой метод, служащий основой действия  приборов сравнения: мостов, компенсаторов. При   всяком   измерении   результат   его   несколько   отличается   от действительного значения, под которым понимают значение, найденное при помощи 5 образцовых   средств.   Разность   между   найденными   и   действительными   значениями измеряемой величины называется абсолютной погрешностью. А=Ах­А0 где А абсолютная погрешность, которая выражается в той же величине что измеряется,   Ах  –   показания   прибора,   А0  действительное   значение   измеряемой величины. Качество измерений оценивается относительной погрешностью измерений, которая   представляет   собой   выраженное   в   процентах   отношение   абсолютной погрешности к действительному значению или приближенно найденному значению измеряемой величины.  отн. = А/ А0 * 100% Приведенная   погрешность    измерительного   прибора   равна   отношению абсолютной   погрешности   к   нормирующему   значению   Хn,   которое   принимается равным верхнему пределу измерений ( если нулевая отметка находится на краю или вне   шкалы  )  или   диапазону   измерения  (  если   нулевая   отметка   находится   внутри диапазона измерений ). Класс точности К=(/Хn)/100 Погрешность   измерительного   прибора   зависит   от   условий   проведения измерений. Различают основную и дополнительную погрешности. Основная   погрешность   –   это   погрешность,   существующая   при   нормальных условиях, которые указаны в нормативных документах, регламентирующих правила испытания   и   эксплуатации   электроизмерительных   приборов.   Под   нормальными условиями   понимаются   (+20±2°С),   положение   прибора   соответствующее   его конструкции, относительная влажность (65±15%), практическое отсутствие внешних магнитных   и   электрических   полей,   отсутствие   механических   факторов воздействующих на прибор ( вибрация, стук и т.д.).  Дополнительная погрешность – возникает   при   отклонении   условий   испытания   и   эксплуатации   прибора   от нормальных. Вариация показаний прибора – это наибольшая разность его показаний при одном   и   том   же   значении   измеряемой   величины.   Основной   причиной   вариации является   трение   в   опорах   подвижной   части   прибора.   Вариацию   определяют, сравнивая   показания   прибора   считанные   один   раз   после   установки   требуемого значения измеряемой величины подходом снизу ( со стороны меньших значений ), а другой раз – подходом сверху ( со стороны больших значений ). Цена   деления   приборов   численно   равна   измерению   измеряемой   величины, вызывающему перемещение указателя (стрелки) на одно деление. Предел измерения прибора – значение измеряемой величины, при котором отклоняется   до   конца прибора стрелка шкалы.   6 Рис. 1 Шкала измерительного прибора. Давлением P называется физическая  величина силы F, действующая на единицу поверхности   площади   S,   направленная   перпендикулярно   этой   поверхности.   т.е. P = F / S. В международной системе единиц (СИ) давление измеряется в Паскалях:   Па ­ русское обозначение.    Pa ­ международное.    1 Па = 1 Ньютон / 1 кв. метр (1 Н/м²) Для   практических   измерений   в   КИП   и   А,   1   Па   часто   оказывается   слишком маленькой величиной давления, и для оперирования реальными данными применяются умножающие приставки ­ (кило, Мега), умножающие значения в 1тыс. и 1млн. раз соответственно.  1 МПа = 1000 КПа = 1000000 Па  Также,   шкалы   приборов   для   измерения   давления   могут   быть   непосредственно   или   их   производных:    метр, / градуированы   в   величинах   Ньютон     Килоньютон, Меганьютон / m², cm², mm². Тогда получаем следующее соответствие:    1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см² = 1000 КН/м² = 1000 КПа = 1000000 Н/м² =  1000000 Па 1   Бар   ­ В России и Европе также широкое применение для измерения давления находят единицы   Бар   (Bar)   и   кг/м²   (kgf/m²),   а   также   их   производные   (mBar,   кг/см²).       равная   100000   Па.     1   кгс/см²   ­   это   единица   измерения   давления   в   системе   МКГСС,   и   широко применяется давления.    1 кгс/см² = 10000 кгс/м² = 0.980665 Бар = 98066.5 Па.   это   внесистемная   единица, промышленных измерениях в         7 4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 «ПОВЕРКА ПРИБОРВ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ» 4.1.Цель работы – изучение методики поверки приборов измеряющих давление с помощью метода прямого сличения ( по эталонному прибору ). Получение представления   об   избыточном   давлении,   методах   измерения,   цене   деления, абсолютной   и   относительной   погрешности,   дефектов   измерительных приборов. 4.2.Порядок выполнения работы: 4.2.1. Изучить техническую документацию по представленным приборам для измерения избыточного давления. 4.2.2. Изучить   теоритический   материал   описывающий   понятие   давления   как физической величины, приборов для измерения различных видов давления ( избыточного, вакуумметрического, атмосферного ). 4.2.3. Убедиться   в   отсутствии   внешних   повреждений   магистралей   высокого давления,   отсутствия   давления   в   рампе.   Кран   от   магистрали   высокого давления должен быть в положении «закрыто». 4.2.4. Повернуть трехходовой кран в положение «открыто», а отверстие для сброса остаточного давления закрыто. 4.2.5. Включить электропитание лабораторного стенда. 4.2.6. Перед   началом   выполнения   работ   проверить   работоспособность   и целостность   компрессора,   проверить   рабочее   давление   в   ресивере компрессора на уровне 7 кг/см2 , а максимально допустимое не превышает 12 кг/см2. 4.2.7. Провести эксперимент. 4.2.8. По окончанию проведения лабораторно­практической работы перекрыть магистральный кран в положение «закрыто», регулятором давления или трехходовым краном сбросить остаточное давления из рампы. 8 4.2.9. Отключить от сети 220В оборудование. 4.3. Порядок проведения эксперимента: В работе используются:  эталонный цифровой измеритель для измерения избыточного давления ДМ5001Г с классом точности 0,1 поверочный   пружинный   манометр   избыточного   давления   с   классом точности 1,5­2 датчик давления тензометрический с классом точности 0,25 универсальный измеритель ТРМ1 класс точности 0,5 регулятор давления с блоком подготовки воздуха  Camozzi N208­D00 с верхним пределом регулировки 1,2 мПа.     4.3.1. Изучить паспортные данные приборов, способы подключения и принцип работы. 4.3.2. Подключить поверочный манометр к воздушной рампе с использованием уплотнительных   колец,   открыть   кран   для   подачи   воздуха   на   поверочный манометр. 4.3.3. Трехходовой   кран   перевести   в   режим   «открыто»   и   перекрыть   сброс воздуха из рампы. 4.3.4. Подключить   эталонный   прибор   к   источнику   питания   постоянного напряжения 24В. 4.3.5. Подключить датчик избыточного давления к универсальному измерителю ТРМ1 используя токовый выход 4….20 мА. 4.3.6. Поставить регулятор давления на отметку 0 . 4.3.7. Открыть кран подачи воздуха из магистральной сети. 4.3.8. Произвести замер и снять показания приборов в нескольких контрольных точках регулируя давление в нужном диапазоне по нарастающей шкале и убывающей шкале. 4.3.9. Результаты измерений занести в таблицы 1 и 2: 4.4.Оформление отчета о выполнении лабораторной работы В процессе выполнения лабораторной работы, полученные исходные значения и занести в таблицы 1 и 2.  Таблица 1 Характеристики приборов Система измерительного механизма Предел измерения  Цена деления П1 П2 П3 9 Минимальное значение измеряемой величины Класс точности прибора Допустимая максимальная абсолютная погрешность Таблица 2 Контрольная точка П1 П2 П3 № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 5.  Подведение итогов лабораторно­практической работы: 5.1.Рассчитать   абсолютную,   относительную   и   приведенную   погрешность   по каждому из поверяемых приборов. 5.2.Сделать выводы о возможности использования того или иного прибора исходя из его  класса  точности и обосновать  необходимость   калибровки показаний прибора. 5.3.Оформить   результаты   выполнения   лабораторно­практической   работы   в дневник практики и сделать выводы. 5.4.Убрать рабочее место, отключить лабораторный стенд от питание 220 В и магистрали высокого давления. 10 6. Критерии оценок обучающихся при выполнении лабораторной работы Оценка «5»: ­   работа   выполнена   полностью,   правильно;   сделаны   правильные наблюдения и выводы; ­   практические   приемы   работы   с   измерительными   приборами, инструментом   использовались   учащимся   на   должном   уровне,   с   учетом техники безопасности и правил работы с оборудованием; ­   проявлены   организационно   –   трудовые   умения   (поддерживается чистота рабочего места и порядок на рабочем месте). Оценка «4»: ­   работа   выполнена   правильно,   сделаны   правильные   наблюдения   и выводы,   практические   приемы   работы   с   измерительными   приборами, инструментом   использовались   учащимся   не   на   должном   уровне   или осуществлены не полностью,  допущены несущественные ошибки в работе с оборудованием. Оценка «3»: ­ работа выполнена правильно не менее чем наполовину или допущена существенная   ошибка   в   ходе   осуществления   практических   работ   ,   в объяснении,   в   оформлении   работы,   в   соблюдении   правил   техники 11 безопасности   при   работе   с   оборудованием,   которая   исправляется   по требованию наставника. Оценка «2»: ­ допущены две (или более) существенные ошибки в ходе выполнения лабораторной работы, в объяснении, в оформлении работы, в соблюдении правил   техники   безопасности   при   работе   с     оборудованием,   которые обучающийся не может исправить по требованию наставника; ­   работа   не   выполнена,   у   обучающегося   отсутствуют   практические умения.           Критерии   оценок   обучающихся   по   программе   дуального обучения   определяются   профессиональной   образовательной организацией   с   учетом   содержания   материалов     ОПОП,   с   учетом осваиваемых компетенций. 7. Список использованной литературы 1. Анисимов, В.П. Метрология, стандартизация и сертификация (в сфере туризма): Учебное пособие / В.П. Анисимов, А.В. Яцук. ­ М.: Альфа­М, НИЦ ИНФРА­М, 2013. ­ 253 c. 2. Аристов,   А.И.   Метрология,   стандартизация   и   сертификация:   Учебник   для студентов учреждений высшего профессионального образования / А.И. Аристов, Л.И. Карпов, В.М. Приходько. ­ М.: ИЦ Академия, 2013. ­ 416 c. 3. Аристов,   А.И.   Метрология,   стандартизация,   сертификация:   Учебное   пособие   / А.И. Аристов, В.М. Приходько, И.Д. Сергеев, Д.С. Фатюхин. ­ М.: НИЦ ИНФРА­ М, 2013. ­ 256 c. 4. Архипов,   А.В.   Метрология.   Стандартизация.   Сертификация:   Учебник   для студентов   вузов   /   А.В.   Архипов,   А.Г.   Зекунов,   П.Г.   Курилов;   Под   ред.   В.М. Мишин. ­ М.: ЮНИТИ­ДАНА, 2013. ­ 495 c.  5. Димов, Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения / Ю.В. Димов. ­ СПб.: Питер, 2013. ­ 496 c. 6. Дубовой,   Н.Д.   Основы   метрологии,   стандартизации   и   сертификации:   Учебное пособие / Н.Д. Дубовой, Е.М. Портнов. ­ М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА­М, 2013. ­ 256 c. 7. Зайцев, С.А. Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике: Учебное пособие для студентов среднего профессионального образования / С.А. Зайцев, А.Н. Толстов, Д.Д. Грибанов. ­ М.: ИЦ Академия, 2013. ­ 224 c 12 8. Учебное   пособие   и   каталог   оборудования  Camozzi  взято   с   сайта http://did.camozzi.ru/#!d01g01s01p40 13