Технические измерения и приборы

.

                             

Так, например, если для некоторого прибора величина оказывается равной 0,0048, то подбирается , и ; и это означает, что класс точности рассматриваемого измерительного средства принимает значение .

Чувствительность  измерительного средства представляет oтношение изменения выходной измеренной величины к изменению входной измеряемой величины

.

Цена  деления шкалы определяется разностью значений величин, соответствующих двум соседним отсчетам шкалы измерительного средства. Цена деления связана с чувствительностью – она равняется числу единиц измеряемой величины, приходящихся на одно деление прибора

.

Продолжительность установления показаний измерительного средства, или время реакции, измеряется от момента начала измерений до момента представления результата измерения на отсчетом устройстве с нормируемой погрешностью.

Стабильность  измерительного средства – качество, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств. Изменение метрологических свойств во времени вызывает дополнительные погрешности.

 

Точность (accuracy) определяет разницу между измеренной и действительной величиной; она может быть отнесена к датчику в целом или к конкретному его показанию.

Разрешение (resolution) – это наименьшее отклонение измеряемой величины, которое может быть зафиксировано и отражено датчиком. Разрешение намного чаще, чем точность, указывается в технических описаниях. Точность датчика зависит не только от его аппаратной части, но и от остальных элементов измерительного комплекса. Погрешность (ошибка) измерения (measurement error) определяется как разница между измеренной и действительной величинами. Поскольку действительная величина неизвестна, в произвольном случае оценку точности можно сделать на основе эталонных измерений или углубленного анализа данных.

Ошибки измерения можно  классифицировать и, соответственно, моделировать как детерминированные (или систематические) и случайные (или стохастические). Детерминированные ошибки связаны  с неисправностью датчика, нарушением условий его применения или процедуры  измерений. Эти ошибки повторяются  при каждом измерении. Типичная систематическая  ошибка – это смещение показаний (reading offset) или сдвиг (bias). В принципе, систематические ошибки устраняются при поверках (calibration). Случайные ошибки, напротив, могут иметь самое разное происхождение. В большинстве случаев – это влияние окружающей среды (температуры, влажности, электрических наводок и т. п.). Если причины случайных ошибок известны, то эти ошибки можно компенсировать. Часто влияние возмущений характеризуют количественно такими параметрами, как средняя ошибка (mean error), среднеквадратичная ошибка (mean quadratic error) или стандартное отклонение (standard deviation) и разброс (variance) либо погрешность ([ип]precision).

Разница между систематической  и случайной ошибками иллюстрируется рис. 2.1. Центр каждой мишени представляет собой истинное значение измеряемой величины, а каждая точка – это  измерение. Сумма измерений характеризуется смещением и разбросом. Для хорошей точности обе характеристики должны быть малы.

На рис. 2.1 а и в представлены смещенные результаты. Стандартное отклонение или разброс результатов отдельных измерений является мерой погрешности. Датчик с хорошей повторяемостью результата (или малой случайной ошибкой) имеет, очевидно, хорошую случайную погрешность, но не обязательно дает правильную выходную величину, поскольку сдвиг может существенно исказить результат, т. е. точность датчика невелика. Результаты измерений на рис. 2.1 б и г имеют малую погрешность, но только результат, показанный на рис. 2.1 г, является точным.

 

Рис. 2.1. Иллюстрация смещения, погрешности и точности.

 

Центр каждой мишени представляет собой истинное значение измеряемой величины, а точки – результат  измерений. На диаграммах справа истинная величина представлена прямой линией, на которую наложены результаты измерений. Точность измерения зависит как от смещения, так и от разброса:

а – большое смещение + большой разброс = низкая точность;

б – малое смещение + большой разброс = низкая точность;

в – большое смещение + малый разброс = низкая точность;

г – малое смещение + малый разброс = высокая точность.

 

 

ГСП, Государственная система  промышленных приборов и средств  автоматизации,

совокупность устройств  получения, передачи, хранения, обработки  и

представления информации о  состоянии и ходе различных процессов  и выработки

управляющих воздействий  на них. ГСП состоит из унифицированных  элементов,

модулей и блоков, допускающих  информационное, энергетическое и конструктивное

сопряжение в агрегатных комплексах и автоматизированных системах управления.

В ГСП входят электрические, пневматические и гидравлические приборы  и

устройства в обыкновенном, виброустойчивом, герметичном, пыле- и

влагозащищённом исполнении.

К устройствам получения  и первичного преобразования информации относятся

датчики, кнопки, табуляторы и клавишные вычислительные машины с ручным и

полуавтоматическим управлением  для нанесения информации на перфокарту,

перфоленту, магнитные ленты, барабаны или диски, а также выводные устройства,

формирующие сигналы для  передачи на расстояние. Передача информации

осуществляется либо непосредственно  через каналы связи (при небольших

дистанциях или специально выделенных каналах связи), либо через устройства

телемеханики (на большие  расстояния). Передача сигналов от многих источников

в одно место достигается  при помощи устройств централизованного  контроля.

К средствам представления  информации относятся показывающие стрелочные,

цифровые, символьные и др. индикаторы, самопишущие приборы, печатающие

устройствами графопостроители. Для лучшего восприятия широко применяется

метод визуального контроля с помощью устройств отображения  информации,

промышленного телевидения, мнемонических схем. При большом  количестве

информации, необходимости  её предварительного логического и математического

анализа или синтеза, в  связи с решением сложных экономических,

технологических и иных задач, а также при управлении современными

технологическими и энергетическими  комплексами применяют средства

вычислительной техники.

 

 

 

Показатели  качества пищевых продуктов и  методы их оценки.

Согласно мировым и  национальным стандартам (ДСТУ) под Качеством продукции понимают совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с целевым назначением.Пищевые продукты должны удовлетворять потребности человека в полноценном питании, а именно в энергии и пищевых веществах. Свойством продукции называют объективную особенность, которая проявляется при создании, эксплуатации или потреблении этой продукции. Комплекс полезных свойств и составляет качество продукции.

Уровень качества продукции  можно определить конкретно, используя  для этого определенные показатели. Показателем качества называют количественную характеристику свойств продукции.Различают единичные и комплексные показатели качества.

Если показатель качества характеризует какое-то одно простое  свойство продукции, то он называетсяЕдиничным, а если – несколько простых свойств или одно сложное, то это Комплексный Показатель качества.

Любой единичный показатель качества имеет Наименование, по которому определяется оцениваемое свойство продукта, и конкретное Числовое значение, по которому и получают представление об уровне качества, сравнив его с нормами стандарта. Выделяют Фактические (действительные) значения показателей качества, которые определяются по стандартной методике из отобранных средних проб продукции, и Регламентируемые (Базовые), то есть нормы стандартов. Уровень качества устанавливается сравниванием действительного и стандартного значений показателей.

Комплексными показателями качества являются товарный Сорт или товарный Класс продукции. Это ее градация по нескольким единичным показателям качества. Чтобы отнести продукцию к тому или иному товарному сорту или классу, необходимо определить все единичные показатели качества, нормируемые стандартом. Чем выше сорт (класс) продукции, тем выше ее цена при реализации. Если хотя бы по одному показателю продукция не отвечает требованиям данного сорта (класса), она переводится в более низкий товарный сорт (класс) или же признается нестандартной.

Методы определения качества продукции делятся на органолептические и лабораторные.

Оценку качества пищевых  продуктов начинают с определения  органолептических (сенсорных) показателей, по которым устанавливают степень  их доброкачественности и пригодность  к употреблению в пищу. Основаны органолептические методы на анализе  восприятия органами чувств человека, при этом оцениваются такие свойства продукции, которые нельзя измерить, а можно оценить субъективно  по определенной шкале, выраженной в  условных баллах. К органолептическим  показателям качества относятся  внешний вид продуктов (форма, цвет, общая привлекательность), оцениваемый  визуально, и вкус, запах, консистенция, определяемые в процессе дегустации. Органолептические показатели являются субъективными, то есть на результат  определения качества влияет индивидуальность восприятия свойств продуктов разными людьми. Большое значение в данном случае имеет квалификация кадров, которые проводят дегустацию пищевой продукции. Несмотря на субъективизм, сенсорные показатели качества очень важны, так как они дают основную оценку пригодности пищевых продуктов к употреблению.

Для наиболее полной и объективной  характеристики пищевых продуктов, выявления их биологической и  энергетической ценности необходимо применять  лабораторные, или измерительные  методы определения качества, осуществляемые по стандартной методике с использованием инструментального лабораторного  оборудования. С помощью этих методов  определяют химический состав (содержание полезных веществ и их компонентов), калорийность продуктов и некоторые  другие показатели.

Таким образом, оценка качества пищевой продукции должна быть комплексной  и всесторонней, ее необходимо провести с использованием и органолептических, и лабораторных методов.

 

 

 

 

 

 

Методы  и средства измерений свойств  и качественных показателей пищевых  продуктов.

.

Измерение плотности

Измерение плотности является одним  из методов, позволяющих непосредственно в процессе производства определять такие свойства жидкостей, как концентрация кислот и щелочей, состав пульп и т. п.

Для измерения плотности жидкостей  чаще всего применяют буйковые, весовые, гидростатические и радиоизотопные плотномеры.

Принцип действия буйковых плотномеров аналогичен принципу действия буйковых уровнемеров. Здесь также применяется неподвижный буек, передающий выталкивающее его усилие на рычаг промежуточного преобразователя. В отличие от буйкового уровнемера, здесь буек всегда полностью погружен в измеряемую жидкость и поэтому ее объем, вытесненный буйком, постоянный. Поэтому сила в соответствии с законом Архимеда будет изменяться только в зависимости от плотности жидкости.

В зависимости от типа промежуточного преобразователя плотномер может иметь электрический или пневматический унифицированный выходной сигнал.

В весовых плотномерах непрерывно взвешивается постоянный объем жидкости. В таких плотномерах жидкость протекает по петлеобразному участку трубы, соединенному с основным трубопроводом гибкими соединениями (сильфонами). Вес трубы с жидкостью пропорционален плотности протекающей по петле жидкости. Измерение веса петли производится преобразователем (электрическим или пневматическим), к рычагу которого подвешена труба.

Действие гидростатического плотномера основано на том, что давление, создаваемое столбом жидкости постоянной высоты, пропорционально ее плотности. Для измерения плотности нет необходимости поддерживать постоянный уровень измеряемой жидкости в емкости. Достаточно применить в качестве измерительного устройства дифманометр. При таком включении он измеряет разность давлений, создаваемых двумя столбами жидкости. Ясно, что при любом уровне в емкости разность столбов жидкости постоянна и перепад давлений будет зависеть только от плотности жидкости.

Применение в гидростатических плотномерах в качестве измерительного устройства дифманометра позволяет использовать их в емкостях с избыточным давлением, поскольку оно оказывает одинаковое воздействие на обе камеры дифманометра — плюсовую и минусовую и не влияет на результат измерения.

Радиоизотопные плотномеры, в отличие от рассмотренных выше, позволяют измерять плотность неконтактным способом. Их действие основано на ослаблении радиоактивного излучения с повышением плотности измеряемой жидкости.

В состав радиоизотопного плотномера входят источник и приемник у — излучения, выходной сигнал которого подается на автоматический потенциометр. Интенсивность излучения, воспринимаемая приемником, зависит от плотности протекающей по трубопроводу жидкости: чем больше плотность, тем сильнее поглощение у излучения и тем меньше сигнал на входе приемника. На величину этого сигнала будут влиять также толщина стенок трубы, состав жидкости и другие факторы, уменьшающие излучение источника. Так как влияние этих факторов стабильно, оно учитывается путем введения в показания поправки, полученной при градуировке прибора.

Измерение влажности

Влажность газов, жидкостей и твердых материалов — один из важных показателей в технологических процессах. Влажность газов, например, необходимо измерять в сушильных установках, при очистке газов, в газосборниках, при кондиционировании воздуха и т. д. Измерение содержания воды в нефти, спиртах, ацетоне проводят в процессах нефтепереработки и нефтехимии, в пульпах — в производстве серной кислоты и минеральных удобрений. Измерение влажности твердых сыпучих материалов занимает важное место в производстве красок, минеральных удобрений, строительных материалов; влажность волокнистых материалов определяет качество продукции при производстве бумаги и картона.