Требования к заданию и изложению

ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Задание устанавливает тему Кр и исходные требования к средству измерения, которое должно быть выбрано в результате аналитического обзора (пример задания приведен в приложении).

Название темы Кр содержит:

- физическую величину, зачастую неэлектрическую, которую необходимо измерить (температура, масса, влажность и т.п.);

- объект измерения (воздух, различные жидкости, почва, плоды, детали и т.п.);

- технологический процесс (выплавка чугуна, расфасовка и т.п.)

Например: «Определение температуры молока при пастеризации».

В задании на Кр устанавливаются следующие требования к средству измерения:

1) диапазон измерения – область значений измеряемой величины;

2) время измерения – интервал времени, необходимый для единичного измерения;

3) погрешность измерения – задается доверительным интервалом в единицах физической величины, либо в процентах;

4) результаты измерения должны выдаваться в виде:

- показаний на шкальный прибор;

- показаний на цифровой прибор;

- двоичного кода;

- показаний на экране ПК.

5) климатические условия работы средства измерения:

- относительная влажность воздуха;

- атмосферное давление;

- температура воздуха;

6) особенности режимов работы средства измерения:

- вибрация;

- условия работы оператора;

- магнитные поля;

- агрессивная среда;

7) дополнительно:

- невысокая стоимость;

- стабильность показаний.

Во «Введении» излагается состояние вопроса, которому посвящена Кр, обосновывается необходимость ее разработки. Проводится краткий анализ объекта измерений, условий выполнения измерений и эксплуатации средств измерений. Введение должно заканчиваться четко сформулированной целью работы. Основной целью работы является выбор средства измерений, которое удовлетворяет всем критериям задания на Кр и является самым недорогим.

В разделе «Аналитический обзор существующих принципов, методов и средств измерений заданной физической величины» с использованием различных источников проводится обзор и сравнительный анализ современных принципов, методов и средств измерений заданной физической величины.

Принципом измерений называют физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение массы тела при помощи взвешивания с использовани­ем силы тяжести, пропорциональной массе, измерение температу­ры с использованием термоэлектрического эффекта.

Методом измерений называют совокупность приемов использования прин­ципов и средств измерений.

Средство измерений техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

В этом разделедолжны быть отражены следующие вопросы:

- единицы и эталоны измеряемой величины и ее параметров;

- обзор принципов измерений с указанием их преимуществ и недостатков исходя из задания на Кр;

- краткое описание существующих методов измерений с указанием их преимуществ и недостатков исходя из задания на Кр;

- краткое описание существующих средств измерений, обусловленных конструкцией этих средств.

Поскольку в основном необходимо измерять неэлектрические величины, в качестве средств измерений в данной главе необходимо рассматривать измерительные преобразователи (датчики). Выбор измерительных приборов, АЦП, индикаторных устройств, производится в последующих главах.

Описанные в литературе принципы измерения заданной физической величины должны быть проанализированы с учетом конкретных условий задания. Необходимо указать метрологические и эксплуатационные характеристики используемых при этом средств измерений. В заключение делается акценты на методы, которые подходят для решений поставленной задачи. Например, при задании дистанционного измерения температуры выше 500 °С наиболее подходящими методами являются термоэлектрический и пирометрический.

Обзор следует проводить по средствам, в основу работы которых положены выбранные методы. Критериями достоинства и недостатков таких средств является технические показатели, например, пределы измерения, точность, производительность, погрешность и т.д. Применительно к вышерассмотренному заданию измерения температуры такими приборами являются пирометры, милливольтметры, логометры, автоматические электронные потенциометры и мосты. Приведенные в разделе описания, по возможности, должны иметь необходимые расчеты, иллюстрироваться рисунками, схемами, графиками, которые поясняют методы измерений и работу измерительных средств.

Данные желательно представить в виде сводной таблицы.

В разделе «Обоснование выбора принципа, метода и средства измерения заданной физической величины» аргументируется выбор метода и средства измерения. Выбранное средство должно по своим техническим характеристикам в полной мере отвечать одному из аналогов, рассмотренных в аналитическом обзоре.

При выборе средств измерений учитывают совокупность метрологических (цена деления, погрешность, пределы измерений и т.п.), эксплуатационных и экономических показателей, к которым относятся: массовость и доступность их для контроля; стоимость и надежность средств измерений; метод измерения; время, затрачиваемое на настройку и процесс измерения; масса, габаритные размеры, рабочая нагрузка; режим работы и т.д. При этом могут быть рекомендованы следующие общие принципы выбора средств измерений:

1) относительная погрешность средств измерений должна быть на 25-30% ниже заданной или расчетной погрешности измерения;

2) выбор средств измерений зависит от масштаба производства, количества находящихся в эксплуатации однотипных технических средств. Например, в массовом производстве с отработанным технологическим процессом используют высокопроизводительные автоматизированные средства измерения контроля. Универсальные средства измерения применяются преимущественно для наладки оборудования;

3) метод измерения выбирают исходя из целей контроля и условий эксплуатации оборудования;

4) при выборе средств измерений по метрологическим характеристикам учитывают следующие факторы:

- если технологический процесс неустойчивый, то нужно, чтобы рабочий диапазон средств измерений превышал пределы возможных изменений измеряемого параметра;

- цена деления шкалы прибора должна выбираться с учетом заданной точности измерений;

- относительная погрешность в пределах рабочего участка шкалы средства измерений не должна превышать приведенную погрешность более чем в три раза;

- первичные преобразователи должны потреблять минимум энергии от объекта измерения и их подключение не должно нарушать его нормальной работы.

В разделе «Технические характеристики средств измерения» приводятся основные технические данные выбранного измерительного средства, например, цена деления, предел измерения, погрешность, время измерения, мощность, габариты и масса. В этом разделе могут быть также приведены характеристики, отражающие условия работы. Данные следует представить в виде таблицы.

В разделе «Описание принципа действия средств измерения» приводится описание состава измерительного средства, устройство и взаимодействие его основных частей.

Описание рекомендуется проводить в такой последовательности:

- основные функциональные, конструктивные и вспомогательные элементы устройства (его состав);

- связи между отдельными элементами;

- работа средства измерения.

В этом же разделе должны быть описаны приемы работы оператора при настройке и эксплуатации измерительного средства.

В «Графической части» выполняются принципиальная, структурная и/или функциональная схемы, которые составляются согласно ГОСТ 2.701-84 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.

Основные элементы структурной схемы измерений определяются на основе составленного укрупненного алгоритма работы средства измерений.

Раздел «Технические расчеты» включает выполнение расчетов, необходимость которых выявлена в процессе работы над Кр, и предусмотренных заданием. Объем и содержание этой части определяются темой Кр и индивидуальным заданием преподавателя. В зависимости от темы Кр такими расчетами могут быть:

- расчеты на точность измерений;

- расчеты различных погрешностей;

- расчеты кинематические, динамические;

- расчеты чувствительности, вариации.

Раздел «Метрологическое обеспечение средств измерения» содержит:

- определение места выбранного измерительного средства в поверочной схеме;

- выбор метода поверки измерительного средства;

- описание образцового средства измерения;

- установление поверяемых характеристик и краткое описание их определения.

Под метрологическим обеспечением (МО) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.

При разработке МО необходимо использовать системный подход, суть которого состоит в обеспечении единства и качества измерений как совокупности взаимосвязанных процессов.

В работе должны быть отражены следующие вопросы:

- нормативно-правовые основы МО;

- обеспечение государственного метрологического надзора и контроля за соблюдением метрологических норм и правил;

- испытание и утверждение средств измерений;

- поверка средств измерений;

- калибровка средств измерений;

- метрологическая аттестация средств измерений;

- методики выполнения измерений;

- метрологическая экспертиза документации и оборудования.

По теме «Стандартизация» необходимо рассмотреть следующие вопросы:

- установление и применение правил, направленных на упорядочение деятельности в области измерений;

- задачи, стоящие перед государственной системой стандартизации, и принципы ее организации в РФ;

- работы, выполняемые при стандартизации;

- унификация, типизация и агрегатирование средств измерений;

- кодирование и классификация средств измерений;

По теме «Сертификация»:

- основные положения и порядок проведения работ в области сертификации средств измерений;

- характеристика и область применения видов сертификации;

- обзор основных этапов процесса сертификации.

Цель «Заключения» – оценка полученных результатов Кр. В этом разделе необходимо отразить:

- насколько выполненная работа соответствует требованиям задания;

- роль проведенных экспериментальных исследований в процессе выполнения работы;

- какие задачи расчета, анализа, моделирования решались на ПК и какие получены результаты;

- рекомендации по возможному практическому применению работы;

- основные направления дальнейшего развития рассматриваемых в Кр вопросов и задач.

В «Список использованных источников» включаются все используемые источники в порядке появления на них ссылок в тексте, а также источники, которыми пользовался студент при выполнении Кр.

Список содержит:

- номер источника, на который имеется ссылка в тексте;

- полное наименование источника.

В состав «Приложений» может включаться дополнительный материал, выявленный в результате работы над Кр. Объем приложений не ограничивается и не учитывается в общем объеме Кр.

В приложения рекомендуется включать материалы, связанные с выполнением Кр, но являющиеся вспомогательными либо слишком громоздкими для основной части пояснительной записки. В приложения могут быть включены:

- материалы, дополняющие пояснительную записку;

- таблицы вспомогательных цифровых данных;

- иллюстрации вспомогательного характера и др.;

- описания датчиков и приборов.