close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

kursach(25)

код для вставкиСкачать
 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Московский Государственный Университет Приборостроения и информатики"
Факультет: Вечерний
Кафедра: ПР - 2Специальность: 200501
Дисциплина: Метрология Курсовая работа
На тему: Проектирование локальной поверочной схемы
Студента 2 курса
Группы ПР2-ВС
Филатова Василия Николаевича
Шифр 110595
Руководитель
Николаев Юрий Леонидович
Москва 2013 г.
Содержание
Содержание
1 Исходные данные
2 Расчёт характеристик погрешности СИ
2. 1 Расчёт погрешности воспроизведения размера единицы рабочим эталоном
2. 2 Расчёт пределов допускаемых значений основной погрешности эталонных СИ
2. 3 Расчёт пределов допускаемых значений основной погрешности рабочих СИ
3 Формирование структуры поверочной схемы
3. 1 Расчёт числа ступеней поверочной схемы
3.2 Расчёт коэффициента точности
3. 3 Варианты поверочной схемы
3. 4 Расчёт числа эталонных средств измерений на каждой ступени.
4 Определение рационального варианта структурной поверочной схемы 4.1 Оценка качества вариантов по экономическому критерию
4. 2 Оценка качества вариантов по метрологическому критерию
4. 3 Итог
Приложение 1 - Варианты поверочной схемы
Приложение 2
Список использованной литературы
1 Исходные данные
1.1 Данные по рабочим средствам измерений находятся в таблице 1.
Таблица 1
Наименование характеристикГруппа рабочих средств измерений123456Класс точности±γi%-0,025-0,1--±δi%0,01-0,02/0,01-0,050,1Пределы измерений0-100-500-100Интенсивность отказов, *104 1/час20,510,30,40,1Производительность ПР, изм./час51020203050Количество рабочих СИ, шт.1020200200010005000
Для всех рабочих средств измерений принять количество поверяемых точек M = 1.
1. 2 Номер группы РСИ 2, 3, 5.
1. 3 Границы неисключённой систематической погрешности ±θ0 = 1.6*10-4ед.
1. 4 Среднее квадратическое отклонение случайной погрешности,SO = 1,0*10-4ед.
1. 5 Количество результатов измерений, nэ = 6.
1. 6 Характеристики ЭСИ находятся в таблице 2.
Таблица 2 - характеристики ЭСИ
Наименование характеристики (показателя)Разряд ЭСИ123Среднее квадратическое отклониение случайной погрешности, Si, ед.2*10-41*10-34*10-3Среднее квадратическое отклонение погрешности метода поверки, Sε, ед.2*10-45*10-41*10-3Производительность, П0, поверок/год.200300500Межповерочный интервал, Т0, год.111Стоимость С1, тыс.руб.15010050Годовые затраты на эксплуатацию С2, тыс. руб. 502515
1. 7 Количество результатов измерений таблица 3.
Таблица 3 - количество результатов измерений
результаты измерения, n.Количество результатов измеренияn110n21n31
1. 8 Производительность рабочего эталона Пэ=40 измерений/год.
1. 9 Стоимость С1э=500тыс.руб.
1.10 Годовые затраты по эксплуатации С2э=100тыс.руб.
2 Расчёт характеристик погрешности СИ
2. 1 Расчёт погрешности воспроизведения размера единицы рабочим эталоном
2. 1. 1 Вычисляем среднее квадратическое погрешности воспроизведения размера S'0 = S0 / √nэ, S'0 = 1,0*10-4/√6 = 4,08*10-5.
2. 1. 2 Найдём границы случайной погрешности воспроизведения размера исходного эталона δ0= θ0/ S'0, δ0=1.6*10-4/4,08*10-5 = 3,92. Поскольку 0,8 < θ0/ S'0 < 8.0 то значимы обе составляющие погрешности и ни одной из них пренебречь нельзя тогда δ0 находим по формуле δ0 =±А*Sэкв, где Sэкв - это эквивалентное среднее квадратичное отклонение погрешности находящееся по формуле: Sэкв=√ ((S'0)2 + ((θ0)2/3)), Sэкв =√( 4,08*10-5)2+(( 1.6*10-4)2/3)=1,009*10-4 ед;
A - коэффициент вычисляемый по формуле : A= (θ0+tp,n* S'0)/( S'0+ θ0/√3), где tp,n коэффициент Стьюдента, tp,n=1,96 при p=0,95 и n=∞;
A=(1.6*10-4+1,96*4,08*10-5)/( 4,08*10-5+1.6*10-4/√3)=0,6006;
δ0 =± 1,009*10-4*0,6006=6,06*10-5 ед.
2. 2 Расчёт пределов допускаемых значений основной погрешности эталонных СИ
Найдём пределы допускаемых значений основной погрешности измерения для каждого рабочего эталона по формуле: ∆i= ± tp,n*Si.
2. 2. 1 ∆i1э=±1,96*2*10-4=±3,92*10-4ед.
2. 2. 2 ∆i2э=±1,96*1*10-3=±1,92*10-3ед.
2. 2. 3 ∆i3э=±1,96*4*10-3=±7,84*10-3ед.
2. 3 Расчёт пределов допускаемых значений основной погрешности рабочих СИ
Найдём пределы допускаемых значений основной погрешности для каждого рабочего средства измерения по следующим формулам:
а ∆i=± (δi*xNi)/100, если погрешность задана в форме δi%;
б ∆i=± (γi*xвi)/100, если погрешность задана в форме γi%;
в ∆i=± (δi*xвi)/100, если погрешность задана в форме с/d.
При этом находим δi =±[с+d*|(xв/x )-1|,%,x=xв.
2.3.1 ∆iI=± (0,025*10)/100=±0,0025 ед,
2.3.2 ∆iII=± (0,02*50)/100=±0,01 ед,
2.3.3 ∆iIII=± (0,05*100)/100=±0,05 ед,
3 Формирование структуры поверочной схемы
3. 1 Расчёт числа ступеней поверочной схемы
3. 1. 1 Вычислим минимально необходимое и максимально возможное число ступеней поверочной схемы.
mmin=(lg(2N∑)/lg(2П0))+1,
где П0 - производительность исходного эталонного СИ, П0=40 из условия;
N∑ - суммарное число СИ: N∑=Np+Nэси, Np =NI+NII+NIII, где NI, NII, NIII - соответственно количество рабочих средств измерения 1ой, 2ой, 3ей групп;
Np =20+200+1000=1220;
Nэси - количество эталонных СИ, Nэси =(0,2-0,5%)* Np,
Nэси =0.002*1220=2,44;
N∑=1220+2,44=1222,44
mmin=(lg(2*1222,44)/lg(2*40))+1=(3,38/1,9) +1=2,77
Полученное значение mmin не должно превышать 4-х ступеней.
3. 1. 2 Максимально возможное число ступеней находим по формуле: mmax=lg(δ0/∆рси)/lg(1/3), где δ0 граница допускаемой погрешности воспроизведения размера исходным элементом, ∆рси предел допускаемой погрешности самого грубого РСИ.
mmax=lg(6,06*10-5/0,05)/lg(1/3)= -2,91/-0,47=-6,7.
Полученное значение mmax округляем в меньшую сторону mmax=6.
3.2 Расчёт коэффициента точности
Коэффициент точности a- отношение предела погрешности поверки к пределу дополнительной погрешности поверяемого СИ; a= δпов/∆i, где δпов - граница погрешностей поверки; ∆i - предел допускаемой погрешности исходного СИ.
а Погрешность поверки по исходному эталону численно совпадает с погрешностью самого исходного эталона δпов= δ0.
б Погрешность поверки по рабочему эталону рассчитывается по формуле: δпов= ±1,96*√(Si2+Sε2/ni), где Si - средне квадратичное отклонение случайной погрешности; Sε - средне квадратичное отклонение погрешности метода поверки; ni количество результатов измерения.
3. 2. 1 δпов1= ±1,96*√((2*10-4)2+(2*10-4)2/10)= ±4,09*10-4 ед;
3. 2. 2 δпов2= ±1,96*√(1*10-3)2+(5*10-4)2/1)= ±2,1*10-3 ед;
3. 2. 3 δпов3= ±1,96*√(4*10-3)2+(1*10-3)2/1)= ±8,08*10-3 ед,
3. 2. 4 a0-I= δ0/∆iI= ±6,06*10-5/0,0025=±0,02424 ед,
3. 2. 5 a0-II= δ0/∆iII= ±6,06*10-5/0,01=±0,00606 ед,
3. 2. 6 a0-III= δ0/∆iIII= ±6,06*10-5/0,05=±0,01212 ед,
3. 2. 7 a1-I= δпов1/∆iI=±4,09*10-4/0,0025=±0,1636 ед,
3. 2. 8 a1-II= δпов1/∆iII=±4,09*10-4/0,01=±0,0409 ед,
3. 2. 9 a1-III= δпов1/∆iIII=±4,09*10-4/0,05=±0,0818 ед,
3. 2. 10 a2-I= δпов2/∆iI=±2,1*10-3/0,0025=±0,84 ед,
3. 2. 11 a2-II= δпов2/∆iII=±2,1*10-3/0,01=±0,21 ед,
3. 2. 12 a2-III= δпов2/∆iIII=±2,1*10-3/0,05=±0,042 ед,
3. 2. 13 a3-I= δпов3/∆iI=±8,08*10-3/0,0025=±3,232 ед,
3. 2. 14 a3-II= δпов3/∆iII=±8,08*10-3/0,01=±0,808 ед,
3. 2. 15 a3-III= δпов3/∆iIII=±8,08*10-3/0,05=±0,1616 ед.
Проводим предварительный анализ этих коэффициентов.
Исключаем как недопустимые все варианты, для которых a≥0,33, кроме варианта a0-1 (это 3. 2. 10; 3. 2. 13; 3. 2. 14).
При значениях а≈0,33 поверку не проводят, её заменяют калибровкой.
Так как исходный эталон может быть только один, то так же необходимо исключить варианты поверки по исходному эталону средств измерений, численность которых больше производительности исходного эталона.
3. 3 Варианты поверочной схемы
Варианты поверочной схемы показаны в приложении 1.
3. 4 Расчёт числа эталонных средств измерений на каждой ступени
Определим годовой межповерочный интервал РСИ: Ti=τi/ti, где τi - часовой межповерочный интервал, который находиться по формуле: τi=-(1/λi )lnP,ч, где λi -интенсивность отказов; P - вероятность безотказной работы, при которой необходимо проводить поверку(P=0,8-0,99);
Зададим реальную проверку в год ti. Для удобства расчётов можно принять численно ti= τi.
Тогда Ti=τi/ti=1, рассчитаем количество рабочих эталонных средств измерений для каждого варианта поверочной схемы:Ni=(Cиn/П0n*T0)+∑(Nрси/П0n *Tрси).
Расчёт количества эталонов следует начинать с самого грубого эталона. При этом учитывается лишь количество рабочих средств измерений, которые по нему поверяются.
Рассчитывая же количество остальных рабочих эталонов, необходимо учитывать и количество рабочих средств измерений, поверяемых по нему, и количество эталонов последующего разряда которые так же поверяются по рассчитываемому эталону. Следует учитывать что исходный эталон ЭСИ-0 только 1.
3. 4. 1 Расчёт числа эталонных средств измерений для варианта № 1: N3=CИ1/П01*Т0=1000/500*1=2шт;
N2=N3/ П02*Т0+ CИ2/П02*Т0=2/300*1 + 200/300*1= 0,67≈1 шт;
N1= N2/ П01*Т0+ CИ1/П01*Т0=1/200*1+20/200*1=0,105≈1 шт;
3. 4. 2 Расчёт числа эталонных средств измерений для варианта № 2: N2=Си3/ П02*Т0+ CИ2/П02*Т0=1000/300*1 + 200/300*1= 4шт.
N1= N2/ П01*Т0+ CИ1/П01*Т0=1/200*1+4/200*1=0,025≈1 шт;
4 Определение рационального варианта структурной поверочной схемы 4.1 Оценка качества вариантов по экономическому критерию
Определяем стоимость поверки для каждого из полученных вариантов по формуле: C∑=∑(C1*Eн+С2),где C1 - стоимость эталонного рабочего средства измерения, тыс. руб.; С2-годовые затраты на эксплуатацию эталонного рабочего средства измерения, тыс. руб.; Eн - нормирующий коэффициент, показывающий срок службы эталонного средства измерения, рассчитывается как Eн=1/k, где k - срок службы.
Например если срок службы ЭСИ 6 лет, то Eн=1/k=1/6=0,15.
4. 1. 1 Оценка качества варианта № 1;
C∑ = ∑(C1*Eн+С2) = =2*( 50*0,15 + 15) + (100*0,15+25)+(150*0,15+50)=157 тыс. руб.
4. 1. 2 Оценка качества варианта № 2;
C∑ = ∑(C1*Eн+С2) =4*(100*0,15+25)+(150*0,15+50)=232 тыс. руб.
4. 1. 2 Оценка качества с точки зрения экономики показывает выгодность варианта № 1.
4. 2 Оценка качества вариантов по метрологическому критерию
Для каждого из коэффициентов точности определяем вероятность ошибочной приёмке Pоп и среднюю вероятность ошибочной браковки Pоб. Причём Pоп ≤0,03 , Pоб<0,5.
4. 2. 1 Вариант 1
Ступень 0-I a=±0,02424 ед; γ=0,90; δм(ба)=1,0; Роп=0; Роб=0.
Ступень 2-II a=±0,21 ед; γ=0,75; δм(ба)=1,0; Роп=0; Роб=0,067.
Ступень 3-III a=±0,1616 ед; γ=0,80; δм(ба)=1,0; Роп=0; Роб=0,028.
4. 2. 2 Вариант 2
Ступень 1-I a=±0,1636 ед; γ=0,80; δм(ба)=1,0; Роп=0; Роб=0,028.
Ступень 2-II a=±0,21 ед; γ=0,75; δм(ба)=1,0; Роп=0; Роб=0,067.
Ступень 2-III a=±0,042 ед; γ=0,90; δм(ба)=1,0; Роп=0; Роб=0
4. 2. 3 Вариант 1 предпочтительнее.
4. 3 Итог
Вариант 1 выбираем по экономическим и метрологически причинам.
Список использованной литературы
1 Конспект лекций по "Метрологии стандартизации и сертификации" 2 Методические указания к выполнению курсовой работы по "Метрологии стандартизации и сертификации".
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
28
Размер файла
111 Кб
Теги
kursach
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа