Сборник задач и вопросов по ТТИиП Кузнецов Н.Д. Чистяков В.С.

Н. Д. Кузнецов,В. С. ЧистяковСБОРНИК ЗАДАЧИ ВОПРОСОВПО ТЕПЛО­ТЕХНИЧЕСКИМИЗМЕРЕНИЯМИ ПРИБОРАМВторое издание, дополненноеДопущено Министерством высшего и сред­него специального образования СССР в к&>честве учебно/о пособия для студентоввузов, обучающихся по специальности «Ав­томатизациятеплоэнергетическихпро­цессов»МОСКВАЭНЕРГОАТОМИЗДАТ1985ПРЕДИСЛОВИЕББК 31.32К 89УДК 536.5(075.8)Р е ц е н з е н т : Киевский политехнический институт2303010000-019К155-85051(01)-85@© Издательство «Энергия», 1978Энергоатомиздат, 1985, с изменениямиЭффективность функционирования АСУ ТП во многом определяетсядостоверностью измерительной информации и надежностью работысредств измерения.

Поэтому вопросам получения достоверной информа­ции о значениях параметров технологических процессов с каждым го­дом уделяется все большее внимание.При оценке точности измерения теплотехнических параметров втеплоэнергетике и других отраслях техники должен осуществлятьсякомплексный анализ условий измерения и особенностей работы первич­ных и других преобразователей и средств измерения.

Сочетание такогокомплексного анализа и вероятностно-статистического метода нормиро­вания метрологических характеристик средств измерения позволяет по­лучать более достоверные данные о значениях-технологических пара­метров.Естественно, что настоящий задачник не может охватить все раз­нообразие случаев, встречающихся на практике. Но методика подходак решению задач может быть распространена и на другие, не рассмот­ренные в задачнике случаи. Методология решения задач и анализаточности измерения тех или иных параметров имеет большое значениеи по той причине, что в настоящее время число задачников и другойлитературы по теплотехническим и технологическим измерениям крайненезначительно.Расположение материала в задачнике соответствует структуре чи­таемого на тепловых факультетах вузов курса по теплотехническим из­мерениям и приборам. Все задачи имеют ответы, а для большинства за­дач приведены подробные решения.

Решения и ответы сосредоточеныво второй части книги. Задачи и рисунки имеют нумерацию по главам.К номеру ответа или решения, соответствующему номеру условия за­дачи, впереди добавляется буква О. Формулы снабжены порядковыминомерами в пределах каждой главы.Предлагаемые задачи предусматривают знание основных принци­пов, методов и наиболее распространенных средств, применяемых дляизмерения теплотехнических и технологических параметров; кроме то-го, необходимо знание ряда государственных стандартов СССР. Прирешении задач обращается внимание не только на получение численно­го результата, но и на анализ физических особенностей данного прин­ципа или метода измерения.Опыт использования первого издания задачника 1978 г. показал нанеобходимость включения в него справочных данных, используемых длярешения часто встречающихся на практике задач, что было учтено ав­торами при работе над вторым изданием.

По сравнению с первым из­данием изменены также методики решения некоторых задач с цельюсогласования их с вновь изданными учебниками и нормативными доку­ментами.Авторы выражают глубокую благодарность доцентам Д. В. Радунуи Г. М. Ивановой, а также другим преподавателям кафедры АСУ ТПМосковежого ордена Ленина и ордена Октябрьской революции энерге­тического института за ценные замечания и советы.Авторы признательны за рецензирование рукописи и высказанныепри этом замечания и советы проф. В. В. Ажогину и кафедре АТПКиевского политехнического института и выражают глубокую благодар.ность Н. И. Смирнову за внимательное редактирование рукописи.АвторыЧастьперваяЗАДАЧИ И ВОПРОСЫГлзвзперваяМЕТРОЛОГИЯМетрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспе­чения их единства и способах достижения требуемой точности.В настоящей главе приводятся задачи-; связанные с основными мет­рологическими терминами и определениями [1] применительно к теплотехническим измерениям и приборам, приводятся задачи по оценке по­грешностей прямых и косвенных измерений, а также задачи по оценкеметрологических характеристик средств измерений [2, 3] и статистиче­ской обработке результатов измерений [4—71.Истинное значение физической величины — значение, которое иде­альным образом отражало бы в качественном и количественном отно­шениях соответствующее свойство объекта.Действительное значение физической величины —- значение, найден­ное экспериментально и настолько приближающееся к истинному, чтодля данной цели может быть использовано вместо него.Сигнал измерительной информации — сигнал, функционально свя­занный с измеряемой физической величиной.Цена деления шкалы — разность значений, соответствующих двумсоседним отметкам шкалы.Диапазон показаний — область, ограниченная конечным и началь­ным значениями шкалы.Влияющая физическая величина — физическая величина, не явля­ющаяся измеряемой данным средством измерений, но оказывающаявлияние на результаты измерений этим средством.Нормальная область значений влияющей величины — область зна­чений, устанавливаемая в стандартах или технических условиях насредства измерений данного вида в качестве нормальной.Рабочая область значений влияющей величины — область значений,устанавливаемая в стандартах или технических условиях на средстваизмерений данного вида, в пределах которой нормируется дополнитель­ная погрешность этих средств измерений.Коэффициент преобразования измерительного преобразователя —отношение сигнала на выходе измерительного преобразователя, отобра­жающего измеряемую величину, к вызывающему его сигналу на входепреобразователя.Чувствительность измерительного прибора—•отношение изменениясигнала на выходе измерительного прибора к вызывающему его изме­нению измеряемой величины.Абсолютная погрешность измерительного прибора — разность меж­ду показанием прибора и действительным значением измеряемой ве­личины.Относительная погрешность измерительного прибора -— отношениеабсолютной погрешности прибора к действительному значению измеряе­мой величины (допускается погрешность относить к показаниям при­бора).Приведенная погрешность измерительного прибора — отношение аб­солютной погрешности к нормирующему значению.

Обычно за норми­рующее значение принимают диапазон показаний. Приведенная по­грешность выражается в процентах.Систематическая погрешность средства измерений —• составляющаяпогрешности, остающаяся постоянной или*закономерно изменяющаяся.Случайная погрешность средства измерений —• составляющая по­грешности, изменяющаяся случайным образом.Основная погрешность средства измерений — погрешность средстваизмерений, используемого в нормальных условиях.Изменение показаний измерительного прибора под действием влия­ющей величины (ранее называемое дополнительной погрешностью) — из­менение погрешности измерительного прибора, вызванное отклонениемодной из влияющих величин от нормального значения или выходом ееза пределы нормальной области значений.Предел допускаемой погрешности средства измерений — наиболь­шая (без учета знака) погрешность средства измерений, при ко­торой оно может быть признано годным и допущено к примене­нию.Класс точности средства измерений — обобщенная характеристикасредства измерений, определяемая пределами допускаемых основной идополнительной погрешностей (изменением показаний для измери­тельных приборов), а также другими свойствами средств измерений,влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стан­дартах.Следует подчеркнуть, что класс точности только характеризует точ­ность средств измерений, но не является непосредственным показателемточности измерений, выполняемых с помощью этих средств.Погрешности измерений аналогично рассмотренным выше погреш­ностям средств измерений подразделяются на абсолютные, относитель­ные, систематические, случайные и грубые.Погрешность метода измерений -•- составляющая погрешности из­мерения, вызванная несовершенством метода.Поправка — значение величины, одноименной с измеряемой, при­бавляемое к полученному при измерении значению величины с цельюисключения систематической погрешности.В гл.

1 имеется ряд задач, связанных с оценкой погрешности прикосвенных измерениях.Косвенным измерением называется измерение, при котором искомоезначение величины у находят на основании известной зависимостимежду этой величиной и величинами ж,, подвергаемыми прямым изме­рениям:J / = / ( * ! , Х2> • ••• xi>•••>хп)-Если величины xt независимы, то зависимость погрешности 8У отпогрешностей исходных величин б д. выражается формулой [2, 3]гВыражение для погрешности сохраняет свой вид-независимо от того, является\ли 6^ средней квадратической или предельной погрешiностыо, только результат будет представлять соответственно среднююкпадратическую или предельную погрешность.При решении задач по статистической обработке результатов изме­рений следует пользоваться основными сведениями по теории вероят­ностей, излагаемыми, например, в [4, 5].