Измерение давлений

2.1. Рассмотрим случай измерения давления перед сужающим устройством на паропроводе свежего пара турбины К-200-130.

Измерение производится одним техническим показывающим манометром с пределами измерения 0-160 кгс/см², цена целения 1, 6 кгс/см², класс точности 1, 5. Измеренное значение давления равно 135 кгс/см². После поверки образцовым манометром класса точности 0, 4 основная погрешность снизилась с 1, 5 до минимума, равного приблизительно 0, 8 %.

Погрешность измерения в данном случае состоит из основной погрешности и погрешности отсчета показаний.

Погрешность в условиях опыта составляет

.

Среднее квадратическое отклонение основной погрешности

.

Абсолютная погрешность отсчета составляет половину деления шкалы D = 0, 8 кгс/см², относительная - .

Среднее квадратическое отклонение погрешности отсчета

.

Среднее квадратическое отклонение погрешности измерения

.

Относительная погрешность измерения

d = 2 · 0, 56 = 1, 12 %.

Абсолютная погрешность измерения давления свежего пара

D = 135 · 1, 12 · 10^-2 = ±1, 5 кгс/см².

Увеличив число измерений давления свежего пара до двух, можно снизить погрешность в раз, т.е. до 1, 0 кгс/см².

2.2. Рассмотрим случай измерения давления перед сужающим устройством на паропроводе свежего пара турбины К-500-240.

Измерение производится первичным преобразователем давления МПЭ-400 с пределом измерения 0-400 кгс/см², класс точности 1, 0 (основная погрешность g _о.д = 1 %).

В качестве вторичного прибора применен ИВК, основная погрешность которого составляет g _о.д = 0, 2 %.

Среднее квадратическое отклонение основной погрешности измерительного канала МПЭ-ИВК составит

.

При выполнении комплексной поверки всего измерительного канала с помощью образцового манометра класса точности 0, 2 его приведенная погрешность составит в пределе g _к.и = ±0, 4 %, а среднее квадратическое отклонение

.

Для заданных внешних условий принимаем в соответствии с НТД на МПЭ и ИВК следующие значения дополнительных погрешностей:

а) МПЭ: g_{D t} = 0, 3; g_{D f} =0, 15; g_{D u} = 0, 3;

б) ИВК: g_{D t} = 0, 1.

Среднее квадратическое отклонение дополнительной погрешности измерительного канала

.

Среднее квадратическое отклонение суммарной погрешности:

а) без поверки

;

б) при поверке

,

чему соответствуют относительные погрешности 1, 76 и 0, 96 %.

Абсолютные погрешности составляют соответственно 4, 49 и 2, 45 кгс/см².

Применение дублированного измерения в сочетании с поверкой и устранением источников дополнительных погрешностей позволяет дополнительно снизить погрешность измерения давления до 0, 62 % или 1, 58 кгс/см².

2.3. Оценим погрешность измерения давления отработавшего пара (вакуум в конденсаторе). Фактическое значение р ₂ = 0, 035 кгс/см².

Рассмотрим два случая.

2.3.1. Давление отработавшего пара измеряется с помощью двух ртутных однотрубных вакуумметров, цена деления шкалы 1 мм, точность отсчета 0, 5 мм рт.ст.

Барометрическое давление измеряется ртутным инспекторским барометром, точность отсчета (по нониусу) 0, 1 мм рт.ст.:

кгс/см².

Для рассматриваемого случая В = 750 мм; Н = 724, 3 мм.

Из теории ошибок известно, что если z = x - y, то

т.е.

.

При наличии двух измерений

.

Этому соответствует среднее квадратическое отклонение

.

Предел абсолютной погрешности измерения давления отработавшего пара

кгс/см².

2.3.2. Давление отработавшего пара измеряется с помощью двух термопреобразователей сопротивления (термометров сопротивления) ТСМ. Фактическая температура 26, 36 °С (р_s =0, 035 кгс/см²).

В качестве вторичного прибора применены мосты КСМ-4 класса точности 0, 25 с пределами измерения 0-100 °С. Цена деления шкалы 0, 5 °С.

Основная погрешность термопреобразователя сопротивления D = 0, 5 °С (по НТД), относительная

.

и среднее квадратическое отклонение

.

Среднее квадратическое отклонение основной погрешности вторичного прибора

.

Среднее квадратическое отклонение основной погрешности измерительного канала составит

.

Согласно НТД, наибольшее значение дополнительной погрешности, вызываемой отклонением влияющих величин от расчетных значений, не должно превышать 0, 2 основной погрешности термопреобразователя сопротивления s _дт = 0, 2 · 1, 9 = 0, 38 %, а ее среднее квадратическое отклонение . Для вторичного прибора для заданных внешних условий это значение составит соответственно 0, 4 и 0, 2 %.

Среднее квадратическое отклонение дополнительной погрешности измерительного канала

,

а среднее квадратическое отклонение суммарной погрешности измерения температуры двумя термометрами

.

Поскольку давление отработавшего пара определяется по таблицам водяного пара как давление насыщения, соответствующее температуре отработавшего пара p_s = f (t ₂), то погрешность его складывается из погрешностей измерения температуры и погрешностей таблиц водяного пара.

Среднее квадратическое отклонение погрешности определения давления отработавшего пара определится по формуле

(вторым слагаемым в подкоренном выражении - погрешностью таблиц - можно пренебречь ввиду его малости).

Относительная погрешность определения давления отработавшего пара двумя термометрами сопротивления

,

а абсолютная

кгс/см²

(при расчете не учтены погрешности отсчета по шкале прибора и за счет отклонения температуры t ₂ от средней по сечению патрубка).

Сравнивая полученное значение с результатом, полученным в предыдущем примере, можно убедиться, что точность определения давления отработавшего пара ртутным вакуумметром почти вдвое выше, чем с помощью термометра сопротивления.