Рабочие эталоны единицы плотности

    МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа» 
 
 

Реферат на тему:

«Рабочие  эталоны единицы плотности» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил ст. гр. МТ-09-03                                                 Кинзябулатова Л. И. 

Проверил  ассистент                                               Муратова В. И. 

                                                           Уфа 2011

   

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………3

Вступление……………………………………………………………………4

Рабочий эталон единицы плотности………………………………………...8

Заключение…………………………………………………………………..13

Список использованных источников............................................................14

 

                                                    Введение

  ЭТАЛОН (франц. etalon - образец, мерило) - измерит. устройство, предназначенное и утверждённое для воспроизведения и (или) хранения и передачи шкалы измерений или размера единицы измерений средствам измерений. Эталоны призваны обеспечивать единство измерений в той или иной области науки, а также в др. областях деятельности человека. Эталон воспроизводит и (или) хранит всю или какую-либо часть шкалы измерений, одно значение (одну точку шкалы) или несколько значений измеряемой величины.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                              

Вступление 

  Различают п е р в и ч н ы е  эталоны, предназначенные для передачи шкалы и (или) размера единицы измерений вторичным и рабочим эталоном, а также уникальным и высокоточным средствам измерений; в т о р и ч н ы е эталоны, промежуточные между первичными и рабочими эталонами; р а б о ч и е эталоны (ранее наз. образцовыми средствами измерений), подразделяемые на разряды в порядке убывания их точности; эталоны с р а в н е н и я, применяемые для сличения эталонов, которые не могут быть непосредственно сличены друг с другом по разным причинам (различают диапазоны значений воспроизводимых величин, различают типы трактов и присоединит. устройств и т. п.); эталоны -п е р е н о с ч и к и, предназначенные для транспортирования к поверяемому (калибруемому) рабочему эталону. или иному средству измерений на месте его эксплуатации.

  В законодательной метрологии, в основе которой лежит закон России "Об обеспечении единства измерений", применяется также классификация эталонов по правовым (юридич.) признакам: м е ж д у н а р о д н ы е эталоны, принятые по междунар. соглашению в качестве первичных (исходных) междунар. эталоны и служащие для согласования с ними шкал и размеров единиц измерений, воспроизводимых и хранимых национальными (государственными) эталонами; г о с у д а р с т в е н н ы е эталоны, признанные решением уполномоченного на то государственного органа (в России - Госстандарта) в качестве исходных Э. на территории данного государства. Вторичные и рабочие Э. могут использоваться в качестве исходных для республики, региона, ведомства или предприятия.

  Первые эталоны (длины, массы) появились одновременно с древними цивилизациями (в Древнем Египте, Ассирии, Вавилонии). История современного эталона начинается с первого эталона метра, созданного (1799) после принятия метрической системы мер (т. н. архивный метр). Он представлял собой концевую меру в виде платинового стержня прямоугольные сечения. Одновременно был выполнен и эталон массы - платиновый цилиндр массой 1 килограмм ("архивный килограмм"; назв. связаны с тем, что эти эталоны метра и килограмма хранились в архиве Франц. республики). Ныне все развитые страны располагают комплексами взаимосвязанных государственных эталонов основных и производных единиц измерения - эталонной базой. Уровень эталонной базы - показатель уровня науки и производства данной страны.

  Государственные эталоны России хранятся в государственных научных метрологических центрах Госстандарта (С.-Петербург, Москва, Новосибирск), Германии - в РТВ (Phisikalisch- Technische Bundesanstalt, Брауншвейг), США - в NIST (National, Tnstitute Standarts and Technology, Гейтерсберг) и т. д. В этих учреждениях ведутся также научные работы по модернизации Э. и работы по передаче шкал и единиц измерений вторичным и рабочим эталоном, испытаниям высокоточных средств измерений и проведению особо точных измерений.

  Эталоны характеризуются значениями или диапазоном воспроизводимой величины и погрешностями их воспроизведения и хранения. В соответствии с поверочными схемами (документами, устанавливающими соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы или шкалы измерений от эталона рабочим средствам измерений с указанием методов и погрешностей при передаче) практически используемые диапазоны значений величин (шкал измерений) обычно во много раз (иногда на несколько порядков) превышают диапазоны значений, воспроизводимые первичными эталонами.

  Погрешности эталонов высшего звена (международных, государственных) принято выражать тремя составляющими: ср. квадратическим отклонением (СКО) с указанием числа наблюдений при измерении, неисключённым остатком систематической погрешности (НСП) и там, где это возможно, долговременной нестабильностью - изменением воспроизводимого Э. значения величины за определ. длит. период. Рабочие Э. характеризуют либо суммарным СКО, либо значениями СКО и НСП, что предпочтительнее, т. к. позволяет оценивать значение случайной погрешности при разном числе наблюдений, уменьшать значения НСП (напр., непосредственным сличением с эталоном высшего звена).

  Более подробно  рассмотрим рабочий эталон единицы  плотности.

 

Размеры единиц воспроизводятся, хранятся и передаются с помощью эталонов.

  Эталон представляет собой средство измерений (или комплекс средств измерений) и предназначен для хранения и воспроизведения единицы физической величины. Определение эталона из РМГ 29 – 99: средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

  В зависимости от точности и системы передачи единицы эталоны делят на первичные и вторичные.

  Первичный эталон – эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

  Вторичный эталон – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы. Вторичные эталоны нашли широкое распространение в метрологической практике. Они создаются (при необходимости) для обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного эталона, в том числе и при сопоставлении с международными и другими национальными эталонами, и для лучшей организации поверочных работ.

  По метрологическому назначению вторичные эталоны делятся на эталоны сравнения и рабочие эталоны. Кроме того, в метрологической литературе встречаются такие понятия, как эталон-свидетель, эталон-копия и специальный эталон.

  Эталон-свидетель предназначен для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты. Эталон-копия представляет собой вторичный эталон, предназначенный для передачи размеров единиц от государственного эталона рабочим эталонам. Он часто не является физической копией первичного эталона, поскольку передачу размера единицы, например, от меры к мере удобнее осуществлять с помощью прибора сравнения (компаратора).

  Специальный эталон разрабатывается в случае необходимости воспроизведения единицы в особых условиях. В метрологической литературе специальные эталоны относят к первичным эталонам.

  Эталон сравнения применяют для сличения эталонов, которые не могут быть сличены непосредственно друг с другом, например, из-за нетранспортабельности эталонной установки (первичного эталона).

Рабочий эталон – вторичный эталон, применяемый  для передачи размера единицы  эталонным (образцовым) средствам измерений  высшей точности и при необходимости  наиболее точным рабочим средствам  измерений.

Термин «рабочий эталон» с введением РМГ 29-99 распространяется не только на собственно вторичный  эталон, он должен также заменить ранее  использовавшийся термин «образцовое  средство измерений». Цель замены –  упорядочение терминологии для сближения  ее с международной. В соответствии с классификацией образцовых средств  измерений рабочие эталоны (эталонные  средства измерений) подразделяют на разряды (первый, второй и т.д.). Передачу размера  единицы эталонным (образцовым) и  рабочим средствам измерений  осуществляют через цепочку соподчиненных  по разрядам рабочих эталонов.

  Эталоны используют для хранения единицы физической величины, причем под хранением единицы понимают совокупность операций, обеспечивающих неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерений. Хранение единицы физической величины, очевидно, подразумевает хранение эталона – выполнение совокупности операций, необходимых для поддержания метрологических характеристик эталона в установленных пределах.

  Рабочий эталон – это эталон, который используется для обычной калибровки или поверки материальных мер, измерительных инструментов или стандартных образцов.

  Обычно рабочий эталон калибруется на основании вторичного эталона. Рабочий эталон, используемый в повседневной работе для обеспечения правильности проведения измерений, называется проверочным эталоном.

Не существует общего требования в отношении точности рабочего эталона. В одном месте  он может быть достаточно хорош в  качестве исходного эталона, или  даже в качестве национального эталона  в другом месте.

Существуют классы весов, начиная с Е1 - как наивысшего класса, за ним следуют Е2, Fl, F2, Ml, М2, МЗ. Набор весов класса точности Е2 может служить в качестве рабочего эталона в калибровочной лаборатории  для калибровки набора весов класса точности F1 или ниже. Набор Е2 может  служить в качестве стандартного образца в другой лаборатории, калибрующей, в основном, весы точностью класса F2 или ниже. Набор весов класса точности Е2 может быть использован  в качестве национального эталона  в стране, где нет спроса на более  точные измерения массы, чем F1.

Нужно отметить, что точность некоторых измерительных  инструментов, используемых в промышленности, является настолько высокой, что  существует необходимость в калибровке даже первичных эталонов. 

                            Рабочий эталон единицы плотности. 

Воспроизведение единицы плотности жидкостей  и передачи ее размера от первичного эталона вторичным и рабочим  эталонам, а также рабочим СИ плотности  осуществляется в соответствии с  государственной поверочной схемой для СИ плотности (ГОСТ 8.024-99) . 
Согласно поверочной схеме проверка рабочих плотномеров может быть произведена методом непосредственного сличения с рабочим эталоном (РЭ) 1-го разряда, основанном на пикнометрическом методе измерения плотности или вибрационном методе измерения плотности, а также методом прямых измерений ГСО плотности. 
  Напорные пикнометры предназначены для точного измерения плотности продукта с целью контроля метрологических характеристик и поверки автоматических плотномеров на УУН. Они позволяют отбирать пробу продукта при давлении до 10 МПа и производить прямые измерения плотности с погрешностью не более ±0,06 кг/м3. Пикнометр представляет собой цилиндрический сосуд из нержавеющей стали, снабженный входным и выходным пробковыми кранами и предохранительной разрывной диафрагмой (рис.1). Внутренний объем вместимости пикнометров, заключенный между кранами, определяется при его поверке с погрешностью ±0,025 см3.Для поверки и контроля плотномеров на УУН обычно используются установки фирмы "Fitzgerald LTD". Установка выполнена в виде шкафа, в котором размещено все оборудование: трубопроводы диаметром 12мм, входной и выходной краны, теплоизолированный футляр с двумя последовательно соединенными пикнометрами и датчиками температуры для измерения температуры стенок пикнометров, датчики давления и манометры для измерения давления на входе и выходе установки и вторичные искробезопасные приборы для индикации температуры и давления. В комплект установки также входят электронные весы с образцовыми гирями, компьютер и портативный принтер.

    При работе шкаф устанавливается в блоке контроля качества в непосредственной близости от поверяемого плотномера и соединяется с ним гибкими нержавеющими шлангами высокого давления с помощью быстроразъемных муфт. После этого открывают входной и выходной краны установки и устанавливают расход продукта через поверяемый плотномер и пикнометры с помощью задвижки, расположенной на трубопроводе БКН. Расход контролируется с помощью ротаметра, входящего в состав установки. Через пикнометры пропускают продукт до тех пор пока давление и температура в плотномере и пикнометрах не установятся постоянными. В процессе стабилизации температуры и давления не менее 5-7 раз записывают выходной сигнал плотномера, по которому определяют значение плотности (для датчика плотности 7835 это период колебаний). ). Затем закрывают краны на входном и выходном трубопроводах и краны пикнометров, отсоединяют и переносят в лабораторию пикнометры с отобранной пробой продукта. Снаружи пикнометры обтирают, моют с помощью растворителей (бензина, метанола и др.) и сушат, обдувая сухим сжатым воздухом. Пикнометры с пробой взвешивают на электронных весах. Одновременно записывают температуру воздуха и атмосферное давление. Взвешивают пикнометры повторно. Разница между результатами двух взвешиваний не должна превышать 0,01 г. После окончания измерений пикнометры сразу освобождают от продукта, промывают, сушат сухим сжатым воздухом и взвешивают. Повторяют чистку, сушку и снова взвешивают. И так до тех пор, пока масса не окажется постоянной.