Средства измерений.

Общим термином средства измерений называют технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики, т.е. характеристики, влияющие на результаты и на точность измерений. По конструктивному исполнению и форме представления измерительной информации средства измерений подразделяются на меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы, измерительные преобразователи.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения одного или нескольких фиксированных значений физической величины (мера массы – гиря, мера индуктивности – образцовая катушка индуктивности, многозначная мера индуктивности – магазин индуктивностей).

Билет №3

Погрешность измерений.

Количественной характеристикой качества измерений является погрешность измерения, определяемая как разность между измеренным x_изм и истинным x_ист значениями измеряемой величины

,

(1.2)

где – погрешность измерения.

Погрешность, выраженная в соответствии с формулами (1.2) и (1.3), имеет размерность измеряемой величины и называется абсолютной погрешностью. Используется также понятие относительной погрешности – погрешности, выраженной в долях измеряемой величины. Относительные погрешности выражают принятыми в системе СИ относительными величинами: безразмерным числом, в процентах и др.

Класс точности прибора n. – это есть приведенная погрешность в %.

Приведенная погрешность определяется :

Классы точности бывают: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4.

Относительная погрешность может быть выражена через класс точности прибора:

,

(1.4)

где А – верхний предел измерительной шкалы,

В – измеряемая величина.

Классификация погрешностей.

По характеру проявления во времени:

систематические и случайные составляющие погрешности (далее, для краткости, будем опускать слово составляющие там, где в этом нет необходимости).

Систематической погрешностью измерения называется погрешность, которая при повторных измерениях одной и той же величины в одних и тех же условиях остается постоянной или закономерно изменяется.

Случайной погрешностью измерения называют погрешность, которая при повторных измерениях одной и той же величины в одних и тех же условиях изменяется случайным образом по знаку и (или) величине.

по источнику возникновения

инструментальные, методические и личные погрешности.

Погрешность средства измерения, определенная при нормальных условиях, называется основной. Погрешность, обусловленную выходом значений влияющих величин за пределы нормальных значений, называют дополнительной.

У средств измерений часто можно выделить составляющие погрешности, не зависящие от значения измеряемой величины и погрешности, изменяющиеся пропорционально измеряемой величине. Такие составляющие называют, соответственно, аддитивными и мультипликативными погрешностями.

Принципы описания и оценивания погрешностей

Для целей исследования и оценивания погрешность описывается с помощью определенной модели. На выбранной модели определяют характеристики, пригодные для количественного выражения тех или иных ее свойств.

Выбор модели погрешности обусловлен сведениями об ее источниках как априорными, так и полученными в ходе измерительного эксперимента. Модели разделяют на детерминистские и недетерминистские (случайные). Для систематических погрешностей справедливы детерминистские модели, при которых систематическая погрешность по определению может быть представлена постоянной величиной, либо известной зависимостью. Общей моделью случайной погрешности служит случайная величина, обладающая функцией распределения вероятностей.

Билет №4

Классификация измерительных приборов

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. В зависимости от формы представления информации различают аналоговые и цифровые приборы.

Аналоговым называют измерительный прибор, показания которого являются непрерывной функцией измеряемой величины, например стрелочный вольтметр, ртутно-стеклянный термометр.

В цифровом приборе осуществляется преобразование аналогового сигнала измерительной информации в цифровой код, и результат измерения отражается на цифровом табло.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная в одном месте.

Измерительная система – совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в системах управления, контроля, диагностирования и т.п.

Измерительный преобразователь – средство измерений, предназначенное для преобразования сигналов измерительной информации в форму, целесообразную для передачи, обработки или хранения. Измерительная информация на выходе измерительного преобразователя, как правило, недоступна для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные преобразователи очень разнообразны, однако, все они обладают нормированными метрологическими характеристиками.Так, к измерительным преобразователям относятся термопары, измерительные трансформаторы тока и напряжения, измерительные усилители и др.

Билет №5

Эксплуатационная надежность устройств СЦБ.

Причины отказов устройств СЦБ.

Технологические - Нарушение технологии изготовления элементов может привести к отказу устройств в тех случаях, когда последствия этого нарушения не были выявлены ни при заводском контроле работниками ОТК, ни при входном контроле работниками ремонтно-технологических участков (РТУ). Обычно отказы вызваны скрытыми заводскими дефектами отдельных элементов – светофорных ламп, реле, трансформаторов, электродвигателей и др.

Нарушения технологии строительно-монтажных работ выражаются в ряде случаев в некачественной разделке кабеля, несоблюдении допусков при установке стрелочных электроприводов, небрежном электрическом монтаже. Такие нарушения из-за отсутствия надлежащего контроля со стороны обслуживающего персонала при приемке устройств в постоянную эксплуатацию в дальнейшем приводят к отказам.

Конструкторские - Нарушения в работе устройств могут быть результатом ошибки в принципиальной или монтажной схеме (ошибка проектировщика), а также ошибки в монтаже. Как правило, такие ошибки обнаруживаются при предпусковой проверке. Однако, если ошибка проявляется только в редкой поездной или маршрутной ситуации, она обнаруживается иногда спустя длительное время.

Неправильный выбор предельных параметров элементов, например несоответствие номинала предохранителя фактическому току или выбранного типа реле напряжению источника питания, также является результатом ошибки проектировщика.

Эксплуатационные - Вибрация от проходящих поездов влияет на состояние механических частей напольных устройств и при плохом обслуживании может привести к нарушению в них электрических контактов, например контактов автопереключателя стрелочного электропривода. На работу рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации оказывают мешающее воздействие блуждающие токи, линии электроснабжения, асимметрии тягового тока, работа сварочных агрегатов. Производство работ различными организациями и лицами может привести к короткому замыканию рельсовых цепей, повреждению подземных кабелей, воздушных линий, светофоров и других устройств.

Методы снижения количества отказов

- Исключение вмешательства обслуживающего персонала

- Автоматизация контроля за аппаратурой и поиска отказов

- Внедрение передовых методов ТО

- Мотивация обслуживающего персонала

- Заключение выгодных договоров поставки с заводами и требованиями их исполнения.

Билет №6

Комбинированный прибор Ц4380М и мультиметр цифровой типа В7- 63

Элементы электрической схемы прибора расположены на печатной плате и заключены в корпус из изоляционного материала. Органы управления, отсчётное устройство размещены на лицевой стороне прибора.

Камеры электрохимических источников тока типа А316 (КВАНТ, ПРИМА, УРАН или аналогичные) для питания омметра и автоматической защиты расположены с тыльной стороны корпуса. Конструкция прибора предусматривает смену электрохимических источников тока без нарушения клейма предприятия-изготовителя.

В приборе применён механизм измерительный магнитоэлектрической системы с подвижной катушкой на растяжках с внутрикатушечным магнитом, с механическим указателем (стрелкой). Ток полного отклонения механизма измерительного равен 0,3 мА.