ГСИ. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Создание и использование баз данных о метрологических характеристиках средств измерений

Содержание статьи:

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы

(ВНИИМС)

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственнаясистема обеспечения единства измерений.
Обеспечение эффективности измерений при управлении
технологическими процессами.
Создание и использование баз данных о метрологических
характеристиках средств измерений.

МИ 2266-2000

Москва

2000

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

РАЗРАБОТАНА Всероссийским научно-исследовательскиминститутом метрологической службы (ВНИИМС)

ИСПОЛНИТЕЛИ Т.А. Бахметьева, Э.А. Животовский, к.т.н.,.П. Миф, к.т.н. (руководитель темы)

УТВЕРЖДЕНА ВНИИМС

ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ВНИИМС

Настоящая рекомендация устанавливает основные положенияпо созданию и использованию баз данных (БД) о метрологических характеристикахсредств измерений (СИ).

В рекомендации излагаются положения по формированию БД с применением ЭВМ (в том числе ПЭВМ).

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БД.

1.1. БД о метрологических характеристиках СИ могут использоваться:

— при проведении расчетов погрешности измерений, погрешности средствизмерений и измерительных каналов (в том числе ИИС, АСУТП, диспетчерских идругих систем) для условий эксплуатации;

— при выборе или сравнении СИ по точности для условий эксплуатации.

1.2. БД, содержащие технические (включая метрологические) характеристикиСИ, могут использоваться при выборе или сравнении по классу точности (основнойпогрешности) СИ; при этом расчет погрешности измерений для условий эксплуатациине производится.

1.3. БД, содержащие значения основной погрешности конкретных экземпляровСИ, могут использоваться при установлении и корректировке межповерочногоинтервала, при прогнозировании метрологической надежности СИ, в задачахоптимизации точности измерений и снижения погрешности путем внесения поправок врезультаты измерений.

2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К БД.

2.1. БД должна обеспечивать:

— полноту информации о метрологических характеристиках СИ и инойинформации (изготовитель, источники информации, номер по реестругосударственной регистрации типа СИ и т.п.) в соответствии с назначением иобластью использования БД:

— возможность быстро и просто найти необходимую информацию о СИ;

— возможность просмотра, корректировки и дополнения БД;

— возможность выведения на печать необходимой информации;

— компактность;

— работу с БД в диалоговом режиме.

2.2. При проектировании диалоговых мониторов необходимо ориентироватьсяна неподготовленного пользователя. Поэтому при разработке системы управлениябазой данных (СУБД) целесообразно руководствоваться следующим:

— поведение системы по отношению к пользователю должно быть таким,чтобы пользователь был вынужден действовать строго предписанным образом;

— поведение системы должно быть понятно пользователю;

— для каждого возможного затруднения в действии пользователя должнапредусматриваться подсказка;

— количество вариантов действий пользователя при разветвлении диалогадолжно быть ограничено числом ветвей, каждый вариант и его последствия должныбыть обозначены;

— для пользования системой не должны требоваться специальные навыки;

— должны учитываться возможные характерные ошибки пользователя, в т.ч.забывчивость и непостоянство внимания; в этой связи рекомендуетсяпредусматривать при возникновении ошибок соответствующие предупрежденияпользователю;

— СУБД должна иметь встроенную систему контроля корректности вводимойинформации.

3. СОДЕРЖАНИЕ БД.

3.1. БД, используемую всоответствии с п. 1.1., рекомендуетсяразрабатывать совместно с автоматизированной системой расчета погрешностиизмерений и в ней целесообразно формировать две части.

3.1.1. В первой части информацию о СИ рекомендуется представлять в виденаборов данных для групп типов СИ. Группы следует комплектовать, исходя изназначения и общих структурных особенностей характеристик типов (модификаций)СИ, а также с целью компактного размещения информации и обеспечения удобствапри поиске СИ.

Конкретный набор групп типов СИ рекомендуется формировать в зависимостиот сферы применения БД.

В каждой группе первой части БД необходимо разместить информацию изтехнических условий, эксплуатационной и др. документации о каждом типе илимодификации (модели) СИ, а также других компонентах измерительных каналов,включая вспомогательные устройства, оказывающие влияние на погрешностьизмерений (например, характеристики термокомпенсационных удлиняющих проводовдля термопар).

Эта информация должна содержать:

— обозначение типа СИ,

— класс точности,

— пределы измерений (номинальные значения меры) с указанием единицизмерений,

— пределы основной допускаемой погрешности,

— пределы дополнительных погрешностей либо функции влияния иликоэффициентов влияния,

— границы диапазона изменений внешних влияющих величин, вызывающихдополнительные погрешности.

Если нормированы динамические характеристики СИ, то они указываются вБД.

Если нормированы систематические и случайные составляющие погрешностиСИ, то их характеристики приводятся в БД, при этом в БД указываются пределыдопускаемых значений вариации.

Поиск СИ осуществляется по типу СИ, классу точности и пределамизмерений. Для некоторых типов СИ могут быть не указаны класс точности ипределы измерений.

3.1.1.1. Следует предусмотреть признаки (шифры) формы выраженияосновных и дополнительных погрешностей, нормированных в виде абсолютных,относительных, приведенных к верхнему пределу измерений или разности пределов,а также нормированных по расходу (для СИ, используемых в измерительных каналах расходас сужающими устройствами). Например, могут быть использованы следующие шифрыформы выражения погрешностей:

(А) — абсолютная,

(О) — относительная,

(П) — приведенная к верхнему пределу измерений,

(Р) — приведенная к разности пределов измерений,

(Q) — нормированная порасходу.

Такие признаки (шифры) позволяют реализовать автоматический пересчетзначений характеристик при их приведении в унифицированную форму выражения длявсех компонентов измерительной схемы или канала.

3.1.1.2. Метрологические характеристики СИ могут быть нормированы взависимости от различных факторов, поэтому в БД может потребоватьсядополнительная информация об этих факторах (рабочее давление, пределы изменениявходных или выходных сигналов, одно или многоканальность, градуировочная характеристикадля вторичных приборов и преобразователей, работающих с термометрамисопротивления или термопарами, импедансы входных и выходных цепей и т.п.).

3.1.1.3. Метрологические характеристики СИ рекомендуется указывать в БДв том виде, в котором они приведены в технических условиях или другойтехнической документации. Это упрощает формирование БД и уменьшает вероятностьошибок при ее ведении и корректировке.

Для некоторых типов СИ погрешности нормированы в зависимости отзначений измеряемой величины в виде формулы, графика или соответствующейтаблицы. Если погрешность СИ нормирована в виде графика или таблицы, то в БДрекомендуется эту погрешность указывать в виде соответствующей формулы.Рекомендуется аппроксимация графика или данных таблицы линейной зависимостью,если действительная зависимость отклоняется от линейной не более, чем на 20 %.

3.1.1.4. Если БД используется для расчета погрешностей измерений не толькотекущих значений параметра, но и при расчете погрешности средних значений дляразличных интервалов времени усреднения (например, 8 — 24 ч или 1 месяц), то вБД следует иметь массив коэффициентов, характеризующих отношение границпогрешностей измерений средних и текущих значений. Коэффициенты приписываютсяосновной погрешности СИ данного типа (модификации, модели) и внешним влияющимвеличинам, вызывающим соответствующие дополнительные погрешности, независимо оттипа СИ.

Значения этих коэффициентов определяются в соответствии срекомендациями МИ 2232-2000 «ГСИ.Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами.Оценивание погрешности измерений при ограниченной исходной информации».

3.1.1.5. Границы диапазонов значений внешних влияющих величинуказываются в соответствии с нормированными в технических условиях или другойтехнической документации на данный тип СИ.

Могут быть указаны границы диапазонов значений внешних влияющихвеличин, полученных из статистики для конкретных условий эксплуатации средствизмерений. Так для частоты тока питания отклонения от 50 Гц могут составлять до+/- 0,66 Гц, а атмосферного давления в средней полосе России до +/- 18 ммртутного столба.

3.1.2. Вторую часть БД рекомендуется выполнить в виде справочникасведений о погрешностях типовых схем измерений. Под типовыми в данном случаепонимаются наиболее распространенные СИ или их совокупности в измерительныхканалах, широко используемые для измерений параметров технологических процессовв типичных условиях. На предварительных стадиях проектирования системуправления технологическими процессами часто имеются лишь исходные данные определах измерений и ориентировочные сведения об условиях измерений. В такихслучаях могут быть использованы обобщенные сведения о погрешностях типовых схемизмерений. Кроме того, пользуясь этой частью БД, можно быстро произвестиприблизительную оценку погрешности измерений для параметров, не требующихвысокой точности оценивания погрешности измерений.

Обращение ко второй части БД требует минимальной исходной информации,что существенно упрощает всю процедуру оценивания погрешности измеренийпараметров, не являющихся наиболее важными, а погрешность оценок из-за отличияреальных характеристик СИ от типовых в большом числе случаев вполне допустима.

3.1.2.1. Вторую часть БД рекомендуется формировать по группам. В каждуюгруппу включают типовые схемы измерений одной физической величины (давление,температура, расход, электрические величины и т.п.).

3.1.2.2. В каждой группе второй части БД должна содержаться следующаяинформация:

— условное обозначение типовой схемы измерений (реквизит для поиска),

— наименование типовой схемы измерений,

— пределы погрешности измерений.

Рекомендуется указывать пределы относительной погрешности измерений, т.к.эти погрешности удобно суммировать и использовать.

3.1.2.3. Наименование типовой схемы должно включать обобщенный составсредств измерений. Если погрешность типовой схемы зависит от измеряемогозначения, то в наименовании приводится диапазон значений измеряемой величиныили одно значение. Например, обозначение и наименование типовой схемы можетбыть:

температуры — 273 «Термопара ТПП (температура 800 – 0 °С) с автоматическим потенциометром кл.точности 0,5»;

приведенного расхода газа — 334 «Диафрагма, дифманометр кл. точности0,5, датчик абсолютного давления кл. точности 0,5, термометр сопротивления снормирующим преобразователем кл. точности 0.4 и три измерительных каналаустройства связи с объектом АСУТП»,

где 273 и 334 — условные обозначения схем измерений.

3.1.2.4. Пределы погрешности измерений, выполняемых с помощью типовойсхемы измерений, должны указываться для типичных условий измерений. Типичнымиусловиями измерений могут быть климатические условия, воздействия вибрации иразличных помех в измерительных цепях, характерные для цеха (закрытого илиподобного помещения), для нахождения средств измерений в неотапливаемыхпомещениях или на открытом воздухе и т.п.

Пределы погрешности целесообразно указывать и для лабораторных условий.При лабораторных условиях внешние влияющие величины принимают нормальныезначения или находятся в пределах нормальной области значений. При такихусловиях типовая схема измерений имеет наивысшую точность. Например, могут бытьприняты следующие условия:

— лабораторные (температура помещения от 15 до 20 °С или от 18 до 22 °С, остальные внешние влияющие величины имеютнормальные значения, измеряемая величина не изменяется и соответствующиедополнительные погрешности несущественны);

— условия цеха (закрытого помещения с температурой воздуха от 15 до 30° С, напряжением питания 220 В + 10/- 15 %,воздействием вибрации и помех в измерительных цепях, других внешних влияющихвеличин в пределах рабочих областей значений);

— датчик при температуре от 0 до 50 °С, остальные приборы в условиях цеха;

— датчик при температуре от -50 до 50 °С, остальные приборы в условиях цеха.

3.1.3. В приложении в качестве примера приведены некоторыехарактеристики СУБД в составе программного комплекса автоматизированной системырасчета погрешности измерений (АСРПИ), используемой в соответствии с п. 1.1.

3.2. В БД, используемой в соответствии с п.1.2., содержатся все необходимые технические характеристики СИ. В настоящейрекомендации рассматривается только та часть БД, в которой указываютсяметрологические характеристики СИ.

3.2.1. В БД, используемой в соответствии с п.1.2., информацию о метрологических характеристиках СИ рекомендуетсяпредставлять в виде наборов данных для групп типов СИ.

Группы комплектуются по видам измерений с учетом свойств СИ,идентифицирующих группу.

3.2.2. В каждой группе БД размещается информация из техническихусловий, каталогов и другой документации о каждом тине или модификации (модели)СИ. Эта информация должна содержать:

— вид измерений,

— наименование группы СИ,

— обозначение типа СИ,

— класс точности,

— пределы измерений с указанием единиц измерений,

— пределы основной допускаемой погрешности.

3.3. В БД, используемой в соответствии с п.1.3., информацию о значениях основной погрешности СИ рекомендуетсяпредставлять в виде наборов данных для групп СИ.

Группы комплектуются по участкам, цехам или другим объектам, гдеэксплуатируются СИ.

3.3.1. В каждой группе информация должна содержать:

— наименование группы СИ,

— шифр (обозначение точки установки)расположения на технологическом оборудовании,

— обозначение типа СИ,

— заводской (инвентарный или другой) номер,

— класс точности или предел допускаемой основной погрешности,

— дата поверки (калибровки) СИ,

— значения основной погрешности для точек шкалы и даты поверки(калибровки).

Если БД используется для внесения поправок в результаты измерений, то всодержание БД добавляются значения поправок для точек шкалы и интервал временииспользования поправок.

Приложение

Характеристики СУБД в составе автоматизированной системырасчета погрешности измерений (АСРИИ)

1. Основные характеристики СУБД АСРПИ соответствуют приведенным внастоящей рекомендации.

2. При создании БД АСРПИ использовалась концепция словаря данных, всоответствии с которой проектировщик БД на основании требований пользователясоставляет словарь описаний данных, к которому и обращается интерфейс. Словарьописаний данных представляет собой описания полей данных. Такой подходпозволяет осуществлять представление практически любых информационных структурна логическом уровне. Поиск и обновление данных производится по полям и группамполей.

3. Логические массивы БД на физическом уровне представлены отдельныминаборами данных. В состав БД входят два логических типа наборов данных — наборыданных о СИ и о типовых схемах измерений.

Количество наборов данных не ограничивается. По желанию пользователяперечень сведений о СИ может быть дополнен любым количеством реквизитов безсущественной реорганизации БД.

4. БД программного комплекса АСРПИ состоит из трех разделов:

БД о средствах измерений;

БД о типовых схемах измерений;

служебная БД.

5. В программном комплексе. АСРПИ в служебную БД помещены значениякоэффициентов, используемых при расчете погрешности средних значений дляинтервалов времени усреднения, равных 8 — 24 ч. и 1 мес. (п. 3.1.1.4.).

6. Пользователю предоставляется возможность в диалоговом режиме выбратьиз меню раздел БД (п. 4.), с которым он собирается работать.

Затем пользователь имеет возможность выбрать из меню объект для работы:

«Работа с описаниями»,

«Работа с массивами».

7. При выборе «Работа с описаниями» пользователь имеет возможностьвыбрать из меню режим работы:

«Просмотр и корректировка существующего описания»,

«Создание нового описания»,

«Удаление существующего описания».

8. При выборе режима «Просмотр и корректировка существующего описания» пользователюв диалоговом режиме предоставляется возможность просмотра описаний массивов БД,корректировки описаний в выбранных им полях, вставки новых полей и удалениясуществующих полей.

9. При выборе режима «Создание нового описания» пользователь в диалоговомрежиме вводит:

— полное наименование массива,

— количество полей в документе,

— описание каждого поля.

10. Количество полей в документе равно количеству реквизитов,

необходимых для описания массива.

Описание поля содержит:

— длину поля,

— наименование,

— шифр.

11. При выборе режима «Удаление существующего описания» пользователюпредоставляется возможность удалить любое описание, причем при этом удаляетсясоответствующий массив в БД.

12. Если объектом для работы выбрана «Работа с массивами», то пользователюпредоставляется возможность просмотра выбранного массива и его корректировки пополям. При создании нового описания образуется пустой массив, поля которогопоследовательно заполняются.

13. Ключом при поиске необходимого СИ служат первые три реквизита:

— шифр массива,

— тип СИ,

— класс точности.

14. Шифр массиву присваивается программно без какого-либо участияпользователя.

15. Если у СИ петкласса точности, то указывается его основная допускаемая погрешность, либо этополе не заполняется. В описании любойгруппы СИ этот реквизит непременно присутствует.

16. Четвертым реквизитом в описании групп СИ является «Дополнительнаяинформация». Если в процессе поиска СИ по первым трем реквизитам и по пределамизмерений будет найдено несколько типов СИ, на экран дисплея выводятся всенайденные типы (модели) СИ с дополнительной информацией (например, обозначениеградуировочной характеристики для вторичных приборов, работающих с термометрамисопротивления или термопарами) и пользователю предоставляется возможность выбратьиз них нужный тип (модель) СИ.

17. Ключом при поиске СИ служат также последовательно введенные пределыизмерений и единицы измерения.

Предусмотрено, что у одного типа СИ могут быть пределы измерений сразными единицами измерения.

Для вторичных приборов и некоторых компонентов измерительных каналовэтот реквизит в описании массива может отсутствовать.

18. В БД АСРПИ все дополнительные погрешности разделены на 3 группы взависимости от способа их учета при расчете погрешности измерений.

18.1. Если дополнительная погрешность функционально связана сзначениями внешней влияющей величины, то при расчете погрешности измеренийпользователь вводит фактическое наибольшее отклонение этой внешней влияющей величиныот номинального значения, и далее расчет производится по заложенным в программеформулам. Если пользователь не знает наибольшего отклонения внешней влияющейвеличины от номинального значения, он вводит знак «*» и при расчетах будетиспользована граница отклонения внешней влияющей величины, взятой из БД.

18.2. Ко второй группе относятся дополнительные погрешности, которыеучитываются при расчете погрешности измерений только после того, какпользователь ответит утвердительно па вопрос — имеет ли место та или инаявнешняя влияющая величина. Например, «Заземлена ли выходная цель?» или«Является ли измеряемая среда жидкостью?». Форма ответа — «ДА» или «НЕТ».

18.3. К третьей группе относятся погрешности, которые автоматическиучитываются всегда при расчете погрешности измерений если эти погрешностиимеются в БД. К числу этих погрешностей относятся погрешности, вызываемыевлиянием удлиняющих проводов, влиянием позиционного датчика, а такжевозникающие при эксплуатации термопар и термометров сопротивления в течениегода. Так же автоматически учитываются дополнительные погрешности, возникающиепри изменении атмосферного давления и отклонении частоты тока питания отноминального значения.

19. Ключом при поиске схемы измерений служат первые два реквизита ееописания:

— шифр массива,

— обозначение схемы измерений.

Поиск по каталогу, статьям, СНиПам:

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > https://resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.