МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ                                    

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ «Стандартизация и сертификация»

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ 

РЕФЕРАТ

ИЗМЕРЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 

                                                                                                                      Сведения об исполнителе: 
                                                                                                                                            Селиверстова М.М.,  Студент ГСХ 5-3, очная                                                                                                                        ____________________________                                                                                                                                  (личная подпись)                         

                 Сведения о научном руководителе:                                                                                                           Резниченко С.А.,                                                                                                                                                             кандидат технических наук, доцент                                                                                      ______________________________

                                                                                       (личная подпись)                       
 
 

г. Москва

2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение…………………………………………………………….. 2

1.Определение механических величин, приборы                     для измерений……………………… ……..………………………..4

2.Применение  в области ГСХ……………………………………22

Заключение…………………………………………………………..23

Список  используемых источников и литературы…………….24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

Наука начинается тогда, когда  начинают измерять.

Д.И. Менделеев

     Измерение - один из важнейших путей познания природы человека. Оно играют значимую роль в современном обществе. Техника, наука и промышленность не смогут существовать без измерений. Каждую секунду в мире производится 1 млрд. измерительных операций, результаты которых используются для обеспечения технического уровня и необходимого качества продукта, безопасности работы транспорта и т.д. Практически нет ни одной сферы деятельности, где бы не использовались результаты измерений. Диапазоны измеряемых величин постоянно растут. С ростом диапазона измеряемых величин возрастает и сложность измерения. Измерения по сути своей перестают быть одноактивным действием, превращаются в сложную процедуру подготовки эксперимента, интерпретации измеренной информации. В этом случае следует говорить об измерительных технологиях, понимающихся как последовательность действий, направленных на получение измерительной информации. Другой фактор, подтверждающий фактор измерений - их значимость. Основой любой формы управления, планирования, анализа, контроля и регулирования является достоверная исходная информация, которая может быть получена путём измерения физических величин, показателей и параметров. Только высокая и гарантированная точность результатов измерений может обеспечить правильность применяемых решений.

     Современный уровень науки и техники позволяет  нам выполнять многочисленные и точные измерения, однако затраты на них равны затратам на исполнительные операции. Важной задачей метрологии как науки, является создание эталонов физических величин, имеющих диапазон необходимый для современной науки и техники. Эти эталоны постоянно совершенствуются, так как учитываются последние открытия науки.

     Вся современная физика может быть построена  на семи основных величинах, которые характеризуют фундаментальные свойства материального мира. К ним относятся: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества и сила света. С помощью этих и двух дополнительных величин  — плоского и телесного углов  —  введенных исключительно для удобства, образуется все многообразие производных физических величин и обеспечивается описание свойств физических объектов и явлений. В качестве примера можно указать следующие области и виды измерений:

-  измерения  геометрических величин: длин; отклонений  формы поверхностей; параметров  сложных поверхностей; углов.

- измерения  механических величин: массы,  силы, крутящих моментов, напряжений  и деформаций, параметров движения, твердости, которые я и буду рассматривать в данном реферате.

- измерения  параметров потока, расхода, уровня, объема веществ: массового и объемного расхода жидкостей в трубопроводах; расхода газов; вместимости; параметров открытых потоков; уровня жидкости.

- измерения  давлений, вакуумные измерения: избыточного  давления; абсолютного давления; переменного  давления; вакуума.

- физико-химические  измерения: вязкости; плотности;  содержания (концентрации) компонентов  в твердых, жидких и газообразных веществах; влажности газов, твердых веществ; электрохимические измерения.

- и многие  другие.

     Целью данного реферата является изучение измерения физических величин, методов  и средств измерений, а так  же применение этих измерений в системе  городского и сельского хозяйства. 
 
 

1.Определение  механических величин.

     К измеряемым механическим величинам  относятся такие величины, как  масса, сила, твердость, угловая скорость, ускорение, мощность, напряжения и многие другие. Рассмотрим некоторые из них.

     1.1.Масса.

     Ма́сса - физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая её инерционные и гравитационные свойства. Соответственно различают массу инертную и массу гравитационную (тяжёлую, тяготеющую).

Для измерений  массы  используют такие приборы, как весы, гири и компараторы массы.

 Весы - один из древнейших приборов. Они возникли и совершенствовались с развитием торговли, производства и науки. Простейшие весы в виде равно-плечного коромысла с подвешенными чашками широко применялись при меновой торговле в Древнем Вавилоне и Египте (2 тыс. лет до н. э.). Несколько позднее появились неравно-плечные весы с передвижной гирей. В зависимости от назначения весы делятся на эталонные (для поверки гирь), лабораторные (в том числе аналитические) и общего назначения, применяемые в различных областях науки, техники и народного хозяйства. По принципу действия весы подразделяются на рычажные, пружинные, электротензометрические, гидростатические, гидравлические.

 Существует большое количество автомобильных  весов. Вот некоторые из моделей:

- Автомобильные весы ВСК(А).

     В качестве измерительных элементов  используются современные тензорезисторные датчики как собственного производства, так и импортных производителей. Измерительные элементы преобразуют силу тяжести, действующую на грузоприемную платформу, в электрический сигнал. Обработка и индикация сигнала осуществляется весовым терминалом который отображает результат взвешивания в дискретном цифровом виде. При подключении терминала к ПК появляется возможность анализировать данные взвешивания в специальной программе, вести статистику, создавать базы данных и распечатывать протоколы взвешивания.

- Весы автомобильные большегрузные ВАЛ

      Автомобильные электронные весы ВАЛ  предназначены для статического взвешивания груженого и порожнего  автотранспорта различных габаритов  и масс. Испытанные временем, надежная конструкция весовых платформ, качественное тензометрическое оборудование известных брэндов "HBM", "FLINTEC","CAS"- традиционно качественный подход ко всей производимой линейки весов производимых ООО «Волгоградский Завод Весоизмерительной Техники», гарантирует точную и бесперебойную работу весов в течение многих лет. Весы выпускаются в соответствии с ГОСТ 29329. Модификации линейки весов ВАЛ отличаются длиной грузоприемного устройства (от 6 до 30 метров) и максимальным пределом взвешивания НПВ (от 30 до 150 тонн).

      Примеры моделей вагонных весов.

- Весы вагонные статические типа Титан.

      Вагонные (железнодорожные) весы для статического взвешивания и взвешивания в  движении типа "Курс" предназначены  для статического повагонного и потележечного взвешивания четырехосных, шестиосных и восьмиосных железнодорожных вагонов и для взвешивания в движении железнодорожных вагонов и составов из них с целью измерения массы грузов, перевозимых железнодорожным транспортом.

Данные  вагонные весы имеют НПВ от 100 до 200 тн и позволяют производить взвешивание в двух режимах работы: в статическом (взвешивание вагонов производится на одном или двух весовых модулях, весоизмерительного устройства) и в движении (взвешивание вагонов и состава в целом производится на одном весовом модуле).

1.2. Сила

     Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций.

     Для измерения сил используют различные  датчики силы, такие как:

- ВТ 114

     Назначение: измерение сил сжатия, растяжения, знакопеременных сил конструкций энергетических установок. Работает с преобразователем Вт 5514.

- ВТ 192

     Назначение: измерение крутящего момента. Работает с преобразователем Вт 5514.

-  НТ 045

Назначение:  Измерение сил сжатия в системах измерения нагрузки от колес тягового подвижного состава. Работает в составе системы С 076.

     Так же согласно общепринятому определению, Динамометр (от динамо... и ...метр), прибор для измерения силы или момента, состоит из силового звена (упругого элемента) и отсчётного устройства. В силовом звене Д. измеряемое усилие преобразуется в деформацию, которая непосредственно или через передачу сообщается отсчётному устройству. Д. можно измерять усилия от нескольких н (долей кгс) до 1 Мн (100 тс). По принципу действия различают Д. механические (пружинные или рычажные), гидравлические и электрические. Иногда в одном Д. используют два принципа. По назначению Д. разделяют на образцовые и рабочие (общего назначения и специальные). Образцовые (см. Образ) (см. Обра) Д. предназначены для поверки и градуировки рабочих Д. и контроля усилий машин при испытании механических свойств различных материалов и изделий. По степени точности различают образцовые Д. 1-го, 2-го и 3-го разрядов: Д. 1-го разряда (рис. 1) предназначаются для поверки образцовых Д. 2-го разряда (рис. 2), которые, в свою очередь, применяются для поверки и градуировки Д. 3-го разряда и поверки Д. общего назначения. Д. 3-го разряда служат для поверки и градуировки испытательных машин и приборов, изготовляются с упругими элементами в виде замкнутых скоб, работающих в основном на изгиб, и замкнутых скоб или стержней, испытывающих деформацию сжатия или растяжения.

- Динамометр ДПУ 

     Динамометры общего назначения типов ДПУ предназначены  для измерения статистических растягивающих  усилий.

- ДОСМ-3

     Динамометры сжатия ДОСМ-3-100У; ДОСМ-3-200У ДОСМ-3-500У; ДОСМ-3-1000У; ДОСМ-3-2000У предназначены  для измерения статической силы сжатия при периодической поверке  испытательных машин и стендов.

Динамометры представляют собой упругое стальное цилиндрическое тело с механическим измерительным индикатором часового типа и стальными опорами. Отсчет показаний динамометров ведется  в условных единицах - делениях шкалы  индикатора часового типа. При поверке  динамометра составляется таблица  номинальных значений силы в делениях часового индикатора, которая используется при поверке испытательных машин  и стендов. 

1.3 Твердость

     Твердость - способность материала сопротивляться пластической  деформации или разрушению при местном силовом воздействии; одно из основных механических свойств материалов.

      Для оперативного измерения твердости  металлов и сплавов, для измерения  твердости деталей сложной формы  и крупногабаритных изделий, имеющих  труднодоступные зоны измерений, из конструкционных и инструментальных материалов в производственных и  лабораторных условиях в машиностроении, металлургии, энергетике и других отраслях промышленности, а также в ремонтно-монтажных  организациях. 

- Dyna POCKET

      Это самый компактный и легкий из твердомеров для экспресс-анализа, работающих по методу отскока, сочетающий в одном блоке и индикатор  с электронной частью и ударное устройство. Результаты измерения не зависят от пространственного положения прибора, даже в случае измерения на потолочной поверхности. Может быть использован для измерения твердости больших изделий с крупнозернистой структурой, включая литье, изделий сложной конфигурации с затрудненным доступом.

- ТР 5006

     Прибор  ТР 5006 предназначен для измерения твердости металлов и сплавов, пластмасс, графитов и металлографитов по СТ СЭВ 137-74, фанеры, прессованной древесины и других материалов по методу Роквелла.

Прибор  применяется в цехах и лабораториях машиностроительных и металлургических предприятий, а также в лабораториях научно-исследовательских институтов.

Прибор  включает в себя:  отсчетную измерительную систему, систему нагружения, грузовую подвеску, механизм переключения нагрузок, привод, подъемный винт.  Прибор позволяет измерять твердость в соответствии со стандартами СТ СЭВ 468-77, СТ СЭВ 469-77, ISO 2039/2-81, ТI-84 АSТМЕ18-84, DIN18-84.

- ИТ 5069

     Прибор  настольный ИТ 5069 предназначен для  измерения твердости пластмасс  по Шору Д в соответствии с ГОСТ 24621-91. Прибор позволяет измерять твердость в соответствии с ИСО 868-85. Сущность метода испытания заключается в измерении сопротивления пластмасс погружению в нее индентора за определенное время. На приборе может быть замерена твердость как образцов, так и изделий из пластмасс. При измерении твердости изделий больших габаритов измеритель твердости может быть снят со стойки. При этом площадку измерителя вручную прижимают к проверяемому изделию.

1.4.Ускорение  силы тяжести

      Ускорение  силы тяжести — ускорение, получаемое свободно падающим телом под воздействием силы тяжести ; численно равно силе тяжести, действующей на единичную массу.

     Согласно  общепринятому определению, Гравиметр (от лат. gravis - тяжелый и ...метр), прибор для относительного измерения ускорения силы тяжести. Большинство Г. представляет собой точные пружинные или крутильные весы. С помощью таких Г. измеряют разности ускорении силы тяжести по изменению деформации пружины или угла закручивания упругой нити, компенсирующих силу тяжести небольшого грузика. Измерения проводятся последовательно на исходном пункте, для которого ускорение силы тяжести известно, и на исследуемом пункте. Основная трудность в создании Г. состоит в необходимости обеспечить точное измерение малых упругих деформации в полевых условиях. Применяются оптические, фотоэлектрические, емкостные, индукционные и др. способы их регистрации. Применяются Г., основанные на измерениях изменения частоты колебаний струны, к нижнему концу которой подвешивается масса, или изменения скорости прецессии гироскопических приборов вследствие различных значении силы тяжести на гравиметрических пунктах. Чувствительность лучших Г. достигает нескольких десятитысячных долей мгл.

- ZLS Burris

      ГАИШ  МГУ располагает двумя уникальными  высокоточными автоматизированными  многоцелевыми гравиметрами Burris фирмы ZLS (США), которые обеспечивают точность до 1-3 мкГал (1-3*10-9g) при полевых наблюдения на Калязинском и Баксанском геодинамических полигонах и до 0,1 мкГал при стационарных наблюдениях лунно-солнечных приливов в Краснопресненской обсерватории ГАИШ МГУ.

- ГИ 1/1

      Гравиметер ГИ1/1 предназначен для определения ускорения силы тяжести с подвижных объектов с целью геологической разведки нефтегазоносных структур и других полезных ископаемых по аномалиям гравитационного поля Земли.

Основная  область применения мобильного гравиметра – самолетные и вертолетные геофизические  комплексы, осуществляющие высокопроизводительную разведку полезных ископаемых особенно в труднодоступных районах Земли  и шельфовой зоной морей и  океанов. Возможно также применение гравиметра в морских геофизических  комплексах. 

- ГЛС

     В ОАО "Нефтекип" с 2002 года ведется разработка лазерного гравиметра, в которой делается попытка реализовать новый подход в области точного измерения силы тяжести. В настоящее время разработка проходит патентование. Задачей, на решение которой направлена разработка, является повышение точности и стабильности результатов измерений и повышение быстродействия работы гравиметра.

Разрабатываемый прибор теоретически будет обладать более широким диапазоном измерений, чем существующие ныне гравиметры, и чрезвычайно малым смещением  нуль-пункта. Для управления прибором, производством измерения и накапливания информации предусматривается наличие встроенного портативного компьютера. 

1.5. Скорость

     Ско́рость (от англ. velocity или фр. vitesse)  векторная  физическая  величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта (например, угловая скорость).

      Для измерения скорости воздушного (газового) потока, для определения  показателей микроклимата в производственных помещениях, показателей промвентиляции, а также в качестве портативного средства экологического контроля промышленных газовых потоков.

- Testo 405

     Измерение скорости потока воздуха и температуры. Термоанемометр для измерения скорости потока воздуха, объемного расхода  и температуры. Идеально подходит для  измерений в воздуховодах. Телескопическая  рукоятка до 30  см.

- Анемометры ЭА-70

     Анемометры ЭА-70 Предназначены для точных измерений скорости воздушного потока. В отличие от всех существующих термоанемометров показания практическине зависят от температуры потока. Имеют абсолютную термокомпенсацию.

     Анемометр ЭА-70(1) применяются для контроля микроклимата на рабочих местах в санитарно-гигиенических лабораториях и в различных отраслях промышленности, а также для высокоточного измерения скорости воздушных потоков при аэромеханических измерениях в широком диапазоне температур воздушного потока.

     Анемометр ЭА-70(0) применяются в качестве эталонных средств измерений в составе аэродинамических установок типа АДС, предназначенных для поверки, калибровки и испытаний рабочих средств измерений скорости воздушного потока.

1.6 Вибрации

     Вибрация (от лат. Vibratio — кoлебание, дрожание) - механические колебания.

     Для измерения вибраций используют виброанализаторы. Для измерения, сбора и анализа параметров вибрации в целях мониторинга и диагностики технического состояния промышленного оборудования, собранные данные могут быть введены в компьютер для их дальнейшей обработки и хранения, при оснащении соответствующими датчиками виброанализатор может быть использован как самостоятельно, так и в составе программно- технических комплексов, для мониторинга и диагностики промышленного оборудования по температурным и электрическим параметрам, а также частоте вращения. 

     Приборы контроля вибрации (вторичные преобразователи, контроллеры, приборы аппаратного  уровня). Анализируют полученные от датчиков сигналы и в соответствии с заданной программой принимают  решение - подать сигнал тревоги, остановить оборудование, сделать запись в архив.

- ПИК-VT

      Прибор  относится к группе 2 по ГОСТ Р 51330.0 – «взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной установки, предназначенное для потенциально взрывоопасных сред, кроме подземных выработок шахт и рудников и их наземных строений, опасных по рудничному газу и пыли». Прибор рассчитан на установку в комплекте с пьезоэлектрическими датчиками вибрации типа DV-1, DVА-3-3-3 и термопреобразователями сопротивления ТСМ, ТСП и ТП AD22100ST.

Прибор  обеспечивает непрерывный контроль по восьми независимым каналам за состоянием температуры и виброскорости агрегата с выдачей сигналов световой сигнализации и двух сигналов блокировки. В каждом канале задаются две уставки: предупредительная и аварийная. Возможно задание временных задержек срабатывания выходных реле, отключение неиспользуемых каналов. Обмен информацией с системой верхнего уровня осуществляется по последовательному каналу RS-485 (RS-232) по протоколу ModBus-RTU. Предусмотрена выдача стандартных аналоговых сигналов для ввода в систему телеметрии (0–5 В; 1–5 мА; 4–20 мА).

Сигнализатор  осуществляет контроль своей работоспособности  и каналов датчиков, информируя оператора  о неисправности.

1.7. Деформации

     Деформация (от лат. deformatio — искажение), изменение относительного положения частиц тела, связанное с их перемещением. Д. представляет собой результат изменения междуатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно Д. сопровождается изменением величин междуатомных сил, мерой которого является упругое напряжение.

     Для определения механических характеристик  материалов из пластмасс и металлов в лабораторной практике используют машины разрывные.

-РМ 50

     Разрывная машина РМ-50 предназначена для статических  испытаний образцов сварных соединений толщиной от 2 до 25 мм на растяжение и изгиб по ГОСТ 6996-66.

Разрывная машина предназначена для применения в полустационарных лабораториях контроля качества сварных соединений на строительстве магистральных трубопроводов. Принцип работы разрывной машины заключается в деформировании испытываемых образцов с помощью гидравлического привода и измерения нагрузки по давлению в рабочих цилиндрах путем уравновешивания давления силой упругой деформации стержня (торсиона).