Главная Стандартизация Метрология в народном хозяйстве



Метрология в народном хозяйстве

Метрология - Стандартизация

метрология в народном хозяйстве

Проблема обеспечения высокого качества продукции находится в прямой зависимости от степени метрологического обслуживания производства. Это, в значительной мере, проблема умения правильно измерять параметры качества материалов и комплектующих изделий, поддерживать заданные технологические режимы, т. е. измерять множество параметров технологических процессов, резуль­таты измерений которых преобразуются в управляющие команды.

В настоящее время нельзя назвать ни одной области народного хозяйства, многочисленных видов обслуживания населения, в ко­торых бы большая роль не принадлежала измерениям.

Метрология органически связана со стандартизацией, и эта связь выражается  прежде всего в стандартизации единиц физических величин, системы государственных эталонов, средств измерении и методов поверок, в создании стандартных образцов СВОЙСТВ и состава веществ. В свою очередь стандартизация опи-рается на метрологию, обеспечивающую правильность и воспроизводимость результатов испытаний материалов и изделий, а также заимствует из метрологии методы определения и контроля качества.

Повышение роли измерений в современном производстве прежде всего потребовало решительного увеличения доли затрат на из­мерительную технику в общем объеме капитальных вложений. Так, в СССР эта доля уже составляет значительный процент всех за­трат на оборудование в химической, радиоэлектронной, самолетостроительной и ряде других отраслей промышленности. Стоимость всего парка измерительного и испытательного оборудования в стране достигает нескольких десятков миллиардов рублей. Около 40% всего объема промышленности (по основному капиталу) относится к отраслям, для которых измерения органически входят в технологический процесс и, следовательно, производство которых не может осуществляться без хорошо организованных измерений. Можно выделить три главные функции измерений в народном хозяйстве:

учет продукции народного хозяйства, исчисляющейся по массе, длине, объему, расходу, мощности, энергии и т. д.;

измерения физических величин, технических параметров, характеристик процессов, состава и свойства веществ, проводимые при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции, в медицине, сельском хозяйстве и других отраслях;

измерения, проводимые для контроля и регулирования технологических процессов (особенно в автоматизированных производ­ствах) и для обеспечения нормального функционирования транспорта и связи.

Наиболее наглядным является влияние метрологических характеристик измерений при выполнении первой из этих функций.

Состояние современного весового хозяйства таково, что в процессе взвешивания остается неучтенным около 1% всех измеряемых продуктов производства. Не учитывается большая доля всех жидких и газообразных продуктов (нефть, газ, бензин и др.). Погрешности эксплуатируемых в настоящее время счетчиков энергии (в среднем 2%) приводят к неопределенности в учете такого же количества электроэнергии. Если эти проценты выразить в абсолютных числах для зерна, нефти, газа, цемента, хлопка, энергии, чугуна, стали, удобрений и других продуктов добычи и производства, то многие потери, составляющие ежегодно многие сотни миллионов рублей, станут еще более очевидны. Следует подчеркнуть, что это в большинстве случаев именно потери, так как неучтенные продукты идут на компенсацию сверхнормативного неоправданного расхода в процессе дальнейшей переработки и теряются для народного хозяйства.

Если повысить точность учета  только в два раза, то в народном

хозяйстве будут учитываться новые колоссальные массы материалов и продуктов.

Нарушение единства измерений, недостаточная их точность, не всегда продуманная организация измерений и метрологической службы приносят большие потери при выполнении второй и третьей функций измерений в народном хозяйстве.

Например, погрешность в определении влажности, равная 1 %, вызывает неточность в определении годовой стоимости, достигну­той по уровню добычи и производства 1966 г. (в млн. руб.): угля и сланца — 73, кокса — 17, торфа — 6—7, железной руды—14, ми­неральных удобрений — 3, зерна — 60, шерсти — 26 и т. д. Только стоимость перевозки 1% излишней влаги в угле, коксе и руде со­ставляет свыше 20 млн. руб. в год, а в зерне, хлопке, минеральных удобрениях и стройматериалах — 55 млн. руб. в год; увеличение влажности угля на Г% снижает теплоту его сгорания на 1,2—1,3%, что равносильно потерям свыше 9,2 млн. т угля в год (по уровню добычи 1982 г.). Соответственно для нефти и газа эти числа в несколько раз выше.

В промышленности значительная часть измерений состава вещества все еще производится с помощью количественного или даже качественного анализа. Погрешности этих анализов иногда; бывают в несколько раз выше, чем разница между количествами отдельных компонентов, на которую согласно установленной для них рецептуре должны отличаться друг от друга металлы различных марок, химических материалов и т. д. В результате — ухудшение качества машин и механизмов или даже возможные тяжелые аварии.

Недостаточная точность измерений размеров в станкостроительной промышленности препятствует выпуску прецизионных станков высшего класса, а в свою очередь срок службы, например, подшипников, выпускаемых на недостаточно точном оборудовании, значительно снижается.

Резервы нашего народного хозяйства, которые должны быть использованы путем повышения точности измерений и улучшения эксплуатации средств измерений, огромны, но еще большие резервы имеются в тех областях, где измерения вообще не производятся. Так, активный контроль температуры и влажности в хранилищах снизит потери зерна на 1—3%, отход картофеля — на 6—16%, капусты— на 20%. Введение активного контроля физических условий в теплицах позволит поднять производительность труда на 15%, снизить расход тепла на 10—15% и поднять урожайность овощей на 10—15%.

Исключительно велика роль измерений в повышении качества продукции. Она заключается не только в контроле качества с по­мощью средств измерений, но и в обеспечении необходимых показателей качества в самом технологическом процессе с помощью средств активного контроля.

Дальнейший прогресс народного хозяйства в нашей стране должен сопровождаться быстрым развитием всех направлений из-

мерительной техники. Предельные технические и метрологические характеристики средств измерений должны быть существенно выше максимальных требований, предъявляемых сегодня промышленностью.    \

Разработка каждого нового технологического процесса, созда-згае нового изделия должны основываться на уже разработанных и аттестованных методах и средствах измерений.

С увеличением сложности промышленных предприятий число «точек измерения» возросло во много раз. В результате, для из­мерительных комплексов службы управления отдельными промышленными установками потребовалось выделять отдельные по­мещения. Количество информации, получаемой от всех измерительных устройств, оказалось настолько большим, что для его переработки необходимо применять ЭВМ.

С каждым годом задача сбора и переработки измерительной информации становится все шире. Современные информационно-вычислительные комплексы позволяют собирать в центральном .пункте все существенные результаты измерений, относящихся к одной установке или к цеху или к предприятию в целом. Эта информация, соответственно обработанная, воссоздает картину всех важнейших процессов, происходящих на данном объекте (установке, цехе, предприятии) и дает возможность управлять ими опти-шдльным образом.

Система сбора и обработки информации может быть построена различно. В одних случаях вся измерительная информация подво­дится к одной центральной электронной вычислительной машине, в других она собирается и обрабатывается непосредственно около каждой установки при помощи малых вычислительных машин, а затем результаты подсчетов передаются в центр, где производится обобщающая обработка. Выбор того или иного варианта решается в зависимости от стоящих задач, а также от расстояний, которые при этом приходится преодолевать. Учитываются и технические, и экономические соображения. Чем длиннее канал связи, тем больше возможности появления помех, устранение которых требует дополнительных технических устройств.

Чем длиннее канал связи, тем больше его стоимость, которая растет непропорционально его длине. Так как стоимость канала связи является накладным расходом, то экономическая целесообразность того или иного варианта должна быть всесторонне взве­шена.

Быстродействие приборов позволяет накопить за короткий промежуток времени большое число результатов измерений.

Возможность передачи этих результатов на обработку в вычислительное устройство позволяет снизить погрешности измерений, обусловленные случайными причинами. Быстродействие же определяет возможность снижения систематических погрешностей, обусловленных непостоянством характеристик приборов сравнения разновременного действия (например, потенциометров) между двумя операциями сравнения с мерой, так как эта операция мо жет проводиться с такой частотой, чтобы практически исключить влияние непостоянства, скажем, рабочего тока потенциометра на результат измерения. Существенно повышается точность косвенных измерений, так как быстродействие прибора обусловливает уменьшение зависимости измеряемой величины от непостоянства параметров влияющих величин.

В настоящее время стремятся строить измерительные средства ПО модульно-блочному принципу,  согласно которому измеритель­ное средство  комплектуется  стандартными  блоками,    выполняющими  определенные  функции  измерительной  цепи.  Это  ускоряет построение измерительных средств, упрощается его эксплуатация: и снижается себестоимость их производства.

Все чаще  и  чаще различные величины  измеряются  путем их: преобразования в унифицированные электрические или пневмати­ческие сигналы. Это дает возможность изготовлять вторичные измерительные и регулирующие устройства одинаковыми (или е шг-лым числом модификаций) в порядке массового производства, что существенно упрощает их выпуск.

Необходимо подчеркнуть, что многие современные измерительные устройства, особенно если они действуют с использованием! вспомогательной электрической или пневматической связи, сами; по себе содержат цепь регулирования и при их разработке и при­менении необходимо использовать теорию и технику регулирования.

Сказанное выше относится больше всего к измерениям в энергетике и технологии переработки материалов.

В области машиностроения (в широком смысле этого слова) существуют другие проблемы. Такой является уже упоминавшаяся ранее непрерывно растущая потребность в повышении точности измерения во всем диапазоне линейных размеров, особенно в об­ластях измерений малых величин, а также больших расстояний. Качество формы изделия еще не поддается измерению в такой, степени, в какой это необходимо.

Автоматизация процесса изготовления предъявляет повышенные метрологические требования к измерительным устройствам,, поскольку управление этим производством строится на использовании измерительной информации.

Важнейшей проблемой современного приборостроения является* повышение эксплуатационной надежности и в особенности долго­временной метрологической надежности средств измерения. Если; вообще отказ одного из всего комплекса измерительных устройств-может быть причиной выхода из строя станка или какой-либо другой установки, то «метрологический отказ», т. е. нарушение точности, потеря чувствительности и т. п., остающиеся незамеченными ;, могут стать причиной выпуска некондиционной продукции, искажений сигналов в линиях связи, появления нарушений в функционировании транспорта, уменьшения эффективности средств обороны и т. д.

Оставаясь незамеченными в течение длительного времени, эти

«метрологические отказы» в конце концов    при неблагоприятном стечении обстоятельств могут стать причиной катастрофы.

Сложные современные средства измерений требуют высококвалифицированного обслуживания измерительных комплексов. И это стало тоже одной из серьезнейших проблем. И дело не только в том, что учебные заведения выпускают недостаточное число нужных специалистов или не дают им необходимой подготовки, а еще и в том, что коэффициент полезного использования высокой квалификации таких специалистов оказывается очень низким в тех случаях, когда число сложных измерительных устройств на данном предприятии сравнительно невелико. Это обстоятельство явилось одним из стимулов для разработки таких измерительных комплексов, обслуживание которых в эксплуатации было бы предельно облегчено и доступно малоподготовленному персоналу. При разработке таких измерительных устройств стремятся к тому, чтобы сигнал чувствительного элемента, воспринимающего действие измеряемой величины, усилить с помощью электронного усилителя до уровня, способного привести в действие небольшой двигатель. Таким путем измерительное устройство превращается в относительно мощную измерительную машину, не чувствительную к грубым воздействиям. Одновременно благодаря мо-дульно-блочному принципу построения измерительных систем, обеспечивается легко и быстро осуществляемая взаимозаменяемость вышедших из строя частей. Все операции с такой аппаратурой может осуществлять персонал невысокой квалификации.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Учёные первооткрыватели:

Геблер, Фридрих Август

News image

Фридрих Август фон Геблер (нем. Friedrich-August von Gebler, 15 декабря 1782, Цейленрод—9 марта 1850, Барнаул) — выдающийся естествоиспытатель, географ, член-корреспондент РА...

Ливитт, Генриетта Суон

News image

Генриетта Суон Ливитт (англ. Henrietta Swan Leavitt, 4 июля 1868 — 12 декабря 1921) — американский астроном, известная своими работами по...

Авторизация



Единицы измерений:

Неделя

News image

Неде ля (калька с греческого греч. άπρακτος — «не-делающий», «не-дельный») — единица времени, большая, чем день, и меньшая месяца. Семидневное ус...

Виргата

News image

Виргата (англ. virgate; yardland; лат. virgata) — единица измерения площади земельных участков в средневековой Англии, равная 1/4 части гайды. Величина ви...

Атмосфера (единица измерения)

News image

Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. Существуют две примерно равные др...

Карат

News image

Карат (от итал. carato, через араб. кират (قيراط), от греч. kerátion (κεράτιον) — стручок рожкового дерева (Ceratonia siliqua), семена которого сл...

Открыватели:

Гиббс, Джозайя Уиллард

News image

Джозайя Уиллард Гиббс (англ. Josiah Willard Gibbs; 1839—1903) — американский математик, физик и физикохимик, один из создателей векторного анализа, статистической физики, математической теории термодинамики, что во...

Универсальный конвертер
Conversion Type:
Quantity:

converts to:

Construction Unit converter provided by: EcoLog Homes

Интересные факты:

Таблица Менделеева

News image

В конце августа 1875 г. в кабинет акад. Вюрца входит его ученик, молодой французский химик Лекок-де-Буабодран. н долго не решается об...

Эйнштейн и квантовая теория света

News image

Эйнштейн является одним из основателей новой, квантовой теории света и основателем теории относительности. Согласно квантовой теории свет представляет поток своеобразных ча...

О звуке

News image

Звук с давних пор считался одним из самых загадочных явлений природы. В самом деле, что порождает звук? Что заставляет его не...

Как происходит кристаллизация жидкости

News image

В настоящее время можно считать твердо установленным, что жидкость может затвердевать после ее охлаждения до температуры плавления только при наличии в ...

Атом и время

News image

Трудно себе представить более простое и вместе с тем более сложное понятие, чем время. Старая пословица говорит: «нет ничего в ми...

Ньютон и Марат о притяжении лучей света

News image

Что такое свет?— На этот вопрос Ньютон, очень много поработавший над изуче­нием световых явлений, отвечал так: свет — это поток бы...