Обоснование, выбор и характеристика измерительного оборудования, применяемого при техническом контроле

Статистические   методы  анализа данных, относящиеся к группе а), обычно называют методами прикладной статистики. Таким образом, прикладная статистика – это наука о том, как обрабатывать данные произвольной природы, без учета их специфики.

Применение  статистических   методов  и моделей для  статистического  анализа конкретных данных тесно привязано к проблемам соответствующей области. Результаты третьего из выделенных видов научной и прикладной деятельности находятся на стыке дисциплин.

 

 

 

Их можно рассматривать как примеры практического применения  статистических методов. Но не меньше оснований относить их к соответствующей области деятельности человека.

Статистические  данные – это результаты измерений, наблюдений,  испытаний, анализов, опытов, а " статистические  технологии" - это технологии анализа  статистических  данных.

Наконец, сравнительно редко используемый применительно к статистике термин "технологии".  Статистический  анализ данных, как правило, включает в себя целый ряд процедур и алгоритмов, выполняемых последовательно, параллельно или по более сложной схеме. В частности, можно выделить следующие этапы:

- планирование  статистического  исследования;

- организация  сбора необходимых  статистических  данных по оптимальной или рациональной программе (планирование выборки, создание организационной структуры и подбор команды статистиков, подготовка кадров, которые будут заниматься сбором данных, а также контролеров данных и т.п.);

- непосредственный  сбор данных и их фиксация на тех или иных носителях (с контролем качества сбора и отбраковкой ошибочных данных по соображениям предметной области);

- первичное описание  данных (расчет различных выборочных  характеристик, функций распределения, непараметрических оценок плотности, построение гистограмм, корреляционных полей, различных таблиц и диаграмм и т.д.),

- оценивание тех  или иных числовых или нечисловых  характеристик и параметров распределений (например, непараметрическое интервальное  оценивание коэффициента вариации или восстановление зависимости между откликом и факторами, т.е. оценивание функции),

- проверка  статистических  гипотез (иногда их цепочек - после  проверки предыдущей гипотезы  принимается решение о проверке  той или иной последующей гипотезы),

- более углубленное изучение, т.е. применение различных алгоритмов многомерного  статистического  анализа, алгоритмов диагностики и построения классификации, статистики нечисловых и интервальных данных, анализа временных рядов и др.;

- проверка устойчивости  полученных оценок и выводов относительно допустимых отклонений исходных данных и предпосылок используемых вероятностно-статистических моделей, в частности, изучение свойств оценок методом размножения выборок;

- применение полученных  статистических  результатов в прикладных целях (например, для диагностики конкретных материалов, построения прогнозов, выбора инвестиционного проекта из предложенных вариантов, нахождения оптимальных режима осуществления технологического процесса, подведения итогов испытаний образцов технических устройств и др.),

- составление  итоговых отчетов, в частности, предназначенных  для тех, кто не является специалистами  в  статистических   методах  анализа данных, в том числе  для руководства - "лиц, принимающих  решения".

 

 

Процедура  статистического  анализа данных – это информационный технологический процесс, другими словами, та или иная информационная технология.  Статистическая  информация подвергается разнообразным операциям (последовательно, параллельно или по более сложным схемам).

Теория  статистических   методов  нацелена на решение реальных задач. Поэтому в ней постоянно возникают новые постановки математических задач анализа  статистических  данных, развиваются и обосновываются новые методы. Обоснование часто проводится математическими средствами, т.е. путем доказательства теорем. Большую роль играет методологическая составляющая – как именно ставить задачи, какие предположения принять с целью дальнейшего математического изучения. Велика роль современных информационных технологий, в частности, компьютерного эксперимента.

Отметим, что актуальной является задача анализа истории  статистических   методов  с целью выявления тенденций развития и применения их для прогнозирования. Ситуация с внедрением современных  статистических   методов  на предприятиях и в организациях различных отраслей народного хозяйства внушает оптимизм. На отечественных предприятиях продолжают развиваться структуры, нуждающиеся в  статистических   методах, - подразделения качества, надежности, управления персоналом, центральные заводские лаборатории и другие. Толчок к развитию в последние годы получили службы контроллинга, маркетинга и сбыта, логистики, сертификации, прогнозирования и планирования, инноваций и инвестиций, управления рисками, которым также полезны различные  статистические   методы , в частности, методы экспертных оценок. Включенные в учебник методы необходимы органам государственного и муниципального управления, организациям силовых ведомств, транспорта и связи, медицины, образования, агропромышленного комплекса, научным и практическим работникам всех областей деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Обоснование, выбор и характеристика грузопоршневых манометров

 

2.1 Выбор,  метрологические характеристики, назначение и область применения грузопоршневых манометров

 

Манометры грузопоршневые -  теплотехнические приборы, предназначенные для калибровки и поверки менее точных  средств измерений и манометров абсолютного, избыточного (положительного и отрицательного) давления и разности давлений, в т.ч. при рабочем статическом давлении. Манометр грузопоршневой является наиболее точным и стабильным прибором, дающий наилучшую повторяемость результатов измерений. Такие эталоны обеспечивают самую низкую погрешность измерения и задания давления.

Грузопоршневые манометры изготовлены на базе обычной неуплотненной поршневой пары, смазанные жидкой или газовой основой. Поршни таких приборов, в основном, выполнены из карбида вольфрама и нержавеющей хромированной стали. Также поршни изготавливаются из стеллита и керамики, обладающей характеристиками карбида и вольфрама. Цилиндры состоят из карбида вольфрама, а также каленой мартенситной стали. Грузы для грузопоршневых манометров делают из стали и алюминия. Модели таких приборов имеют дополнительные основания для установки. Если на грузопоршневые манометры калибруются поршневые пары от других фирм производителей, то для таких случаев существуют переходники, обеспечивающие измерение давления на одной высоте обеими парами. Положение пары поршней, возможно, определить благодаря визуальному осмотру, специальному индикатору положения, а также с помощью бесконтактных датчиков, которые измеряют перемещение с маленькой погрешностью +1 и -1 мкм. Все это отображается на экране дисплея в настоящем времени.

Метрологические характеристики манометра

-Диапазон измерений

Диапазон давлений, измеряемый грузопоршневым манометром.

-Верхний предел  диапазона измерений (Рмакс)

Максимальное давление, которое может быть измерено.

-Нижний предел  диапазона измерений (Рмин)

Минимальное давление, которое может быть измерено.

-Уравнение преобразования

Уравнение, которое устанавливает соотношение между воспроизводимым давлением и массой используемых грузов, принимающее в расчет другие

входные величины.

-Эффективная  площадь поршневой пары манометра

Площадь, определяемая для данной поршневой пары манометра, которая

используется в уравнении преобразования для расчета измеряемого давления.

-Рабочий ход  поршня

Ход поршня, в пределах которого манометр сохраняет свои метрологические

 

 

 

характеристики.

-Скорость опускания  поршня

Скорость опускания поршня в пределах его рабочего хода в определенных условиях.

-Время свободного  вращения поршня

Время, в течение которого поршень вращается свободно после достижения им определенной скорости, до его остановки.

-Порог реагирования

Минимальное значение массы накладываемого груза при сличении поверяемого манометра с эталонным манометром, которое вызывает видимое изменение равновесия обоих приборов.

-Повторяемость

Способность манометра занимать одинаковое положение поршня при наложении одного и того же груза при многократном наложении.

-Случайная составляющая  погрешности при измерении давления

Характеристика, связанная с результатом измерений давления,

характеризующаяся разбросом значений измеряемого давления.

-Неопределенность измерений давления

Разность между результатом измерений давления и истинным (действительным) значением измеряемого давления.

-Максимальная  допускаемая погрешность

Максимальная допускаемая разность (положительная или отрицательная) между показаниями манометра и соответствующим истинным

(действительным) значением измеряемого давления.

-Класс точности

Класс точности - обобщенная характеристика манометра, соответствующая определенным метрологическим требованиям, регламентирующим сохранение неопределенности в определенных пределах. Метрологические характеристики грузопоршневого манометра (приложение В).

 

2.2 Основные элементы и принцип действия, достоинства и недостатки, схемы

 

Принцип действия грузопоршневых манометров основан на уравновешивании измеряемого давления грузами, действующими на поршень в цилиндре. Наиболее распространенным грузопоршневым манометром является манометр с неуплотненным поршнем, в котором между поршнем и цилиндром присутствует зазор, заполненный жидкой или газовой смазкой, которая под давлением поступает в зазор и предохраняет подвижные части манометра от механических повреждений. К отличительным особенностям таких манометров относятся высокая точность при широких диапазонах измерений и стабильность показаний, вследствие чего данные приборы применяются для поверки и калибровки других менее точных манометров.

Схема грузопоршневого манометра (приложение А)

Прибор состоит из колонки, укрепленной на станине прибора. В колонке имеется вертикальный цилиндрический канал, в котором движется пришлифованный поршень,

 

 

несущий на верхнем конце тарелку для установки грузов. Верхняя часть колонки снабжена воронкой для сбора масла, просачивающегося через зазор между поршнем и цилиндром. В станине высверлен горизонтальный канал, в расширенной части которого движется посредством винтового штока поршень 7, уплотненный манжетами. Канал в станине соединяется с каналом колонки и каналами двух бобышек, предназначенных для укрепления поверяемых  манометров . Кроме того, с каналом станины соединен канал воронки 8, которая служит для заполнения системы маслом.

Каналы снабжены игольчатыми вентилями 9—12 для отсоединения их от канала станины. Назначение вентиля 13— спуск масла из прибора. Максимальное давление, создаваемое грузами, 4,90 МН/м2 (50 кгс/см2). Для поверки  манометров  на большее давление пользуются поршневым прессом, отсоединив от прибора поршневую колонку 1 вентилем 10. В качестве прибора сравнения применяют образцовый пружинный  манометр, присоединяя его к одной из бобышек 4, а поверяемый прибор — к другой бобышке.

Достоинство грузопоршневых манометров в том, что они имеют сменные поршневые пары, сменный индикатор положения поршня, а также сменный манометр. Недостатки состоят в низкой чувствительности и неудовлетворительной температурной компенсации.

 

2.3 Обеспечение безопасности при проведении измерений

 

При работе с грузопоршневым манометром необходимо принять меры, исключающие порчу и загрязнение деталей манометра, особенно притёртых поверхностей поршневой пары эталонной грузопоршневой колонки. 
Запрещается производить любые ремонтные и демонтажные работы при наличии избыточного давления в системе манометра, создавать давление более бМПа (60 кгс/см2), а также пользоваться открытым огнём вблизи манометра.

При получении тары с манометром необходимо проверить её сохранность. 
Распаковку тары производить в следующем порядке: 
-       открыть крышку тары; 
-       освободить эталонную грузопоршневую колонку, грузы, устройство для создания давления и устройство для наблюдения за взаимным расположением поршней от упаковочного материала, а затем протереть марлей (бязью); 
-       проверить отсутствие механических повреждений;

-       сверить наличие принадлежностей в таре с комплектностью; 
Расконсервацию, разборку и сборку манометра необходимо производить в помещении при температуре (20 ±5)°С, предварительно выдержав в нём манометр не менее 5 часов. В эталонной грузопоршневой колонке отвернуть втулку, вынуть поршень с грузоприёмным устройством  из цилиндра, не допуская перекосов. Притёртые поверхности промыть в чистом бензине ГОСТ 1012-72, протереть чистой тканью ГОСТ 11680-76 и папиросной бумагой ГОСТ 3479-76. 
Устройство для создания давления установить на прочном столе, исключающем