Метрологическое обеспечение вагонных весов

Введение	4
1 Элементы весовых устройств	7
2 Технические характеристики  весов вагонных РС-150	9
3 Анализ методов и  средств проведения поверки вагонных  весов	11
4 Выбор метода поверки  вагонных весов	16
5 Разработка поверочной  схемы и структурной схемы поверки	20
5.1 Условия проведения  поверки	25
5.2 Требования к безопасности	25
6 Разработка программы  поверки	26
7 Разработка алгоритма  поверки	31
8 Расчет неопределенности	33
Заключение	35
Список использованной литературы	36

Содержание

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Железнодорожные весы предназначаются для осуществления взвешивания грузов перевозимых железнодорожным транспортом, независимо от их характера и способа транспортировки (вагоны, платформы, цистерны).

Различными  производителями выпускаются различные железнодорожные весы, под разными марками и названиями. Но из всего многообразия моделей, можно выделить три основные разновидности:

1. весы, производящие взвешивание груза в статическом положении;
2. весы для динамического взвешивания;
3. комбинированные железнодорожные весы.

Все остальные  модели, представляющие железнодорожные весы, – это модификации трех основных видов.

Железнодорожные весы статического взвешивания предназначены для проведения учетных операций по отпуску и приемке разнообразного груза предприятиями различных отраслей промышленности. Основу весов статического действия составляют два узла – грузоприемное устройство и весоизмерительный прибор. Грузоприемное устройство имеет секционное строение и может быть одно, двух или трех секционным. В отдельных случаях монтируется и промежуточная секция. Тензорные датчики, на которые установлено грузоприемное устройство, передают суммарный сигнал на весоизмерительный прибор. Железнодорожные весы статического действия, в зависимости от модификации, дают возможность осуществлять потележечное или повагонное взвешивание. При этом можно проводить взвешивание вагонов в расцепленном или сцепленном состоянии.

 

Рисунок 1 –  Железнодорожные весы статического взвешивания

 

Динамические железнодорожные весы предназначены для взвешивания вагонов или груженых составов в движении. Основными элементами конструкции железнодорожных весов динамического действия составляют грузоприемное устройство и вторичный преобразователь. Такие железнодорожные весы имеют модульную конструкцию грузоприемного устройства, которая встраивается в полотно железной дороги. При помощи вторичного динамического преобразователя результаты замеров передаются на компьютерное устройство. Такие железнодорожные весы могут осуществлять поосное или потележечное взвешивание вагонов любого вида.

 

Рисунок 2 –  Динамические железнодорожные весы

 

Универсальные железнодорожные весы, осуществляют взвешивание вагонов, как в статическом положении, так и в движении. Основной модельный ряд, представляющий универсальные железнодорожные весы, позволяет взвешивать в состоянии статики, повагонно и потележечно, вагоны с количеством осей от четырех до восьми. В движении, такие универсальные железнодорожные весы, взвешивают как отдельные вагоны, так и железнодорожные составы. Главное отличие, которое имеют универсальные железнодорожные весы, от других видов железнодорожных весов заключается в том, что на них, в статическом положении, можно взвешивать и автомобили.

 

Рисунок 3 –  Универсальные железнодорожные  весы

 

Весы вагонные такого типа имеют конструкцию, состоящую из одной весовой платформы и набора тензодатчиков. Взвешивание вагона производится в два этапа.

Преимущества, которыми обладают весы вагонные потележечного взвешивания, заключаются в том, что их установка требует минимального объема земляных работ и усилий по возведению фундамента. Фундамент, на который устанавливаются весы вагонные потележечного взвешивания, экономичен, и сооружается очень быстро. Благодаря этому установка весов и пуск их в эксплуатацию занимает минимальное время. Весы вагонные могут проводить взвешивание вагонов любого типа и с любым расстоянием между тележками. Они не требуют тщательного ухода и просты в эксплуатации. Весы вагонные потележечного взвешивания способны эффективно работать в широком диапазоне температур и имеют повышенную защиту от проявлений окружающей среды.

Железнодорожные весы статического взвешивания предназначены для проведения учетных операций по отпуску и приемке разнообразного груза предприятиями различных отраслей промышленности. Основу весов статического действия составляют два узла – грузоприемное устройство и весоизмерительный прибор. Грузоприемное устройство имеет секционное строение и может быть одно, двух или трех секционным. В отдельных случаях монтируется и промежуточная секция. Тензорные датчики, на которые установлено грузоприемное устройство, передают суммарный сигнал на весоизмерительный прибор.

Железнодорожные весы статического действия, в зависимости от модификации, дают возможность осуществлять потележечное или повагонное взвешивание. При этом можно проводить взвешивание вагонов в расцепленном или сцепленном состоянии.

Универсальные железнодорожные весы, осуществляют взвешивание вагонов, как в статическом  положении, так и в движении. Основной модельный ряд, представляющий универсальные железнодорожные весы позволяет взвешивать в состоянии статики, повагонно и потележечно, вагоны с количеством осей от четырех до восьми. В движении, такие универсальные железнодорожные весы, взвешивают как отдельные вагоны, так и железнодорожные составы. Главное отличие, которое имеют универсальные железнодорожные весы, от других видов железнодорожных весов заключается в том, что на них, в статическом положении, можно взвешивать и автомобили.

 

 

 

 

 

 

1 Элементы весовых устройств

 

 

В последнее  время при разработке весоизмерительных устройств особое внимание уделяется поискам способов обработки информации, позволяющих повысить точность измерения. Наиболее перспективными являются многоинтегральный способ и обработка сигнала с весовой функцией. Также предложен несколько усовершенствованный способ двукратного интегрирования, в котором производится ослабление динамической составляющей путем интегрирования сигнала в течение двух примерно одинаковых интервалов времени, сдвинутых относительно друг друга на половину периода колебании основной частоты помехи.

В настоящее  время наблюдается стремление к  уменьшению размеров и массы грузоприемных  устройств. Если сначала строили  весы для взвешивания всего объекта, а затем весы для потележечного  и поосного взвешивания, то сейчас во многих зарубежных фирмах ведутся разработки новых видов грузоприемных устройств.

В железнодорожных  весах, предназначенных для взвешивания  с невысокой точностью (технологические  весы), в качестве грузоприемного устройства предлагается использовать отрезки рельсового пути со встроенными в них чувствительными элементами. Обычно и в этом случае используют прогиб рельса под действием нагрузки от колеса. На измерительный участок рельса устанавливают тензорезисторные или различного типа индукционные преобразователи.

О поисках новых  типов грузоприёмных устройств  свидетельствуют многие источники. Например, предлагается устройство, которое  состоит из взвешивающего мата и электронной части.

 

Рисунок 4 - Грузоприемное устройство весов с использованием ёмкостного электрического мата

 

Мат набирается из слоёв проводящего эластомерного  материала 5, 3, 4, разделенный полосками  из диэлектрического эластомерного  материала 2, 1, таким образом, что  образуется электрический конденсатор, емкость которого линейно зависит от приложенной к мату нагрузки. Взаимно перпендикулярное расположение диэлектрических полосок служит для увеличения линейного участка изменения емкости. Электрические слои (обкладки конденсатора) 5 и 3 соединены вместе и образуют одну обкладку, соединенную с общей шиной прибора. Слой 3 является второй обкладкой конденсатора. Электронная аппаратура позволяет измерять изменение емкости при нагружении мата и получать показание, соответствующее величине нагрузки.

 

2 Весы вагонные  РС-150

 

 

Весы вагонные РС-150Ц13В и РС-150Ц13В(М) предназначены для взвешивания в статическом состоянии грузов перевозимых железнодорожным транспортом. Весы могут применяться на железнодорожных станциях, шахтах, рудниках и других промышленных предприятиях, имеющих железнодорожные пути. Весы предназначены для работы в условиях макроклиматических районов с умеренным климатом.

 

Рисунок 5 –  Железнодорожные весы РС-150

 

Принцип действия весов основан на редуцировании  нагрузки рычажной системой весового устройства и передачи ее на указательный прибор.

Весы состоят  из грузоприемного устройства и указательного  прибора. В зависимости от конструктивных особенностей грузоприемного устройства весы выпускаются двух модификаций:

РС-150Ц13В - с балкой выполненной из двутавра №100 по ГОСТ 26020-83, РС-150Ц13В(М) - с балкой выполненной из двутавра № 60 по ГОСТ 26020-83 Грузоприемное устройство предназначено для размещения взвешиваемых грузов и редуцирования усилия системой рычагов.

Указательный  прибор предназначен для уравновешивания  усилия приходящего от весового устройства. Отсчет значения производится визуально по шкале циферблатного указателя. Режим работы весов - ручной.

Техническая характеристика весов приведена в таблице 1.

 

 

 

 

 

Таблица 1

Техническая характеристика вагонных весов РС-150

Параметр	Характеристики
1Наименьший предел взвешивания НмПВ	1 т
2 Наибольший предел взвешивания НПВ	150 т.
3 Цена деления шкалы, цена поверочного деления	50 кг
4 Класс точности весов	0,2 (±0,25)
Размеры грузоприемной платформы:
5 Длина	не более 15,5 м
6 Ширина	не более -1,8м
7 Полный средний срок службы весов	не менее -15 лет
Средняя наработка на отказ	32000 часов

 

3 Анализ методов и средств проведения поверки вагонных весов

 

 

Важным вопросом при взвешивании в движении являются способы взвешивания – повагонный, потележечный и поосный. Тот или иной способ взвешивания на вагонных весах выбирается в зависимости от максимально возможной скорости движения состава во время взвешивания, исходя из необходимой точности взвешивания, а также из условия капитальных затрат на установку весоизмерительных систем. Наиболее перспективными являются потележечный и поосный способы.

При вагонном взвешивании  длина платформы вагонных весов  такова, что вагон помещается на ней полностью и происходит взвешивание  вагона целиком. Потележечное взвешивание железнодорожных вагонов производится в два приема. Сначала взвешивается первая тележка и её масса запоминается измерительным устройством затем взвешивается вторая тележка, после чего измерительное устройство производит суммирование результатов, эта сумма принимается равной массе вагона. Масса вагона выводится на табло и запоминается в компьютере. Поосное взвешивание вагонов в движении основано на том, что взвешивается каждая ось вагона и после суммирования массы всех осей результат выводится на табло и передается в компьютер.

Известны статические  и динамические способы поверки  динамических весов, работающих в движении.

Известен статический  способ поверки железнодорожных  динамических весов, работающих в движении, с помощью статического калибратора К 15/2, предусматривающий измерение усилия, прикладываемого одновременно к образцовому и поверяемому датчикам, и калибровку поверяемого датчика по показаниям образцового датчика.

Известен статический  способ поверки весов, предусматривающий измерение усилия, прикладываемого одновременно к образцовым и поверяемым весам. Добавить рисунки

Общим недостатком всех статических способов безгирной  поверки динамических весов является низкая достоверность поверки, так  как условия поверки существенно  отличаются от штатных условий работы поверяемых весов. Как известно, при движении взвешиваемого объекта во время взвешивания он раскачивается вверх и вниз, и его давление на весоизмерительные датчики при этом меняются во времени. Причем это изменение пропорционально квадрату скорости движения взвешиваемого объекта. При статическом способе поверки весов это явление не учитывается, так как взвешивание объекта происходит без его раскачивания. Другой причиной низкой достоверности такого способа поверки являются различные условия при реальном взвешивании и при поверке. Например, при взвешивании на железнодорожных весах нагрузка прикладывается через колесо вагона к рельсу в одной точке (колесо касается рельса в одном сечении). При статическом способе поверки нагрузка прикладывается к рельсу на некотором протяженном участке, определяемом размерами домкрата.