Виды измерений:
Измерения традиционно разделяют по многим классификационным признакам. Следует лишь заметить, что подобная классификация должна основываться на рассмотрении структурных элементов измерения в их взаимосвязи. Ниже рассмотрены следующие разновидности классификации по традиционным признакам:
по измеряемой физической величине ;
по отношению к изменению измеряемой величины ;
по количеству элементарных измерительных актов ;
по выражению результата измерения ;
по характеру оценивания погрешности ;
по общим приемам получения результатов измерений и др.
4. Погрешности измерений.
По способу выражения погрешности делятся на:
Абсолютные (разность истинного и измеренного значений).
Относительные (отношение абсолютной погрешности к среднему значению).
Приведенные (отношение абсолютной погрешности к максимальному значению шкалы прибора. Он же класс точности прибора).
По характеру возникновения: систематические, случайные, промахи.
Систематические – это погрешности, которые отклоняют результат в одну и ту же сторону и на одну величину. Делятся на погрешности с известной природой и величиной, неизвестной природы и известной величины (приборная погрешность) и погрешности о которых не подозревает исследователь.
Промах можно считать случайной погрешностью.
Случайные погрешности.
Возникают из-за влияния внешних факторов на процесс измерения. Отклоняют значение от истинного в обе стороны и на непостоянную величину.
Оценка значения
(истинное
значение).
Результаты
измерений:
,
,
…
.
,
,
.
П
ри
и
.
Оценка погрешности.
,
где
–
вероятность,
–
плотность распределения.
– распределение
Гаусса.
-
среднеквадратическое отклонение;
.
(
)
Данный метод действенен для большого числа измерений. Если количество измерений небольшое, то оценивать погрешность методом Гаусса некорректно. В таких случаях используют распределение Стьюдента.
– коэффициент
Стьюдента, зависит от
и
.
(
– в зависимости от выбранного
доверительного интервала, т.е.
,
берут из таблицы).
.
Погрешности косвенных измерений.
.
Для любого процесса измерения параметры
совместны и независимы. Есть
и
.
Тогда
.
;
.
.
,
тогда
.
– полный
дифференциал
.
,
,
,
–
абсолютная погрешность косвенного
измерения.
;
;
,
–
относительная погрешность косвенного
измерения.
Классификация средств измерения.
Средства измерения – технические средства, используемые при измерении и имеющие нормированные метрологические свойства.
Средства измерения подразделяются на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы.
Характеристики средств измерения.
Мера – устройство для воспроизведения физической величины заданного размера с определенной точностью. Однозначные меры воспроизводят только одно значение, многозначные – ряд значений.
Измерительные преобразователи – средства измерения для выработки сигнала измеряемой информации в форме, удобной для передачи / обработки / хранения, но не поддающейся восприятию наблюдателя.
Измерительные приборы – для выработки сигнала информации в виде, удобном для восприятия наблюдателя.
Измерительные установки – совокупность средств измерений, функционально соединенных для выработки сигнала в виде, удобном для восприятия.
Измерительные системы – совокупность средств измерения и вспомогательных устройств, связанных каналами связи, предназначены для выработки сигнала, удобного для восприятия / автоматической обработки / использования в АСУ.
6. Химико-технологические объекты управления.
Технический объект управления (ТОУ) – совокупность совместно функционирующего технологического оборудования и реализованного на нем технологического процесса. К ТОУ относят как отдельные технические агрегаты и установки, реализующие локальный технологический процесс, так и целые производства. Требования к ТОУ:
Оборудование ТОУ должно быть полностью механизировано и безотказно работать в межремонтный период.
ТОУ должен быть разделен на определенные зоны с возможностью воздействия на технологический режим в каждой из этих зон, т.е. с возможностью изменения материальных и энергетических потоков.
Возможность воздействия на характеристики оборудования.
Возможность доступа обслуживающего персонала к датчикам, исполнительных механизмов и регулирующих органов.
Число возмущающих воздействий должно быть сведено к минимуму.
Промышленное производство обычно подразделяется на ряд технологических процессов. Под технологическим процессом понимают такую переработку сырья и полуфабрикатов, которая приводит к изменению физических и химических свойств и превращает в готовую продукцию. Технологический процесс – это совокупность технологических операций. Проводимых над исходным сырьем в одном или нескольких аппаратах, целью данных операций является получение продукта заданного качества. Осуществляют тех.процесс в различных аппаратах. Каждый технологический процесс характеризуется определенными технологическими параметрами, которые могут изменяться во времени. В химической промышленности такими параметрами являются расход материальных и энергетических потоков, химический состав, температура, давление, уровень вещества аппаратах и концентрация. Совокупность технологических аппаратов, полностью характеризующих технологический процесс называют технологическим режимом. Любой технологический процесс подвержен действию различных факторов случайных по своей природе. Они называются возмущениями. К ним относят: случайное изменение состава вещества, изменение температуры носителя, изменение характеристик технологического оборудования. Возмущающие воздействия на технологический процесс вызывают изменение технологического режима, что приводит к изменению технико-экономических показателей.
Целенаправленное воздействие на технологический процесс называется процессом управления. Совокупность требований, осуществляемых в процессе управления называются управляющими воздействиями. Сам технологический процесс вместе с технологическим оборудованием, в котором он протекает называется объектом управления, а в совокупности с устройствами необходимыми для осуществления процесса управления, называют системой управления. Процесс управления предусматривает сбор информации о текущем состоянии объекта управления, определение оптимального режима функционирования объекта, вычисление управляющих воздействий и реализует оптимальное управление воздействий.
Управление химическим предприятием посредствам автоматических систем управления (АСУ) осуществляется по иерархическому принципу на трех уровнях:
1-ый уровень АСУП
2-ой уровень АСУТП
3-ий уровень локальные системы САП
САП – периферийные органы управления через которые реализуются решения, принимаемые на более высоких иерархических уровнях.
Типовая схема производства состоит из 5 стадий:
Само сырье
Подготовка сырья
Химический синтез
Выделение целевых продуктов
Очистка целевых продуктов и выход