Руководство по измерению давления и вакуума
| Вид материала | Руководство |
- Билет №3, 172.94kb.
- И. П. Волк рлэ як-18т руководство, 1114.6kb.
- Законы эволюции вселенной час ть 10. Механизм формирования, 684.99kb.
- Н. А. Козырева как механика физического вакуума. Жвирблис В. Е. 1994, 245.74kb.
- Научная и производственная элита по вопросам измерения давления впервые собралась, 40.25kb.
- Методика обработки кривых восстановления давления, полученных при исследовании газовой, 153.93kb.
- Разработка системы автоматического управления компрессора сверхвысокого давления, 14.49kb.
- Литература. 27, 287.37kb.
- Роль атмосферного давления в поведении рыбы, 42.82kb.
- Невский завод, 56.79kb.
3.3. Изменения атмосферного давления
Атмосферное давление - это сила, действующая на поверхность единичной площади и вызванная гравитационным притяжением земли вертикального столба воздуха над этой площадью. Атмосферное давление передается одинаково во всех направления в пределах этого столба, и может быть измерено различными методами, описанными в разделе 5. Плотность воздуха над поверхностью земли связана с изменениями температуры и глобальными метеоструктурами, вызывающими изменения в силе вертикального воздействия, а следовательно, давлении. Всем знакомы явления изменений атмосферного давления: формации высокого давления связаны с ясной погодой, области низкого давления с дождем и ураганами.
Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты. На вершине горы столб оставшегося воздуха над нами меньше, и гравитационное ускорение меньше (поскольку центр массы Земли дальше), следовательно, и атмосферное давление меньше. Это природное явление используется в самолетах для измерения высоты.
3.4. Термины и определения, связанные с давлением
Следующий список определяет ряд метрологических терминов, используемых при измерении давления. По возможности определения были взяты из официальных источников, таких как документы Международной организации по стандартизации: международный словарь основных и общих терминов в метрологии [33], Вакуумные технологии - словарь [1], Руководство по выражению неопределенностей измерений [32], или Британский Стандартный Глоссарий терминов, используемых в метрологии [6]. Эти термины показаны жирным шрифтом. Однако не все такие определения полностью воспроизведены, и мы советуем читателям обратиться к соответствующим оригинальным источникам (для более подробного объяснения смотрите раздел 11.1). В тексте были произведены некоторые небольшие изменения для того, чтобы подчеркнуть семантику, связанную с измерениями давлений. Например, слова измеряемая величина часто заменялось на слово давление. Текст, выделенный курсивом и следующий за официальным определением, означает примечание авторов. Определения для других терминов относятся к общему употреблению, по мнению авторов, но следует заметить, что подобные термины имеют тенденцию к использованию для определенных диапазонов давлений и могут быть неадекватными или неоднозначными при применении ко всем технологиям давления.
| Термин | Определение |
| Точность измерения | степень приближения результата измерения к истинному значению давления Примечание: точность является качественным понятием. Истинное значение никогда не может быть известно точно. |
| Точность измерительного прибора | способность измерительного прибора давать отклик, близкий к истинному значению. Примечание: точность является качественным понятием. |
| Настройка (измерительного прибора) | операции по приведению измерительного прибора в состояние, пригодное для его использования |
| Барометр | прибор, предназначенный для измерения атмосферного давления |
| Наилучшая прямая | вычисленное по набору результатов измерений уравнение прямой, которая стремится минимизировать разности (обычно называемые остатками) между линией и результатом измерений. Существует более, чем один статистический метод, каждый из которых может поместить прямую в свое отличное положение по отношению к измеренным данным. |
| Калибровка | набор операций, которые при определенных условиях устанавливают связь между значениями величин, которые выдаются измерительным прибором или измерительной системой, и соответствующими значениями, измеренными с помощью стандартных приборов. Смотрите раздел 7.1 для обсуждения разницы между калибровкой и настройкой. |
| точка калибровки | одно отдельное измерение из набора измерений, проводимых при калибровке |
| Коррекция | значение, добавляемое алгебраически к неоткорректированному результату измерения для того, чтобы компенсировать систематическую ошибку Примечание: т.к. систематическая ошибка не может быть известна точно, то компенсация не может быть полной. |
| ползучесть | свойство материала, находящегося под нагрузкой, изменять свои размеры или местоположение с течением времени |
| грузопоршневой манометр | термин, обычно используемый для описания прибора, который содержит поршневый цилиндр баланса давления, грузы с определенными массами, основную сборку и другие дополнительные принадлежности (смотрите баланс давления) |
| Дрейф | медленное изменение метрологической характеристики измерительного прибора |
| Ошибка (измерения) | результат измерения минус истинное значение измеряемой величины. Ошибка численно равна коррекции, но противоположна ей по знаку. |
| ошибка, линейного давления случайная ошибка систематическая | отклонения показаний прибора измерения дифференциального давления от давления отсчета при постоянных дифференциальных давлениях традиционный и повсеместно вытесняемый термин, используемый в анализе неопределенностей. Вместо него в современной практике ошибки подразделяются на ошибки типа А и типа В, что позволяет проводить лучший анализ. традиционный и повсеместно вытесняемый термин, используемый в анализе неопределенностей. Вместо него в современной практике ошибки подразделяются на ошибки типа А и типа В, что позволяет проводить лучший анализ. |
| давление столба жидкости | давление, полученное в результате воздействия силы тяжести на столб жидкости |
| предел шкалы | максимальное значение, которое может показать прибор |
| Фундаментальный метод измерения | метод измерения, при котором значение измеряемой величины получается путем измерения подходящих базовых величин. Методика измерения, принципы которой позволяют определять значения давления непосредственно по значениям длины, массы и времени. Первичные стандарты сами по себе фундаментальные, но слово фундаментальный не подразумевает высокую производительность - например, простые водяные U- трубы являются фундаментальными средствами. Все коммерческое оборудование, каким бы фундаментальным оно ни было, нуждается в калибровке, если необходима трассируемость. |
| Гистерезис | свойство измерительного прибора, проявляющееся в том, что его отклик на заданное воздействие зависит от последовательности предыдущих воздействий, например, зависимость показания от того, повышается давление или падает |
| величина воздействия | любое воздействие, которое может повлиять на неопределенность, связанную со значением измерения |
| ISO | Международная организация по стандартизации |
| средний свободный пробег | среднее расстояние, которое проходит молекула между ударами, важное понятие в вакуумной технологии |
| метрология | наука об измерениях |
| NAMAS | Национальная аккредитация измерений и стандартов - британский стандарт для аккредитации согласно EN45001 (см.UKAS) |
| NPL | Национальная физическая лаборатория, национальная лаборатория эталонов Великобритании, в которой разрабатываются и обслуживаются большинство физических эталонов измерений Великобритании, в том числе для давления и вакуума |
| ppm | аббревиатура миллионых долей, например 0.01%=100 ppm |
| паскаль | единица давления в СИ, сокращенно обозначается Па |
| точность | традиционный термин, относящийся к степени качества измерения. Его использование при вычислении неопределенности измерения было вытеснено такими понятиями как повторяемость и разрешение |
| давление, абсолютное внешнее атмосферное барометрическое базовое взрыва расчетное дифферен-е динамическое относительное линейное максимальное рабочее рабочее парциальное защитное статическое | значение давления по отношению к нулевому давлению. Смотрите раздел 3.2 давление, окружающее прибор, часто равно преобладающему атмосферному давлению давление, вызванное гравитационным притяжением между землей и окружающим ее воздухом. Синоним барометрического давления смотрите атмосферное давление наименьшее давление, полученное в вакуумной системе после непрерывной откачки в течение длительного периода. Часто применяется технологический процесс теплового цикла. Синоним остаточного давления величина приложенного давления, которое вызывает утечку среды давления. Также называется разрывным давлением наибольшее значение давления для данных рабочих условий и температуры, при которых предполагается безопасная работа прибора или системы. значение разности между двумя значениями давлений обычно, давление, значение которого существенно изменяется за короткий промежуток времени. Или иначе при измерениях скорости потока понятие динамического давления может относиться к сумме статического давления и давления удара значение давления, измеренное по отношению к атмосферному давлению. Смотрите раздел 3.2 используется в общем смысле для определения номинального давления в системе, часто используется в качестве отсчета для измерений дифференциального давления. Часто называется статическим давлением максимальное давление, которое может подаваться в прибор при определенных условиях работы. Заметьте, что флуктуирующие давления могут нанести больший вред, чем постоянное давление длительного действия давление, при котором предполагается нормальная работа системы. Измерительные приборы часто выбираются таким образом, чтобы нормальное рабочее давление не приближалось к предельным характеристикам прибора вклад в общее давление отдельных компонентов, образующих среду смешанных газов или паров, часто используемую в вакуумных системах. Если не указано другое, то ‘давление’ является синонимом общего давления давление проверки безопасности, подаваемое на прибор или систему смотрите давление отсчета. Также иногда используется для описания условий, при которых значения давления постоянны, что является предпочтительным при проведении измерений нединамического давления. |
| Баланс давления | Прибор, состоящий из поршня тонкой работы, установленного вертикально в притертом цилиндре, который используется для уравновешивания измеряемого давления. Также называется поршневым прибором. При оснащении средствами для контроля давления, дополнительными портами для измерения давления, грузами различных масс и т.д. вся полная система обычно называется грузопоршневой манометр |
| Диапазон, измерений, рабочий номинальный | набор значений давления, для которого подразумевается, что погрешность измерительного прибора находится в определенных пределах диапазон показаний, получаемый при определенной установке средств управления измерительного прибора |
| нижняя граница диапазона | наименьшее значение давления, на измерение которого может быть настроен прибор |
| нижнее значение диапазона | наименьшее значение давления, которое измеряет прибор при соответствующей настройке |
| верхняя граница диапазона | наибольшее значение диапазона, на измерение которого может быть настроен прибор |
| верхнее значение диапазона | наибольшее значение диапазона, которое измеряет прибор при соответствующей настройке |
| настраиваемость амплитуды изменений регулируемой величины | свойство, заключающееся в возможности электронным способом отрегулировать усиление и возможно, сдвиг выходного сигнала прибора таким образом, чтобы он соответствовал различным диапазонам давления. Заметьте, что это условие не изменяет собственных физических характеристик чувствительного элемента |
| Повторяемость (результатов измерений) | степень совпадения результатов успешных измерений давления, проведенных при одинаковых условиях измерения. Условия включают: одна и та же методика проведения измерений, наблюдатель, прибор, условия, местоположение; и проведение измерений через короткий промежуток времени. |
| Воспроизводимость (результатов измерений) | степень совпадения результатов измерений давления, проведенных при измененных условиях измерения. Включает изменение некоторых из тех условий, которые сохранялись постоянными для ‘повторяемости’, и могут иметь отношение к измерениям , проводимым через длинный промежуток времени. |
| Разрешение (устройства отображения) | наименьшая разница между показаниями устройства отображения, которая может быть различима без потери значимости. Заметьте, что очень важно не путать разрешение собственно индикатора с разрешением системы измерения давления, в которую входит и индикатор; эта система будет иметь меньшее (худшее) разрешение, чем только один индикатор. |
| Время отклика | интервал времени между моментом, когда воздействие подвергается определенному резкому изменению и моментом, когда отклик достигает и остается в определенных пределах вокруг его конечного неизменного значения |
| опломбированный прибор | трансдьюсер давления, который имеет встроенный ‘опломбированный’ эталон давления известной величины, который электронным образом настраивается так, что при воздействии на него атмосферного давления он показывает ‘ноль’. |
| Чувствительный элемент | элемент измерительного прибора или измерительной цепи, на который прямо или опосредованно воздействует измеряемое давление |
| амортизатор | компонент, установленный в линии системы измерения давления для того, чтобы ограничить поток газа, обычно с целью уменьшить колебания давления |
| размах | модуль разницы между двумя границами номинального диапазона |
| стабильность | способность измерительного прибора сохранять его метрологические характеристики неизменными с течением времени |
| стандартное отклонение | математическая величина, используемая для того, чтобы охарактеризовать разброс результатов |
| стандартная неопределенность | неопределенность результата измерения, выраженная в виде стандартного отклонения |
| эталон, государственный (измерения) первичный образцовый вторичный передаточный рабочий | эталон, государственным решением признанный служить в качестве основы для определения значений других эталонов соответствующей величины. эталон, общепризнанный и определенный, как имеющий наивысшие метрологические качества, значение которого принимается без ссылки на другие стандарты этой же величины эталон, обычно имеющий наивысшее метрологическое качество возможное в данном месте или в данной организации и на котором основаны все измерения ,проводимые там. Образцовый эталон сам необходимо периодически калибровать. эталон, значение которого определяется путем сравнения с первичным эталоном той же величины эталон, используемый в качестве промежуточного при сравнении эталонов. эталон, регулярно используемый для калибровки или проверки измерений, измерительных приборов или стандартов. |
| Температурный коэффициент | изменение измеренного значения на единицу изменения температуры. Чем выше температурный коэффициент , тем больше чувствительность прибора к температурным изменениям. |
| Компенсация температуры | метод уменьшения влияния изменения температуры на прибор для измерения давления |
| трассируемость | свойство результата измерения или значения эталона, состоящее в том , что он может быть привязан к установленным образцам, обычно государственному или международному эталонам, через непрерывную цепь сравнений, каждое из которых имеет установленную неопределенность. |
| трансдьюсер | прибор, на выходе которого наблюдается величина, имеющая определенное отношение к давлению. Обычно используется при измерениях давления для ссылки на трансдьюсеры с выходами напряжения. |
| трансмиттер | обычно используется при измерениях давления для ссылки на приборы, сигналы которых при передаче на длинные расстояния существенно не ослабляются. Смотрите раздел 6.8.3 |
| turndown (русского аналога нет) то же, что и настраиваемость диапазона | Смотрите настраиваемость диапазона |
| turndown соотношение | соотношение между максимальным и минимальным значениями давления шкалы, которое может быть отрегулировано в приборе электронным способом . Обычно относится к трансмиттерам давления. |
| Оценка по типу А (неопределенности) | метод оценки неопределенности путем статистического анализа серии наблюдений |
| Оценка по типу В (неопределенности) | метод оценки неопределенности способом, отличным от статистического анализа серии наблюдений |
| UKAS | служба аккредитации объединенного королевства является в Великобритании государственной организацией , ответственной за оценку и аккредитацию компетенции организаций в области измерений, тестирований, контроля и сертификации систем, продукции и кадров. (смотрите NAMAS) |
| бюджет неопределенности | вычисления, уточняющие составляющие, вносящие вклад в формирование неопределенности измерений, их статистическое распределение, математические действия и суммирование. |
| неопределенность измерения | параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий дисперсию значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине. |
| Вакуум, низкий (грубый), средний высокий ультравысокий | давление от 105 Па до 100 Па давление от 100 Па до 0.1 Па давление от 0.1 Па до 10-5 Па Смотрите примечание по ультравысокому вакууму, относящееся к нижнему пределу давление ниже 10-5 Па. Многие пользователи считают границей между высоким и ультравысоким вакуумом 10-7 Па |
| погрешность нуля (измерительного прибора) | погрешность данной величины для нулевого значения давления |