Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет погрешности счетчика газа

Подсчитываем погрешность измерений счетчика

Подсчитываем погрешность измерений счетчика

При проверке электросчетчика первым делом следует выяснить, не склонно ли устройство к самоходу – самопроизвольной работе при отсутствии электрических нагрузок. Для этого необходимо отключить всех потребителей, а еще лучше – выкрутить пробки или перевести автоматические предохранители в неактивное положение. Важно, чтобы сам счетчик оставался под напряжением. Затем следует обратить внимание на индикаторы прибора: диск индукционного электросчетчика не должен самопроизвольно осуществлять движения, а светодиодный индикатор электронного устройства – не должен мерцать.

Если в течении 15 минут отключения электроприборов наблюдались заметные передвижения диска или импульсы светового индикатора – можно говорить о присутствии самохода. В таких случаях рекомендуется обратиться к компании-поставщику электроэнергии, с целью временной замены учетного прибора и его ремонта.

Проверка правильности работ

Для проверки правильности работы электрического счетчика нужно посчитать его погрешность учета. Для этого Вам понадобиться обычная лампа накаливания (в качестве нагрузки), мультиметр, калькулятор и секундомер. Сразу же рекомендуем прочитать о том, как пользоваться мультиметром, если Вы этого не знаете. Использовать Вы должны электронную модель (не стрелочный прибор и не токоизмерительные клещи).

Что касается нагрузки, то лучше всего использовать именно лампочку. Дело в том, что мощность современной бытовой техники может иметь разные значения при работе в различных режимах, поэтому лучше не использовать её в качестве нагрузки. Лучше руководствоваться паспортной мощностью, и использовать ее в расчетах, хотя по факту будет другое значение. Если даже на этом этапе появится погрешность, проверить электросчетчик в домашних условиях не получится так, как нужно.

Погрешность счетчика определяется его классом точности. Если класс точности однофазного счетчика 2,5, то относительная погрешность должна составлять не более 2,5%.

Расчёт и Подбор Счётчика тепла

Заполните ниже приведенную форму и в результате расчёта будет подобран список счетчиков тепла соответствующих заданным исходным данным.

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Передача на учёт

Обслуживание и поверка

Перед покупкой нужно знать

Подбор счётчиков тепла

Подбор счётчика тепла осуществляется исходя из технических условий теплоснабжающей организации и требований нормативных документов. Как правило, требования предъявляются к:

  • схеме учёта
  • составу узла учёта
  • погрешности измерений
  • составу и глубине архива
  • динамическому диапазону датчика расхода
  • наличию устройств съёма и передачи данных

Для коммерческих расчётов допускаются только сертифицированные счётчики тепловой энергии зарегистрированные в Государственном реестре средств измерительной техники. В Украине запрещено использовать для коммерческих расчётов счётчики тепловой энергии датчики расхода которых имеют динамический диапазон менее чем 1:10.

Расчёт счётчика тепла

Расчёт счётчика тепла заключается в выборе типоразмера расходомера. Многие ошибочно считают, что диаметр расходомера должен соответствовать диаметру трубы на которой он установлен.

Диаметр расходомера счётчика тепла должен выбираться исходя из его расходных характеристик.

  • Qmin — минимальный расход, м³/ч
  • Qt — переходной расход, м³/ч
  • Qn — номинальный расход, м³/ч
  • Qmax — максимально допустимый расход, м³/ч

0 – Qmin – погрешность не нормируется – допускается длительная работа.

Qmin — Qt – погрешность не более 5% — допускается длительная работа.

Qt – Qn (Qmin — Qn для расходомеров второго класса для которых значение Qt не указано) – погрешность не более 3% — допускается длительная работа.

Читайте так же:
Газовый счетчик левый g6 metrix

Qn — Qmax – погрешность не более 3% — допускается работа не более 1 часа в сутки.

Рекомендуется подбирать расходомеры счётчиков тепла таким образом, чтобы расчётный расход попадал в диапазон от Qt до Qn, а для расходомеров второго класса для которых не указано значение Qt в диапазон расходов от Qmin до Qn.

При этом следует учесть возможность уменьшения расхода теплоносителя через счётчик тепла, связанную с работой регулирующей арматуры и возможность увеличения расхода через теплосчётчик, связанную с нестабильностью температурного и гидравлического режима тепловой сети. Нормативными документами рекомендуется подбирать счётчик тепла с ближайшим в большую сторону значением номинального расхода Qn к расчётному расходу теплоносителя. Подобный подход к выбору счётчика тепла практически исключает возможность увеличения расхода теплоносителя выше расчётного значения, что довольно часто приходится делать в реальных условиях теплоснабжения.

Выше приведенный алгоритм выводит список счётчиков тепла которые с заявленной точностью смогут учесть расход в полтора раза превышающий расчётный и в три раза меньший от расчётного расхода. Счётчик тепла выбранный таким образом позволит при необходимости в полтора раза увеличить расход на объекте и в три раза уменьшить его.

Расчёт расхода через счётчик тепла

Расчёт расхода теплоносителя выполняется по следующей формуле:

G = (3.6 · Q)/(4,19 · (t1 — t2)), кг/ч

  • Q — тепловая мощность системы, Вт
  • t1 — температура теплоносителя на входе в систему, °C
  • t2 — температура теплоносителя на выходе из системы, °C
  • 3,6 — коэффициент перевода из Вт в Дж
  • 4,19 — удельная теплоёмкость воды кДж/(кг K)

Расчёт счётчика тепла для системы отопления

Расчёт расхода теплоносителя для системы отопления выполняется по вышеприведенной формуле, при этом в неё подставляются расчётная тепловая нагрузка системы отопления и расчётный температурный график.

Расчётная тепловая нагрузка системы отопления, как правило указывается в договоре (Гкал/ч) с теплоснабжающей организацией и соответствует тепловой мощности системы отопления при расчётной температуре наружного воздуха (для Киева -22°С).

Расчётный температурный график указывается в том же договоре с теплоснабжающей организацией и соответствует температурам теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе при той же расчётной температуре наружного воздуха. Наиболее часто используются температурные графики 150-70, 130-70, 110-70, 95-70 и 90-70, хотя возможны и другие параметры.

Расчёт счётчика тепла для системы горячего водоснабжения

Закрытая схема подогрева воды (через теплообменный аппарат) счётчик тепла установлен в контуре греющей воды

Q — Тепловая нагрузка на систему горячего водоснабжения берётся из договора на теплоснабжение.

t1 — Принимается равной минимальной температуре теплоносителя в подающем трубопроводе и также указана в договоре на теплоснабжение. Как правило она составляет 70 или 65°C.

t2 — Температура теплоносителя в обратном трубопроводе принимается равной 30°C.

Закрытая схема подогрева воды (через теплообменный аппарат) счётчик тепла установлен в контуре нагреваемой воды

Q — Тепловая нагрузка на систему горячего водоснабжения берётся из договора на теплоснабжение.

t1 — Принимается равной температуре нагретой воды на выходе из теплообменного аппарата, как правило это 55°C.

t2 — Принимается равной температуре воды на входе в теплообменный аппарат в зимний период, обычно принимают 5°C.

Расчёт счётчика тепла для нескольких систем

При установке одного счётчика тепла на несколько систем, расход через него рассчитывается для каждой системы в отдельности, а после суммируется.

Читайте так же:
Когда будет обязательно устанавливать газовые счетчики

Расходомер выбирается таким образом, чтобы он мог учитывать как суммарный расход при одновременной работе всех систем, так и минимальный расход при работе одной из систем.

Определение плотности газа по результатам измерения давления и температуры датчиками Arduino

Введение

Задача измерения параметров газовой смеси широко распространена в промышленности и торговле. Проблема получения достоверной информации при измерении параметров состояния газовой среды и её характеристик с помощью технических средств разрешается принятыми в стандартах методиками выполнения измерений (МВИ), например, при измерении расхода и количества газов с помощью стандартных сужающих устройств [1], или с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счётчиков [2].

Периодический газовый анализ позволяет установить соответствие между реальной анализируемой смесью и её моделью, по которой в МВИ учитываются физико-химические параметры газа: состав газовой смеси и плотность газа при стандартных условиях.
Также в МВИ учитываются теплофизические характеристики газа: плотность при рабочих условиях (давление и температура газа, при которых выполняют измерение его расхода или объёма), вязкость, фактор и коэффициент сжимаемости.

К измеряемым в реальном режиме времени параметрам состояния газа относятся: давление (перепад давлений), температура, плотность. Для измерения этих параметров применяются соответственно средства измерительной техники: манометры (дифманометры), термометры, плотномеры. Измерение плотности газовой среды допускается измерять прямым или косвенным методами измерения. Результаты как прямых, так и косвенных методов измерения зависят от погрешности средств измерения и методической погрешности. В рабочих условиях, сигналы измерительной информации могут быть подвержены влиянию значительного шума, среднее квадратичное отклонение которого может превышать инструментальную погрешность. В этом случае, актуальной задачей является эффективная фильтрация сигналов измерительной информации.

В данной статье рассматривается методика косвенного измерения плотности газа при рабочих и стандартных условиях c применением фильтра Калмана.

Математическая модель определения плотности газа

Обратимся к классике и вспомним уравнение состояния идеального газа [3]. Имеем:

1. Уравнение Менделеева-Клапейрона:

(1),

— давление газа;

— молярный объём;

R — универсальная газовая постоянная,

;

T — абсолютная температура, T=273.16 К.

2. Два измеряемых параметра:

p – давление газа, Па
t – температура газа, °С.

Известно, что молярный объём зависит от объёма газа V и количества молей газа в этом объёме:

(2)

Также известно, что

(3),

где: m – масса газа, M – молярная масса газа.

Учитывая (2) и (3) перепишем (1) в виде:

(4).

Как известно, плотность вещества

равна:

(5).

Из (4) и (5) выведем уравнение для плотности газа

:

(6)

и введём обозначение параметра

, который зависит от молярной массы газовой смеси:

(7).

Если состав газовой смеси не меняется, то параметр k является константой.
Итак, для расчёта плотности газа необходимо рассчитать молярную массу газовой смеси.

Молярную массу смеси веществ определяем, как среднее арифметическое взвешенное молярной массы массовых долей, входящих в смесь индивидуальных веществ.

Примем известным состав веществ в газовой смеси – в воздухе, который состоит из:

  • 23 % по весу из молекул кислорода
  • 76 % по весу из молекул азота
  • 1 % по весу из атомов аргона

Молярные массы этих веществ воздуха будут соответственно равны:

, г/моль.

Вычисляем молярную массу воздуха, как среднее арифметическое взвешенное:

Теперь, зная значение константы

, мы можем вычислить плотность воздуха по формуле (7) с учетом измеряемых значений

Читайте так же:
Производство бытового газового счетчика

и t:

Приведение плотности газа к нормальным, стандартным условиям

Практически, измерения свойств газов проводят в различных физических условиях, и для обеспечения сопоставления между различными наборами данных должны быть установлены стандартные наборы условий [4].

Стандартные условия для температуры и давления – это установленные стандартом физические условия, с которыми соотносят свойства веществ, зависящие от этих условий.

Различные организации устанавливают свои стандартные условия, например: Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC), установил в области химии определение стандартной температуры и давления (STP): температура 0 °C (273.15 K), абсолютное давление 1 бар ( Па); Национальный институт стандартов и технологий (NIST) устанавливает температуру 20 °C (293,15 K) и абсолютное давление 1 атм (101.325 кПа), и этот стандарт называют нормальной температурой и давлением (NTP); Международная организация по стандартизации (ISO) устанавливает стандартные условия для природного газа (ISO 13443: 1996, подтверждённый в 2013 году): температура 15.00 °С и абсолютное давление 101.325 кПа.

Поэтому, в промышленности и торговле необходимо указывать стандартные условия для температуры и давления, относительно которых и проводить необходимые расчёты.

Плотность воздуха мы рассчитываем по уравнению (8) в рабочих условиях температуры и давления. В соответствии с (6) запишем уравнение для плотности воздуха в стандартных условиях: температура и абсолютное давление :

(9).

Делаем расчёт плотности воздуха, приведенной к стандартным условиям. Разделим уравнение (9) на уравнение (6) и запишем это отношение для :

(10).

Подобным образом, получим уравнение для расчёта плотности воздуха, приведенной к нормальным условиям: температура и абсолютное давление

:

(11).

В уравнениях (10) и (11) используем значения параметров воздуха , T и P из уравнения (8), полученные в рабочих условиях.

Реализация измерительного канала давления и температуры

Для решения многих задач получения информации, в зависимости от их сложности, удобно создавать прототип будущей системы на базе одной из микроконтроллерных платформ типа Arduino, Nucleo, Teensy, и др.

Что может быть проще? Давайте сделаем микроконтроллерную платформу для решения конкретной задачи – создание системы измерения давления и температуры, затрачивая меньше, возможно, средств, и используя все преимущества разработки программного обеспечения в среде Arduino Software (IDE).

Для этого, на аппаратном уровне, нам понадобятся компоненты:

  1. Arduino (Uno, …) – используем как программатор;
  2. микроконтроллер ATmega328P-PU – микроконтроллер будущей платформы;
  3. кварцевый резонатор на 16 МГц и пара керамических конденсаторов на 12-22 пФ каждый (по рекомендациям фирмы-изготовителя);
  4. тактовая кнопка на перезагрузку микроконтроллера и подтягивающий плюс питания к выводу RESET микроконтроллера резистор на 1 кОм;
  5. BMP180 — измерительный преобразователь температуры и давления с интерфейсом I2C;
  6. преобразователь интерфейсов TTL/USB;
  7. расходные материалы – провода, припой, монтажная плата, и др.

Принципиальная схема платформы, с учетом необходимых интерфейсов: стандартного последовательного интерфейса, I2C, и ничего более, представлена на рис. 1.


Рис. 1 — Принципиальная схема микроконтроллерной платформы для реализации системы измерения давления и температуры

Теперь рассмотрим этапы осуществления нашей задачи.

1. Прежде, нам нужен программатор. Подключаем Arduino (Uno, …) к компьютеру. В среде Arduno Software из меню по пути Файл->Примеры->11. ArdunoISP добираемся до программы программатора ArduinoISP, которую зашиваем в Arduino. Предварительно из меню Инструменты выбираем соответственно Плату, Процессор, Загрузчик, Порт. После Загрузки программы ArduinoISP в плату, наша Arduino превращается в программатор и готова к использованию по назначению. Для этого в среде Arduno Software в меню Инструменты выбираем пункт Программатор: “Arduino as ISP”.

Читайте так же:
Отопление дома газом без счетчика

2. Подключаем по интерфейсу SPI ведомый микроконтроллер ATmega328P к ведущему программатору Arduino (Uno, …), рис. 2. Следует заметить, что предварительно биты регистра Low Fuse Byte микроконтроллера ATmega328P были установлены в незапрограммированное состояние. Переходим в среду Arduno Software и из меню Инструменты выбираем пункт Записать Загрузчик. Прошиваем микроконтроллер ATmega328P.


Рис. 2 – Схема подключения микроконтроллера к программатору

3. После успешной прошивки, микроконтроллер ATmega328P готов к установке на разработанную микроконтроллерную платформу (рис. 3), которую программируем также, как и полноценную Arduino (Uno, …). Программа опроса измерительного преобразователя давления и температуры представлена на листинге 1.


Рис. 3 Система измерения давления и температуры

Программа Python для фильтрации по каналам температуры и давления, и получение результатов

Программа Python методики определения плотности газа по результатам измерений давления и температуры представлена на листинге 2. Информация из измерительной системы выводится в реальном режиме времени.

Результаты расчёта представлены листингом и рис. 4, 5, 6.


Рис. 4 – результаты измерения (красный) и фильтрации (синий) давления


Рис. 5 – результаты измерения (красный) и фильтрации (синий) температуры


Рис. 6 – результаты расчёта плотности воздуха, приведенной к стандартным условиям (температура 273.15 К; абсолютное давление 101.325 кПа)

Выводы

Разработана методика определения плотности газа по результатам измерения давления и температуры с применением датчиков Arduino и программных средств Python.

Погрешность ГЛОНАСС в измерении километража

Нередко показания спидометра и навигационной системы расходятся, узнать точный пробег оказывается проблематично. Чтобы получить интересующую информацию, нужно разобраться в особенностях определения пройденного расстояния. Следует узнать, является ли «ГЛОНАСС» средством измерения километража и почему отмечается разница в получаемых данных.

  1. Разница в данных о пробеге автомобиля
  2. Одометры
  3. Погрешность устройств разных типов
  4. Факторы влияния на прибор
  5. Системы ГЛОНАСС-мониторинга
  6. Погрешности
  7. Причины искажений данных
  8. Как сделать контрольный замер

Разница в данных о пробеге автомобиля

Расчет пробега в системе навигации и одометре производится разными способами. В первом случае информацию получают путем определения координат автомобиля и его расстояния до спутников. Во втором во внимание берется количество оборотов колес. Точно узнать, сколько процентов погрешность «ГЛОНАСС» со спидометром, удастся только с учетом вида измерительного прибора.

Одометры

Для определения пробега используется прибор под названием одометр. Для каждой разновидности такого устройства установлен порог допустимой погрешности. При этом конструктивные изменения транспорта, его износ не учитываются. По закону, средство измерения показателей скорости и пройденного пути не могут показывать заниженные данные.

Спидометр показывает скорость с превышением реальных показателей не более чем на 10 процентов. Данные пробега на одометрах также могут быть завышены на 5–10 %.

Одометр

Погрешность устройств разных типов

Выделяют три разновидности одометров, отличающихся друг от друга конструктивными особенностями. Точность определения километража и характеристики каждого вида представлены в таблице.

Тип измерителяОписаниеПогрешность
МеханическийСчетчик приводится в движение тросиком, соединенным с редуктором. При его монтаже устанавливается передаточное число, позволяющее вычислить скорость и пробег.5–15 %
ЭлектромеханическийПоказания получает от электронного прибора, определяющего число импульсов, исходящих от скоростного датчика. Информация считывается с коробки передач.5–7 %
ЭлектронныйВ нем механический счетчик заменили на ЖК дисплей.Менее 5 %

Важно! Чтобы определить расход топлива, частоту заправок и пройденное расстояние, нужно брать во внимание процент погрешности измерительного прибора.

Факторы влияния на прибор

Расхождение в показателях зависит от ряда факторов:

  1. Диаметра колес. При разнице всего в 1 см на 100 километров пробега показания будут отличаться на 1955 метров.
  2. Массы перевозимого груза. Если нагрузка на авто чрезмерная, шины начинают проминаться и диаметр колес изменяется.
  3. Давления в шинах. На этот показатель влияет температура – при перегреве уровень повышается.
Читайте так же:
Расчет газового счетчика бытового

Также показания изменяются при скольжении. Например, при пробуксовке колеса продолжают вращаться, но машина стоит на месте.

Системы ГЛОНАСС-мониторинга

Отдельно стоит разобраться, является ли средством измерения скорости ГЛОНАСС-навигация. Система мониторинга позволяет определить, сколько пришлось пройти авто. Существует несколько способов получения этой информации:

  1. Подключение к стационарным датчикам. Пробег определяется на основе информации, полученной от прибора, установленного в машине. Измерения точно соответствуют данным одометра. Погрешность «ГЛОНАСС» практически нулевая.
  2. Определение координат пройденного маршрута. Прибор присылает информацию о месторасположении транспорта с интервалом в 10–30 секунд. Также учитывается угол движения.
  3. Произведение расчета «Вояджером». Показания получают с помощью GPS-модуля. Терминал рассчитывает скорость ежесекундно. Метод считается самым точным.

ГЛОНАСС-мониторинг позволяет точно определить пройденное расстояние, а также скорость передвижения. При его применении результат не зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Также на показания не оказывают влияние внешние факторы.

ГЛОНАСС

Погрешности

Степень погрешности «ГЛОНАСС» в метрах, по официальной информации, составляет 2–5 м. Точность получаемых координат несколько ниже, чем при использовании GPS. При соединении с 7 спутниками ошибка составляет 4–7 метров.

Также на показатели влияет рельеф местности. Например, если угол наклона составляет 11 градусов, погрешность достигает 1,5 %. При крутом уклоне ошибки при измерении могут быть до 6 %. Правда, большинство трекеров определяет высоту и вносит правки при вычислении пройденного расстояния. Общая погрешность «ГЛОНАСС» на 100 км составит максимум 3,5 %.

Причины искажений данных

На полученные данные влияют:

  • допустимые погрешности одометра;
  • качество и степень износа резины;
  • ошибки навигационной системы при измерении.

Количество пройденных километров при использовании «ГЛОНАСС» будет отличаться от показаний одометра. Правда, в навигаторах можно откорректировать данные с учетом погрешностей стационарного измерительного прибора. При использовании этой функции пользователь подгоняет точные расчеты к менее точным, но далеко не всегда водитель уверен в правильности показаний одометра. Не исключено, что показатели недостоверные.

Как сделать контрольный замер

Для проведения контрольного замера никаких сложных манипуляций производить не нужно. Достаточно выбрать участок дороги около 50–100 км с километровыми указателями по бокам от проезжей части. Остается засечь время отправления и прибытия, а затем сравнить показатели по одометру и навигационной системе «ГЛОНАСС». Таким образом определяется погрешность.

Расчет пробега нужен для того, чтобы узнать точный расход горючего и ряд другой немаловажной информации. Правда, чтобы получить максимально точные данные, следует учитывать возможные расхождения в измерении. Показатели навигационной системы и стационарных устройств отличаются, в связи с этим нередко возникают проблемы. Крайне важно определить точность получаемых данных, чтобы узнать реальное расстояние, которое преодолел автомобиль.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector