Postupci kontrole radnih parametara

Pod fizičkom veličinom podrazumeva se određeni pojam koji blize i preciznije odrađuju neku fizičku pojavu ili osobinu prirode. Svaka fizička veličina ima svoj kvalitativni i kvantitativni deo.

Pod merenjem fizičkih veličina podrazumevaju se ukupne eksperimentalne operacije, a u nekim slučajevima i računske operacije za određivanje kvantitativne vrednosti date veličine.Pri merenju fizičkih veličina, najosnovnije je izvršiti izbor jedinica merenja. Jednoznačne su one mere koje reprodukuju samo jednu određenu fizičku veličinu,a višeznačnim se nazivaju mere koje određuju niz kvalitativno jednakih.

Ukupno merenje je ono pri kojem se indirektnim metodama istovremeno meri nekoliko veličina,a njihova ukupna vrednost se određuje rešavanjem dobijenog sistema jednačina.

Veliki broj jedinica merenja koji se zadržao i do današnjeg vremena.Jedinice merenja fizičkih veličina mogu se birati proizvoljno i potpuno nezavisno jedna od druge. Razvojem metrologije utvrđeno je da proizvoljan izbor svih jedinica merenja nije svrsishodan. Jedinice merenja fizičkih veličina, koje su utvrđene nezavisno od drugih, i na kojima je zasnovan sistem jedinica, nazivaju se osnovne jedinice.

Nauka o merenju ili metrologija je specijalizovani deo pojedinih prirodnih i tehničkih nauka koji se bavi metodama merenja fizikalnih veličina, razvojem i izradom mernih uređaja, reprodukcijom i pohranjivanjem mernih jedinica, svim ostalim aktivnostima koje omogućavaju merenje i usavršavanje mernih postupaka. Merenje predstavlja skup aktivnosti čiji je cilj dobijanje vrednosti merne veličine (fizičke veličine). Značaj merenja kao praktične tehničke delatnosti od prvenstvene je važnosti kako u svakodnevnom životu tako i u svim područjima privrede i nauke.

Industrijska proizvodnja zahteva česta merenja.  U tehničkoj dijagnostici se vrše merenja u cilju utvrđivanja stanja tehničkih sistema. Nakon konstrukcije novog proizvoda vrše se ispitivanja karakteristika prototipnog rešenja. Kontrola i merenje se vrše u svrhu automatskog upravljanja procesima. Bez merenja se ne može zamisliti kontrola kvaliteta proizvoda kao uslov za njegovu prodaju. U tehnici i tehnologiji proizvodnje različitih mašina i uređaja koriste se različite metode i sistemi ocene karaktera proizvoda. Kvalitet proizvoda može se ogledati kroz geometrijsku tačnost, kvalitet površina, hemijskog sastava i mehaničkih karakteristika materijala.

Kvalitet proizvoda je i direktna posljedica tačnosti tehnoloških procesa. Osnovne fizičke veličine se koriste za identifikaciju i kvalifikaciju kvaliteta proizvoda (dužina, masa, vrijeme, sila, pritisak). U različitim granama nauke i tehnike treba merenje istih fizičkih veličina provoditi jedinstvenim postupcima mjerenja i kontrole.

Nauka o merenju, u principu, obuhvata  principe i metode merenja, sredstva za izvođenje merenja i kontrole. To su potrebni uslovi kojima se obezbeđuje jedinstvo mera i merenja, tačnost izrade proizvoda i stabilnost i tačnost proizvodnih procesa.

Osnovni zadaci merne tehnike

• Razvoj generalne teorije merenja,
• Utvrđivanje jedinica fizičkih veličina i njihovih sistema,
• Razvoj pouzdanih etalona mernih jedinica metoda i postupaka njihovog čuvanja i reproduciranja,
• Razrada metoda, postupaka, tehnika i sredstava izvođenja mjerenja i kontrole fizičkih veličina,
• Razrada metoda ocjene greške merenja, stanja i tačnosti sredstava merenja i kontrole,
• Razvoj ekspertnih sistema obezbeđenja potrebne tačnosti merenja i kontrole i upravljanja proizvodnim procesima,
• Razvoj metoda postizanja jedinstva mera i merenja i realizacija
• Aktivnosti usmerenih ka povećanju tačnosti, pouzdanosti i proizvodnosti merenja i kontrole.
• Informacije o proizvodu ili procesu dobiju se merenjem u toku faza izrade proizvoda ili odvijanja procesa. To se može ostvariti različitim metodama i primenom različitih mernih sredstava i uređaja.

Nauka o merenju nije rezervisana samo za naučnike već je od vitalnog značaja za sve:

• ekonomski uspeh nacije zavisi od sposobnosti proizvođača i trgovine da precizno naprave i testiraju proizvode i komponente
• navigacioni sateliti i sistemi, korelacija međunarodnog vremena čine tačnu lokaciju mogućom i omogućavaju kompjuterskim sistemima da navode avione i svemirske letilice
• zdravlje ljudi zavisi od tačne dijagnoze i pouzdanih merenja parametara leka
• poverenje potrošača i kupaca u trgovini

Metrologija je nauka o merenjima i rešava tri osnovna zadatka:

• Definisanje međunarodno prihvaćenih mernih jedinica
• Realizacija mernih jedinica (etaloni)
• Ustanovljavanje lanca merne sledivosti uz dokumentovanje mernih nesigurnosti

Osnovne kategorije merenja su:

• princip merenja,
• metod merenja,
• greška, tačnost,
• pravilnost i vernost,
• reproduktivnost,
• prag osetljivosti.

Merni sistemi čine skup mernih sredstava i pomoćnih uređaja – pribora i instrumenata međusobno povezanih, pomoću kanala veze, sa objektom merenja, kontrole i upravljanja u jednu funkcionalnu celinu. Kada se vrši analiza stanja jednog tehničkog sistema, pri  čemu se sagledavaju svi uticaji na taj sistem, polazi se prevashodno od uzroka nastajanja toplotne energije. Toplotna energija može nastati zbog prirode samog tehnološkog procesa ili od samog tehničkog sistema (npr. pojava trenja).

Praćenjem termičkog stanja jednog tehničkog sistema može se zaključiti o nivou intenziteta razmene toplote kao i o eventualnim odstupanjima od veličina koja su unapred poznata (definisana su pravilima i uputstvima za rukovanje i održavanje).

Prisustvo ili odsustvo temperature, koja je izvan nominalne vrednosti za tehnički sistem (njena visina, raspodela ili odstupanje od normalne vrednosti), daju dosta preciznu (relativno) procenu stanja tehničkog sistema.Metode merenja temperature određuju se na osnovu mernog mesta merenja temperature.

Mogu se izvoditi:

• Kontaktnim senzorima,
• Termoindikatori,
• Termometarski pištolji,
• Optički pirometa,
• Infracrvenim detektorima.

Pribore za merenje ugaone brzine obrtanja vratila mašine nazivamo tahometri.

Po principu rada, tahometri mogu biti:

• centrifigalni,
• indukcioni i
• indikcioni s vihornim strujama.

Stroboskop je uređaj za merenje ugaone brzine rotirajućih sistema i meren.Poželjno je da objekat ima na sebi neki markantni detalj, neka rupa, obeležena tačka, zubac ili reflektujući samolepljivi papir je vibracija. U nekim slučajevima dolazi do otkaza delova tehničkih sistema zbog prekomernog, maksimalnog pritiska ili minimalnog pritiska kao i zbog oscilacija pritiska u delovima sistema.

Za merenje pritiska obično se koristi manometar, koji može da ima opseg od merenja vakuuma pa do natpritiska. Priključuju se pomoću cevnog zavoja na svako mesto radnog ciklusa tako da se registruje pritisak koji vlada na određenom mestu.

Merenje nivoa ima široku primenu u svim granama tehnike, naročito pri regulaciji nivoa tečnosti u rezervoarima hemijske i procesne industrije, zatim u bunarima vodosnabdevanja, u uređajima za prečišćavanje vode od fekalija, u vodoprivredi pri merenju nivoa reka i akumulacija, kao i u vodostanima hidrocentrala.

Mehanička snaga je proizvod  obrtnog momenta i  broja obrtaja – moraju se izmeriti dve međusobno nezavisne veličine. Najčešće se koriste merne trake zalepljene pod nekim  uglom da bi se dobio torzioni navoj, a on pretvorio u obrtni momenat. i združiti u proizvod.Merenje apsolutne brzine i ubrzanja merenje brzine i ubrzanja na površini zemlje.

Postoji više načina da se obavi ovo merenje, jedan od načina je pomoću  seizmičkog uređaja za merenje ubrzanja. Postoji više načina merenja sile.

Jedan od načina je da nepoznatu silu možemo meriti poređenjem sa poznatom masom (predmet  standardne težine/mase) – analitička vaga je primer uređaja i jedan od najstarijih.

Drugi način merenja je ako se neki elastični element izloži sili i posle se posmatra elastična deformacija elementa. Izduženje opruge direktno je proporcionalno dovedenoj sili.

Za merenje ugla postoje prstenasti potenciometri, ugao-kordirer, digitalni apsolutni ugao-kordirer (digitiser) i regulator obrtaja.

Za merenje puta postoje uzduzni potenciometar sa navojima od zice,potenciometar sa provodnikom od plastike,induktivni duvac puta,stakleni merni stap,laser-merni sistem,izduzene merne trake, ugaoni kordirer.Tvrdoća se može meriti po Mosovoj skali ili drugim različitim skalama.

Skale koje se najčešće koriste u inženjerske svrhe su Rokvelova, Vikersova, i Brinelova i mogu se međusobno prorediti preko konverzionih tabela.

Najčešće se javljaju problemi u vezi sa vlažnim vazduhom koji miruje ili struji odnosno sa vlažnim  gasom, sa svim svojim specifičnostima i karakteristikama.

Da bi psihrometar ispravno funkcionisao, mora biti obezbeđen potpuni prelaz toplote konvekcijom na vlažan termometar, što se postiže stvaranjem strujanja vlažnog vazduha pomoću ugrađenog ventilatora. Koriste se konvencionalni i specijalni merači vremena.

KATEGORIJE METROLOGIJE

Naučna metrologija se bavi organizacijom i razvojem etalona i njihovim održavanjem (najviši nivo). Industrijska metrologija treba da osigura adekvatno funkcionisanje merila u proizvodnji kao i u kontroli proizvoda. Zakonska metrologija se bavi tačnošću merenja koja utiču na ekonomiju,zdravlje i bezbednost.

Za veličine su u metrologiji definisanii termini, kao što su

• sistem veličina
• osnovna veličina i
• izvedena veličina

Podela metrologije može se izvršiti prema različitim kriterijumima. U procesu proizvodnje teži se većoj tačnosti, preciznosti i pouzdanosti proizvoda (mašina, alata i uređaja).  Jednostavno želi se postići viši kvalitet proizvoda i usluga.  Zbog toga se razvijaju tehnike i tehnologije merenja i kontrole proizvoda i metoda postupaka metrološkog obezbeđenja proizvodnje.

Prema oblastima kojima se bavi metrologija se deli na:

• metrologiju dužina, površina i uglova,
• metrologiju mase, sile i pritiska,
• metrologiju fizičko – hemijskih veličina,
• metrologiju električnih veličina.

Unutar ovakve opste podele može se govoriti i o metrologiji dužina, vremena i frekvencije, metrologiji zapremine itd.

Metrologija se može podeliti na:

Opsta metrologija bavi se problemima merenja i kontrole povezanim sa svim metrološkim oblastima bez obzira na fizičke veličine merna sredstva. Bavi se pojmovima, pravilima i principima. Proučava: sistem jedinica merenja, greške merenja, metrološke karakteristike mernih sredstava, teorije i informacije o merenju.

Primenjena metrologija se bavi problematikom merenja u jednoj jedinoj karakterističnoj oblasti. Tu spada merenje i kontrola poznate i definirane jedne ili više fizičkih veličina.

Tehnička metrologija obuhvata probleme merenja u tehnici u kojoj su zastupljene sve metrološke oblasti sa odgovarajućim mernim sredstvima i mernim metodama.

Propisi za merila treba da garantiraju tačne rezultate mjerenja u: radnim uslovima, tokom celog perioda upotrebe merila, unutar zadatih dopuštenih grešaka. S tim u vezi zahtevi definirani zakonskim propisima odnose se na: merila, metode mjerenja, pakovane proizvode.

Zakonsko uređenje meriteljstva povlači za sobom:

• preventivne
• represivne mere.

Pre stavljanja merila na tržište preduzimaju se preventivne mere. Proizvođači dobijaju odobrenje od kompetentnog ovlaštenog tela kada tip merila zadovolji sve odgovarajuće zakonske zahteve.

Za merila koja se proizvode serijski, mora se overavanjem osigurati da svako merilo ispunjava sve propisane zahteve u proceduri odobravanja.

Za merila koja su u upotrebi, pregledi i periodične ponovne provere se propisuju da bi se garantovalo da je merilo usaglašeno sa zakonskim zahtevima. Nadzor tržišta je represivna mera kojom se otkriva svaka nezakonita upotreba merila. Etaloni za ovakve preglede i ispitivanja moraju biti sledivi do nacionalnih ili međunarodnih etalona.

Zaštita potrošača može da se razlikuje u različitim državama pa tako zahtevi koji regulišu upotrebu merila postaju predmet nacionalne zakonske regulative. U različitim područjima merenja koristi se i različita merna tehnika. Merna tehnika je deo metrologije.

Merna tehnika se može podeliti na sledeća osnovna područja:

• precizna merna tehnika (merenje merila, kontrola etalona)
• laboratorijska merna tehnika (razvoj merila i mernih metoda)
• industrijska merenja (proizvodnja, trgovina, promet itd. ).

Merenja u mašinstvu su deo ispitivanja koja se vrše u svim fazama proizvodnje.

U zavisnosti od karaktera registrovanja mernih rezultata, merenja mogu biti:

• analogna i
• digitalna

Merni etalon je materijalizovana mera, merni instrument, referentni materijal ili merni sistem namenjen za definisanje, ostvarivanje, održavanje ili reprodukovanje jedinice jedne ili više vrednosti veličine koja služi kao referentna.

VELIČINE I JEDINICE VELIČINA

Sistem veličina jeste skup veličina koje su međusobno povezane definisanim relacijama

• Osnovna veličina je odabrana i konvencionalno prihvaćena veličina,koja je funkcionalno nezavisna od bilo koje druge veličine u sistemu veličina.
• Izvedena veličina je definisana, u sistemu veličina, kao veličina koje je u funkcionalnoj zavisnosti od osnovnih veličina tog sistema

Takođe, treba razlikovati pojmove kao što su:

• Dimenzija veličine,
• Veličina dimenzije i
• Merena veličina;

Dimenzija veličine predstavlja neku veličinu iz sistema u vidu proizvoda osnovnih veličina stepenovanih celim brojevima. Na primer dimenzija sile F je proizvod osnovnih veličina dužine, L i mase, M, podeljen sa kvadratom vremena T 2.

Veličina dimenzije, ili brojna vrednost veličine, jeste veličina u dimenzionalnom izrazu u kome su svi eksponenti dimenzija osnovnih veličina svedeni na nulu;

Merene veličine su sve fizičke veličine koje se mogu upoređivati (meriti), odnosno pojedinačne veličine koje se mogu meriti.

OSNOVNA RELACIJA METROLOGIJE

Rezultat merenja – {M} je vrednost dobijena merenjem koja je pripisana merenoj veličini;

Jedinica mere – [M] je skalarna vrednost, odabrana, definisana i konvencijonalno prihvaćena, sa kojom se u postupku merenja porede druge veličine iste prirode;

Rezultat merenja – {M} sa pripadajućom jedinicom mere [M] iskazuje se u odgovarajućem brojnom sistemu preko osnovne relacije metrologije;

Konvencionalni brojni sistem je sa osnovom 10, poznat kao decimalni brojni sistem koji najšire u primeni;

Pored ovog brojnog sistema, u merno-računarskoj tehnici koriste se za prikaz, obradu i prenos digitalno kodiranih podataka binarni, oktalni, heksadecimalni i dr. brojni sistemi.