Контрольно-измерительные приборы: классификация и виды

Любое производство было бы слепо без использования контрольно-измерительных приборов (КИП). Эти устройства измеряют всевозможные параметры технологических процессов, контролируют их и выдают информацию в удобном виде для восприятия человеком. Контрольно-измерительные приборы (КИП) широко применяются на предприятиях для контроля и управления различными технологическими процессами.

Контрольно-измерительные приборы (КИП) - приборы, принимающие информацию об изменениях параметров среды - воды, воздуха и др. Полученные данные применяются затем оператором или автоматизированной системой управления для оценки состояния и динамики изменений характеристик объекта, параметры которого измеряются.

Измерительные приборы используются повсеместно как на предприятиях, так и в обиходе. Все отрасли оборудования для контроля процессов и качества продукции используют измерительное оборудование. Его внешний вид и принцип действия не всегда соответствует нашим представлениям, все гораздо сложнее.

Сейчас выпускается огромное количество разновидностей подобных приборов для работы в самых разных сферах и условиях. Они отличаются назначением, исполнением и характеристиками, и классифицируются по ряду параметров.

Обзор контрольно-измерительных приборов для промышленности

Основные классы и принципы действия КИП

Данные устройства делятся на два класса - цифровые и аналоговые. Второй способ разделения приборов по принципу их действия, отличают средства измерения прямого действия, интегрирующие и суммирующие, а также приборы сравнения.

Для примера, измерение расстояний между определенными точками или углов производятся показывающими приборами прямого действия. С их помощью можно лишь произвести отсчет требуемых показаний.

Показывающие приборы отличаются простотой конструкции, но значение измеряемого параметра отображают только в момент измерения. Самопишущие записывают измеряемые значения на бумажный, дисковый или ленточный носитель, для их сохранения и последующего анализа. Сигнализирующие отображают сигнал при отклонении измеряемого параметра от заданных величин. Регулирующие автоматически поддерживают заданный уровень измеряемого параметра.

Комбинированные одномоментно отображают и записывают значение измеряемого параметра. Они содержат дополнительные компоненты для регулировки, сигнализации, передачи показаний на расстояние. Интегрирующие контрольно-измерительные приборы измеряют суммарное значение какой-либо физической величины. Принцип работы интегриющих контрольно-измерительных приборов основан на интегрировании измеряемой величины во времени или пространстве.

Бытовые устройства применяются в домашних целях и в быту. Общепромышленные применяются в различных отраслях производства и ЖКХ. Интерфейсные обеспечивают взаимодействие между компонентами системы автоматизации или между системой автоматизации и оператором.

Также производятся контрольно-измерительные приборы для замеров степени влажности, плотности и состава различных газообразных веществ.

При подборе КИП нужно четко знать, какие задачи и в каких условиях он будет выполнять.

Основные конструктивные части КИП:

• Первичный преобразователь (ПП). Данная деталь преобразует входной сигнал.
• Чувствительный элемент (ЧЭ) - регистрирует колебания измеряемых параметров среды и передает данные на ПП.
• Датчик - это первичный преобразователь, фиксирующий изменения чувствительного элемента и передает информацию в форме электрического сигнала.
• Вторичный преобразователь (ВП) - принимает сигнал от первичного преобразователя и выдает его оператору в заданном им виде.

Одной из важнейших характеристик любых контрольно-измерительных приборов является их чувствительность. Приборы с высокой степенью чувствительности могут отобразить самые незначительные колебания измеряемых параметров.

Универсальные и специализированные контрольно-измерительные приборы

Спектр контрольно измерительных приборов вмещает в себя всевозможные устройства, оборудование и инструменты разного уровня сложности. В этой статье предлагается ознакомиться с двумя основными классами. Ниже приведено описание универсальных и специализированных контрольно измерительных приборов.

Устройства первого класса применяются для измерений определенных физических величин изделий либо материалов. Второй класс предназначен для снятия измерений с конкретных видов изделий.

Для проведения угловых и линейных измерений в такой сложной и требующей точности области как машиностроение используются оптико-механические, электро- или пневмоприборы. Контроль размеров и конфигурации осуществляется калибрами.

Слесари и мастера иного профиля применяют для контроля качества получаемых деталей различные ручные измерительные инструменты. В материале ниже мы расскажем о них.

Ручные измерительные инструменты

Ручной измерительный инструмент необходим для контроля качества изготовляемых деталей. Такие устройства, как штангенциркули и микрометры относятся к инструментам.

Основные виды ручных измерительных инструментов:

• Микрометры
• Нутромеры
• Штангенглубиномеры
• Штангензубомеры
• Штангенциркули
• Штангенрейсмасы
• Поверочные линейки
• Угломеры
• Поверочные призмы
• Кронциркули
• Наборы образцов шероховатости
• Концевые меры длины
• Щупы
• Радиусные и резьбовые шаблоны

Эти ручные измерительные инструменты слесари и мастера иных профилей применяют для контроля отклонений от плоскостности и прямолинейности поверхностей изделий и деталей. На изготовление приспособлений идут сталь и чугун.

Поверочные линейки

ЛТ - лекальные трехгранные поверочные линейки. Эти измерительные инструменты для проверки плоскостности и прямолинейности поверхностей методами определения линейных отклонений, а также световой щели «на просвет». Измерительный инструмент слесаря этого типа в сечении имеет равносторонний треугольник.

ЛД - лекальные поверочные линейки с двухсторонними скосами. Такие линейки имеют ножевидную форму. Измерительные инструменты 1 и 0 классов точности изготавливают из качественной закаленной стали.

ЛЧ - четырехгранные лекальные поверочные линейки. Эти инструменты имеют 4 рабочих грани. Углы - 90°. Для удобства имеются ручки.

ШП - поверочные линейки прямоугольного сечения. Измерительные инструменты этого типа также изготавливают из высокоуглеродистых инструментальных сталей марок У7 и Ст50.

ШМ и ШМ-ТК - поверочные линейки типа «мостик». Имеют широкие рабочие поверхности. Рабочие поверхности таких измерительных инструментов могут быть шаброванными и шлифованными.

УТ - угловые трехгранные поверочные линейки.

Поверочные призмы также можно использовать для проверки параллельности и вертикальности деталей.

Штангенглубиномеры

Предназначены для измерения глубин пазов и отверстий, выполнении иных работ. При помощи механических штангенглубиномеров можно измерять глубины отверстий и пазов с точностью до 0,05-0,1 мм.

Штангензубомер - это сочетание штангенглубиномера и штангенциркуля. Устройство предназначено для определения параметров зубьев реек и шестеренок.

Штангенциркули - это применяемые в машиностроении и металлобоработке универсальные измерительные инструменты, предназначенные для определения линейных (наружных и внутренних) размеров деталей и изделий.

Гладкие штангенциркули используют для измерения наружных габаритов деталей и изделий абсолютным прямым методом. Призматические применяются для измерения параметров ножей и лезвий. Листовые - для измерения толщину листов и лент. Резьбовые предназначены для определения параметров метрических и дюймовых резьб. Трубные - для измерения диаметров труб. Зубомерные - для измерения габариты зубьев. Рычажные - для определения размеров прецизионных деталей.

Нутромеры

Предназначены для определения размеров пазов, отверстий и внутренних отверстий. Подразделяются на микрометрические и индикаторные. Первые используются для получения абсолютных значений, индикаторные - для относительных.

1. Микрометрические. Инструменты этой группы применяют для выполнения абсолютных измерений. В состав микрометрического нутромера входят стебель с измерительным наконечником, жестко закрепленный барабан и микрометрический винт. Прибор устанавливается строго перпендикулярно оси вращения детали. Один конец прибора прикладывается к внешнему краю отверстия. Второй конец передвигают в диаметральной плоскости.

2.Индикаторные. Их применяют для выполнения относительных измерений. Индикатор имеет 2 шкалы. Для измерения стержень прибора выдвигают. Стандартное расстояние - 10 мм. Измерительный инструмент помещается в отверстие строго перпендикулярно его оси. По наклону стрелки определяется отклонение размера в большую или меньшую сторону при легких покачиваниях прибора.

Угломеры

При металлообработке используют слесарные угломеры. Эти измерительные инструменты широко применяют при слесарных работах.

Радиусные шаблоны

Их используют для определения радиусов кривизны вогнутых и выпуклых поверхностей.

Резьбовые шаблоны

Их используют для контроля параметров метрических и дюймовых резьб. количество ниток на один дюйм (дюймовые резьбы).

Кронциркуль - один из древнейших измерительных приборов. Человечество пользуется им уже более 2500 лет.

Ножки инструмента разводятся на нужное расстояние. Лапки сводятся до момента соприкосновения с контролируемой деталью.

Штангенрейсмас

Ручной прибор, используемый для определения высоты выступа и разметки деталей.

Конструкция штангенрейсмаса:

• Тяжелое основание (обычно изготавливается из чугуна).
• Отсчетная призма (для измерения высот) или разметочная ножка (для выполнения вертикальной разметки деталей).
• Основная рамка.
• Нониус.
• Винтовая пара.
• Штанга с измерительной линейкой.
• Микрометрическая рамка.
• Микрометрический фиксатор.

В процессе поверки штангенрейсмаса прибор подводится к детали (держать инструмент необходимо за массивное основание). Основную измерительную рамку перемещают до полного контакта отсчетной призмы с поверхностью контролируемой детали. Обе шкалы фиксируются. Производится считывание результатов.

Щупы

Выпускаются наборами. В них входят измерительные пластины разной толщины.

Концевые меры длины

Это отполированные контрольно-измерительные инструменты, изготавливаемые из высоколегированной стали и керамики. Приспособления выпускают наборами и упаковывают в деревянные или пластиковые футляры. Каждая плитка находится в определенной ячейке.

Наборы образцов шероховатости поверхностей

Оборудование, позволяющее производить сравнение полученных замеров с измеряемой величиной, называется измерительными приборами. Контроль шероховатости металлов и изделий из них. Определение качества поверхностей в труднодоступных местах. Оперативный контроль качества деталей и изделий на различных этапах производства.

Все измерительные инструменты имеют инструкции по эксплуатации. Обязательно изучайте их перед использованием приспособлений и отправкой их на хранение.

При фиксации инструментов не прилагайте слишком больших усилий. Это чревато не только ухудшением точности показаний, но и поломками приспособлений. Деталь или ее части перед измерениями должны быть очищены от различного рода загрязнений и заусенцев. Измерительные инструменты при необходимости нужно смазывать.

После окончания работ приспособления должны быть очищены, смазаны и уложены в футляры. Необходимо оберегать изделия от влаги, падений и ударов. Измеряемые детали и изделия должны иметь температуру от +15 до +20 °С. В этом случае измерения будут максимально точными. Измерения обрабатываемых деталей проводится при выключенных станках. В промежутках между измерениями приспособления необходимо укладывать на сухие и чистые поверхности.

Хранить измерительные инструменты необходимо в сухих и отапливаемых помещениях. Для защиты от негативных факторов желательно помещать приспособления в индивидуальные футляры и тубусы. Рекомендованная температура хранения - от +10 до +35 °С. В воздухе не должны содержаться агрессивные примеси. Перед отправкой на хранение измерительные поверхности разъединяют, а фиксаторы - ослабляют.

Различные контрольно-измерительные приборы

Применение КИП в различных отраслях

Измерительные машины широко используются в химической, медицинской, фармацевтической, пищевой и прочих отраслях промышленности. В наше время контроль такого плана производится полностью автоматизированными системами. Также разработана техника, предназначенная для фасовки сыпучих веществ.

Все измерительные приспособления широко используются в химических лабораториях различного профиля. При выборе приборов и установок для химической лаборатории важно учитывать качество материалов, из которых они изготовлены. Ведь отменное оборудование обеспечивает точными результатами исследований. Измерительное оборудование химии совершенствуется каждый год.

Системы автоматизации сейчас применяются практически во всех сферах производства, быта и услуг.

Классификация КИП по типу монтажа

Примерами КИП с наружным монтажом являются термометры, манометры, расходомеры, уровнемеры, датчики давления и другие устройства. Они используются для сбора данных о параметрах процесса, таких как измерение температуры воды в системе отопления или контроль давления в трубопроводе.

Основные типы электрических схем КИП:

• Трехпроводная схема.
• Четырехпроводная схема.

Как выбрать контрольно-измерительный прибор

Сегодня на рынке контрольно-измерительные приборы представлены в широком ассортименте. При выборе контрольно-измерительных приборов нужно ориентироваться на перечисленные критерии. Предпочтение лучше отдавать оборудованию проверенных производителей, которые имеют хорошую репутацию. Важным параметром также являет чувствительность приборов на различные факторы.

Основные виды КИП по типу управления:

• На ручном управлении.
• Автоматизированные.

Техническое обслуживание контрольно-измерительных приборов

Поверка и калибровка КИП

Специалисты выполняют поверку, калибровку, ремонт контрольно-измерительных приборов тепла и воды.

Основные виды КИП по функциональности:

• Показывающие.
• Суммирующие.
• Самопишущие.
• Сигнализирующие.

Для оформления заявки заполните форму или позвоните по телефону.

В заключение, контрольно-измерительные приборы играют ключевую роль в обеспечении точности, надежности и безопасности в различных отраслях промышленности и в быту. Правильный выбор, эксплуатация и обслуживание КИП являются важными условиями для достижения высоких результатов и поддержания качества продукции.