Выбор оборудования для ППЛ

Наверное, каждый из метрологов имеет негативный опыт приобретения средства измерений, когда разрекламированный поставщиком прибор, на приобретение которого была потрачена существенная часть бюджета лаборатории, оказался не в состоянии эффективно решать те задачи, под которые он приобретался. Нередка и обратная ситуация, когда при покупке оборудования предприятия платят немалые деньги за дополнительные опции, которые никогда не будут востребованы. Отдельным предметом разочарования часто становятся трудности, с которыми связана организация регулярного технического обслуживания вновь приобретенного прибора.

Как показывает опыт, большинство этих проблем связано с тем, что на этапе принятия решения о покупке нового средства измерений не была четко сформулирована задача, не была собрана полная информация обо всех возможных способах ее решения и не было подготовлено подробное техническое задание.

Данная проблема связана, в первую очередь, с отсутствием у специалистов на предприятиях необходимой информации для принятия решения. Сегодня, когда подавляющее количество измерительного оборудования в наших заводских лабораториях имеет срок эксплуатации более 25 лет (разрабатывались эти приборы лет 30−40 назад), у метрологов не хватает знаний о прогрессивных методах измерений и реальных возможностях современных приборов. Этой ситуацией пользуются производители и поставщики средств измерений (особенно зарубежные), которые предоставляют информацию о поставляемом оборудовании в основном рекламного характера, зачастую «забывая» упомянуть об ограничениях в возможностях продаваемого ими оборудования. В большом объеме рекламной мишуры сложно бывает увидеть реальные характеристики прибора. Нередко в красивой упаковке поставщик предлагает «как последнее достижение» морально устаревшее оборудование.

Впервые столкнувшись с новым прибором, не имея опыта работы с данным типом оборудования, практически невозможно корректно оценить все возможности средства измерений, особенности его эксплуатации и, тем более, оценить насколько оно будет эффективно. Поэтому многие метрологи стараются получить информацию от коллег, которые уже эксплуатируют подобный прибор или пытаются увидеть образцы приборов на выставках или в демонстрационных залах поставщиков. Это правильный подход, но необходимо учитывать, что не всегда ваши задачи измерения и задачи измерения коллег совпадают, квалификация оператора, работающего на данном приборе, может быть недостаточна, условия эксплуатации могут быть некорректны и, наконец, действительно новая, прогрессивная модель может и не иметь аналогов в России.

Избежать многих ошибок позволит четкое планирование процесса покупки нового средства измерения. Нужно наметить действия и определить результаты, которые необходимо достичь на каждом этапе. В дальнейшем следует четко придерживаться намеченного плана и не пропускать ни одного этапа — тогда не будет риска упустить что-то важное.

Прежде чем начинать поиск средства измерений, следует максимально подробно описать задачи, которые вы собираетесь решать с помощью данного прибора. Это поможет быстро и квалифицированно выбрать необходимое оборудование и требуемую его комплектацию.

После того как задачи определены, можно приступить к поиску вариантов их решения. Возможности любого средства измерений можно оценить по трем основным параметрам: точность, эффективность и экономичность.

Критерии, определяющие точность прибора:

• — нормируемые метрологические характеристики прибора;
• — конструкция прибора — особенности конструкции, обеспечивающие минимизацию основных и дополнительных погрешностей;
• — характеристики и особенности измерительного элемента, входящего в прибор. Именно измерительный элемент оказывает основное влияние на метрологические характеристики;
• — программное обеспечение и его возможности, обеспечивающие точностные характеристики прибора (компенсация систематических и дополнительных погрешностей);
• — особые требования к эксплуатации прибора. Нередко оборудование требуется эксплуатировать в особых условиях, что способно вылиться в дополнительные финансовые затраты. Может, например, понадобиться установка отдельного фундамента или особо качественное кондиционирование помещения. В подобных случаях может оказаться экономически оправданным выбрать более дорогой прибор с более высокими метрологическими характеристиками, чтобы можно было терпеть дополнительные погрешности, вызванные условиями работы (температура, влажность, вибрации и т. п.);
• — масса и габариты оборудования, а также требования к рабочему месту — требуемая площадь, высота потолка. Нередки случаи, когда купленные приборы элементарно не проходят в двери лаборатории. Важно принимать в расчет требования к условиям перевозки и перемещения средства измерений;
• — требования к электроснабжению, освещению, вибрации.

Критерии, определяющие эффективность прибора:

• — особенности конструкции прибора, обеспечивающие минимизацию времени измерения (увеличенный диапазон измерения, применение более эффективного метода измерения и т. п.);
• — русификация программного обеспечения. Его адаптация, обеспечивающая возможность проведения математической обработки результатов измерений и формирования протоколов в соответствии с требованиями ГОСТ или МИ;
• — наличие руководства по эксплуатации на русском языке;
• — функциональные возможности прибора, позволяющие реализовать основную и возможные дополнительные задачи;
• — достаточность комплекта поставки для использования прибора. Наличие возможности в будущем заказать необходимые дополнительные элементы (запасные части и изнашивающиеся принадлежности);
• — удобство работы оператора на приборе.

Критерии, определяющие экономичность прибора:

• — функциональные возможности прибора, обеспечивающие оптимизацию парка оборудования;
• — особенности конструкции прибора, обеспечивающие минимизацию времени измерения. Например, увеличенный диапазон измерения абсолютным методом компаратора позволяет снизить затраты и на измерении КМД, и на содержание необходимого количества образцовых мер;
• — стоимость прибора в требуемой комплектации;
• — сроки поставки прибора;
• — предоставление поставщиком услуги по обучению персонала работе на приборе. Возможность получения в дальнейшем от поставщика консультаций по использованию прибора;
• — наличие свидетельства о внесении прибора в Госреестр, наличие методики поверки или ссылки на стандартную методику;
• — наличие свидетельства о первичной поверке. Здесь возможно два подхода. Если вы полностью доверяете поставщику, то можно доверить поверку ему — меньше проблем для вас. Но если вы не уверены в поставщике, то лучше провести поверку самостоятельно или у независимого поверителя;
• — возможность в дальнейшем организовать метрологическое обеспечение прибора;
• — межповерочный интервал (возить прибор в поверку раз в год или раз в два, а то и 3−4 года);
• — обеспеченность ремонтной базой. Современное средство измерений при серьёзной неисправности отремонтировать может только опытный ремонтник, специализирующийся именно на этом виде оборудования. В идеале все ремонтные работы должны выполняться авторизованным сервис-центром;
• — возможность юстировки прибора не только на заводе-производителе;
• — гарантия и срок службы прибора.

Всю полученную информацию следует свести в таблицу, для наглядной оценки альтернативных предложений. У каждого из приборов будут свои достоинства и недостатки, поэтому целесообразно будет применить математические методы. В настоящее время существует множество информационных технологий, позволяющих предельно облегчить жизнь и помочь в решении проблем, связанных с процессами принятия решений в различных предметных областях. В частности, очень распространены сейчас системы поддержки принятия решений на основе Метода Анализа Иерархий, разработанного американским ученым Т. Саати.

Сбор данных для поддержки принятия решения осуществляется главным образом с помощью процедуры парных сравнений. Результаты парных сравнений могут быть противоречивыми. При этом возникает необходимость пересмотра данных для минимизации противоречий. Процедура парных сравнений и процесс пересмотра результатов сравнений для минимизации противоречий часто являются трудоемкими. Однако в итоге лицо, принимающее решение, приобретает уверенность, что использующиеся данные являются вполне осмысленными.

Пусть имеется множество альтернатив, на которых заданы несколько матриц парных сравнений.

.

.

.

Для каждой строки матриц парных сравнений находим среднее геометрическое () по формуле.

.

Нормируем по формуле (2) и получаем приоритеты альтернатив.

.

где.

Определяем общие приоритеты по формуле (3).

.

Оптимальными являются те альтернативы, у которых максимальны.

Выбор прибора сравнения Приборы сравнения предназначены для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно (с мерой). К этому типу приборов относятся различные компараторы. Приборы сравнения могут работать в двух режимах: в равновесном режиме и в неравновесном режиме.

Следует также различать интегрирующий и суммирующий измерительные приборы. В интегрирующем приборе подводимая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной, а в суммирующем приборе показания функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к нему по различным каналам.

Область применения — поверка (калибровка) измерительных трансформаторов тока и напряжения в соответствии с требованиями ГОСТ 8.217 и ГОСТ 8.216 соответственно.

Для выбора оборудования применим метод анализа иерархий с весовыми коэффициентами. Реализация метода будет достигнута посредствам выставления приоритетов тремя различными сторонами: технической, экономической и научной.

По результатам расчетов оптимальным для использования является прибор сравнения «Энергомонитор — 3.3 Т1». С его помощью можно проводить поверку измерительных трансформаторов тока и напряжения, поверку счетчиков электроэнергии, проверку характеристик измерительных каналов АИИС КУЭ и их элементов, регистрацию и анализ показателей качества электроэнергии. Для данного прибора разработано специализированное программное обеспечение, методика поверки и методика выполнения измерений. Энергомонитор 3.3 Т1 внесен в Госреестр средств измерений Российской Федерации № 39 952−08.

Комплект поставки Энергомонитор 3.3Т1:

• — прибор «Энергомонитор 3.3Т1» с внешним блоком питания;
• — комплект измерительных кабелей;
• — кабель для подключения к ПК;
• — ПО «Энергомониторинг»;
• — две кожаные сумки и чемодан для переноски прибора;
• — устройство УПТТ;
• — блоки трансформаторов тока;
• — устройство ПИНТ для измерения параметров нагрузки.

Выбор рабочего эталона ТТ Эталон (англ. measurement standard, etalon, фр. йtalon) — средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы, а также передачу её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утверждённое в качестве эталона в установленном порядке.

Рабочий эталон — эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Область применения: предназначен для измерения токовой и угловой погрешностей трансформаторов тока при их поверке или калибровке в соответствии с ГОСТ 8.217.

Основные характеристики альтернативных вариантов рабочего эталона ТТ приведены в таблице 2. электроэнергия трансформатор ток напряжение По результатам расчетов оптимальным рабочим эталоном ТТ является ТТЛЭ-5000. Предназначен для использования в качестве эталонного при поверке трансформаторов тока и в цепях переменного тока при электрических измерениях, применяется как в стационарных условиях, так и для комплектации комплектов средств поверки трансформаторов тока непосредственно на месте эксплуатации.

Трансформаторы тока лабораторные эталонные ТТЛЭ представляют собой шинную конструкцию. Трансформаторы выполнены на магнитопроводе из аморфной стали марки ГМ, на котором намотана вторичная обмотка с отпайками. Магнитопровод вместе с обмотками помещен в металлический корпус. В центральной части корпуса расположено отверстие, предназначенное для размещения временной первичной обмотки.

Выводы вторичных обмоток выведены на контактную колодку и имеют маркировку И1, И2. Изделие зарегистрировано в Госреестре под номером 23 831−02.

Комплект поставки:

• — трансформатор тока ТТЛЭ-5000;
• — руководство по эксплуатации;
• — формуляр.

.

.

Выбор нагрузочного устройства для ТТ Нагрузочное оборудование — это испытательный стенд, который создает эквивалент нагрузки, подключаемой к источнику. Изменение величины нагрузки в широких пределах и ее характера (реактивная и активная нагрузка) позволяет определить наиболее оптимальный режим работы источника, выявить его слабые места и предотвратить выход из строя дорогостоящего оборудования.

Основные характеристики, по которым производилась оценка альтернативных вариантов.

w1 =.	0,54 854.		0,31 558.		0,13 911.	=.	0,100 324,.
w2 =.	0,38 221.		0,44 046.		0,21 003.	=.	0,10 327,.
w3 =.	0,29 042.		0,43 054.		0,21 949.	=.	0,94 044,.
w4 =.	0,66 098.		0,0398.		0,21 454.	=.	0,127 352,.
w5 =.	0,68 624.		0,52 648.		0,22 904.	=.	0,144 177,.
w6 =.	0,40 208.		0,29 998.		0,22 274.	=.	0,92 481,.
w7 =.	0,37 721.		0,85 415.		0,43 195.	=.	0,166 331,.
w8 =.	0,65 233.		0,73 481.		0,33 308.	=.	0,172 022.

По результатам расчетов приоритет выбора нагрузочного устройства получает магазин нагрузок МР3027.

Магазин нагрузок МР3027 предназначен для использования в качестве нагрузки при поверке трансформаторов тока с номинальным током нагрузки 1А и 5А. Является универсальным устройством, позволяющим заменить два магазина нагрузок Р5018/1 и Р5018/5. Для получения значений вторичной нагрузки, больших 50 ВА, возможно последовательное включение двух магазинов. Зарегистрирован в Госреестре средств измерений за № 34 915−07.

В комплект поставки входит:

• — магазин МР3027 — 1 шт;
• — руководство по эксплуатации — 1 экз;
• — формуляр — 1 экз;
• — комплект соединительных проводов с суммарным сопротивлением 0,015Ом — 2 шт;
• — соединительный провод с сопротивлением 0,015 Ом — 1шт.

Выбор источника тока Строго говоря, источник тока — это элемент электрической цепи, поддерживающий в этой цепи ток заданного значения, не зависящего от сопротивления прочих элементов цепи. Это — идеальный источник тока.

Идеальный источник тока (токовый генератор) существует лишь в воображении. В реальности источник тока всегда имеет ограничение — лишь в некотором строго определенном диапазоне значений он может максимально приближенно имитировать поведение идеального источника тока.

Реальный источник тока — устройство, которое лишь старается поддерживать в цепи, к которой он подключен, ток заданного уровня, пока это позволяют его возможности (максимальный выходной ток и напряжение).

Именно максимальные ток и напряжение источника определяют диапазон значений тока, в котором прибор способен имитировать идеальный источник тока. А точность такой имитации определяет параметр время реакции на изменение нагрузки. Чем оно меньше, тем реальный источник более приближен к идеальному источнику тока. Основные характеристики приведены в таблице 4.

Таблица 4. Основные характеристики альтернативных вариантов источника тока.

.

w1 =.	0,48 014.		0,36 552.		0,37 969.	=.	0,122 534,.
w2 =.	0,88 792.		0,85 165.		0,32 243.	=.	0,2062,.
w3 =.	0,35 618.		0,61 414.		0,21 309.	=.	0,118 342,.
w4 =.	0,53 317.		0,64 431.		0,40 623.	=.	0,158 371,.
w5 =.	0,92 157.		0,77 377.		0,24 393.	=.	0,193 927,.
w6 =.	0,82 102.		0,75 061.		0,43 463.	=.	0,200 627.

По результатам расчетов оптимальным является регулируемый источник тока ИТ-5000. ИТ5000 используется в качестве источника тока для обеспечения токов в диапазоне 1−6000А в первичных цепях эталонного и поверяемого трансформаторов тока при проведении поверки по ГОСТ 8.217−2003.

Комплект поставки ИТ5000:

• — нагрузочный трансформатор НТ-ИТ5000 (МС4.739.500) 1 шт;
• — регулятор напряжения ЛАТР-ИТ5000 (МС4.723.500) 1 шт;
• — БЗИ — Блок защиты и индикации;
• — комплект кабелей:
  • § «К-240» (сечение — 240 мм², длина — 2 м) 2 шт.;
  • § «К-120» (сечение — 120 мм², длина — 2 м) 2 шт.;
  • § «К-50» (сечение — 50 мм², длина — 6 м) 1 шт.;
  • § «К-16» (сечение — 16 мм², длина — 2 м) 2 шт.;
  • § «ЛАТР-НТ» (длина — 4 м) (МС4.853.220) 1 шт.;
• — кабель питания ЛАТР-ИТ5000 (длина — 2 м) (МС4.853.222);
• — руководство по эксплуатации (МС3.226.500 РЭ) 1 экз.;
• — упаковка 3 шт.

Выбор нагрузочного устройства для ТН Магазины нагрузки трансформаторов напряжения предназначены для нагрузки трансформаторов напряжения при поверке их в соответствии с требованиями ГОСТ 8.216 -2003 ГСИ. Трансформаторы напряжения. Методика поверки и ГОСТ 1983;2001 Трансформаторы напряжения. Общие технические требования.

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения — это мощность внешней вторичной цепи. Под номинальной вторичной нагрузкой понимают наибольшую нагрузку, при которой погрешность не выходит за допустимые пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности.

.

.

w1 =.	0,146 272.		0,85 894.		0,60 034.	=.	0,2922,.
w2 =.	0,59 715.		0,71 494.		0,33 219.	=.	0,164 429,.
w3 =.	0,71 014.		0,185 172.		0,33 219.	=.	0,289 405,.
w4 =.	0,122 999.		0,57 441.		0,73 527.	=.	0,253 967.

По результатам расчетов оптимальным является магазин нагрузок МР3025. Магазины нагрузок МР3025 предназначены для использования в качестве нагрузки при поверке трансформаторов напряжения с обмоткой 100V и 57,7(100/v3) V в цепях переменного тока частотой 50±1Hz. Зарегистрированы в Госреестре средств измерений за № 2288−07.

Комплект поставки:

• — магазин нагрузок МР3025 — 1шт.;
• — руководство по эксплуатации — 1экз.