Контрольно измерительные приборы виды и назначение

Приборы и инструменты

Контрольно-измерительные приборы чаще всего обозначают коротко КИП или КИПиА. Эти устройства для снятия данных, и измерения параметров очень важны при любом технологическом процессе. Все необходимые для производства контрольно-измерительные приборы можно выбрать тут http://kipavtomatik.ru/.

Разновидности

В зависимости от измеряемых величин КИП разделяют на:

Измерители давления:

напорометр – производит замеры малых величин избыточного сжатия:
барометр – для замеров давления в атмосфере;
тягомер – как и напорометр, может измерить небольшие давления;
манометр – меряет сжатие жидкостей и газа в замкнутом объеме;
дифманометр – меряет разность давлений;
вакуумметр – производит замеры разрежений.

Измерение расхода:

объемный шестеренчатый счетчик – производит контроль жидкости при помощи вращений шестерней в измерительной камере;
кориолисовый расходомер – вычисляет расход при помощи колебаний U-подобной трубки, по которой происходит движение жидкости;
турбинный расходомер – применяют для замеров среднего расхода объема жидкости, проходящего через турбину;
расходомер переменного перепада давления – принцип замеров обусловлен перепадом давления первичных преобразователей, что зависит от расхода.

Измерение температуры:

манометрический термометр – его замеры зависят от величины сжатия вещества в замкнутом пространстве;
биметаллический термометр расширения – измерение последствием выгибания пластин;
термометр сопротивления (термистор) – производит замер по изменениям в сопротивлении элемента нагревания;
термопара – измеряет температуру в результате термоэлектрического действия;
дилатометрические термометры расширения – как и биметаллические, измеряют температуру в результате разности деформаций 2-х твердых тех.

Измерение уровня:

механический поплавковый уровнемер;
байпасный указатель уровня;
магнитный поплавковый уровнемер;
магнитострикционный поплавковый уровнемер.

Газоанализаторы (анализаторы состава):

производящие замеры дифференциального сжатия газа;
измеряют силу, массу, твердость вещества;
определяют физико-химические свойства и состав газа;
вычисляют скорость и расход газового потока;
производят анализ ионизирующего излучения;
выводят статистику обработанных результатов.

С помощью правильно выбранных КИП, можно обеспечить качественное обслуживание и надежную работу всех производственных отделов.

Контрольно-измерительные приборы

Контрольно-измерительный прибор — средстство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто контрольно-измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

Назначение контрольно-измерительных приборов (КИП) состоит в том, чтобы целенаправленным образом преобразовать исследуемые величины в форму, которая окажется наиболее удобной при конкретном использовании (или непосредственном восприятии) машиной или человеком.
К примеру, говоря о назначении контрольно-измерительных приборов, связанных с электроизмерениями (амперметры, гальванометры, вольтметры и проч.), надо понимать, что изучаемые электрические величины (количественно оценить изменения которых органы человеческих чувств непосредственно не способны) с их помощью преобразуются в определенные механические перемещения соответствующих указателей, в качестве которых выступают стрелка или световой луч. Аналогично и для преобразуемых в механические перемещения физических величин (в частности, пружинные манометры, волосяные гигрометры, ртутные термометры и проч.).
Соответствующее назначение контрольно-измерительных приборов должно подкрепляться уверенностью в получаемых данных, в процедурах исследований и контроля, для чего необходимо подтверждение пригодности аппаратуры для использования с точностью и по принятым эталонам.

Все контрольно-измерительные приборы можно классифицировать на различные группы по следующим признакам:

— род измеряемой величины;
— способ отсчета;
— вид шкалы;
— метрологическое назначение.

Выделяют следующие группы контрольно-измерительных приборов в соответствии с родом измеряемой величины:
— приборы для измерения линейно-угловых величин (линейки, рулетки, курвиметры, угломеры, уровни, микрометры, штангенциркули);
— весоизмерительная техника:
1) меры массы (гири);
2) весоизмерительные приборы (весы);
— приборы для измерения температуры:
1) контактный метод (термометры);
2) бесконтактный метод (тепловизоры, пирометры);
— приборы для измерения давления, а также расхода вещества (деформационные манометры, дифференциальные манометры, преобразователи давления, расходомеры);
— приборы химического анализа (газоанализаторы, ph-метры, алкометры);
— электроизмерительные приборы (амперметры, вольтмаетры, омметры);
— геодезические приборы (нивелиры оптические, построители лазерных плоскостей, нивелиры ротационные, теодолиты оптические, теодолиты электронные);
— приборы для измерения физико-химических величин (анемометры, влагомеры, гигрометры, ареометры);
— прочее.

По способу отсчета все контрольно-измерительные приборы можно подразделить на следующие группы:
— компарирующие приборы — при измерении этими приборами необходимо участие человека, в них происходит сравнивание измеряемой величины с мерой, эталонной величиной (пример: рычажные весы);
— показывающие приборы — величина измеряемого параметра уазывается отсчетным устройством (пример: дальномер);
— регистрирующие приборы — значение измеряемой величины в них непрерывно или в отдельные промежутки времени записывается (пример: логгер);
— суммирующие приборыили интеграторы — в них происходитнепрерывное суммирование мгновенных значений измеряемого параметра (пример: счетчик электроинергии);
— комбинированные приборы — они могут одновременно показывать и записывать величину измеряемого параметра (пример: секундомер).

По виду шкалы все контрольно-измерительные приборы можно подразделить на следующие группы:
— цифровые;
— аналоговые:
1) с линейной шкалой;
2) с дуговой шкалой;
3) с профильной шкалой;
4) с барабанной шкалой;
Такие шкалы могут быть подвижные и неподвижные, равномерные и неравномерные.

По метрологическому назначению различают эталонные и рабочие контрольно-измерительные приборы.Рабочий прибор – средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений.
Эталонные приборы предназначены для передачи размера единицы другим измерительным приборам, что составляет главную задачу поверки. Поэтому эталонные приборы называют также средствами поверки. Средства поверки – эталоны, поверочные установки и другие средства измерений, применяемые при поверке в соответствии с установленными правилами.

Контрольно-измерительные приборы (КИП): что это такое, зачем они нужны и какие бывают

Контрольно-измерительные приборы (КИП) — это средства измерений, предназначенные для получения значений измеряемых физических величин, таких как температура, давление, расход, состав, уровень и другие.

Можно считать, что КИП — это общее название всех средств измерений физических величин веществ, а также автоматических устройств, которые регулируют и поддерживают оптимальные параметры технологических процессов.

Контрольно-измерительные приборы используются во многих отраслях промышленности, энергетики, транспорта, связи, медицины и науки.

Они позволяют обеспечивать надежность, безопасность и эффективность работы различных технологических процессов и оборудования. КИП также помогают сокращать расходы на эксплуатацию и обслуживание, повышать качество продукции и услуг, снижать воздействие на окружающую среду и соблюдать нормативные требования.

Прибор для измерения давления

КИП — это часть контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА). КИПиА — это более широкое понятие, которое включает в себя не только КИП, но и средства контроля и управления технологическими процессами и производством, а также средства связи, информации и метрологии.

Таким образом, КИП и КИПиА связаны тем, что КИП являются необходимым компонентом КИПиА, а КИПиА является более общим и комплексным понятием, охватывающим все аспекты измерения, контроля и автоматизации на предприятии.

Контрольно-измерительные приборы состоят из трех основных элементов: датчика, преобразователя и индикатора (или регистратора).

Датчик — это устройство, которое реагирует на изменение измеряемой величины и выдает сигнал, пропорциональный этому изменению.

Преобразователь — это устройство, которое преобразует сигнал датчика в форму, удобную для передачи, обработки и отображения.

Индикатор (или регистратор) — это устройство, которое отображает (или записывает) значение измеряемой величины или ее изменение.

Прибор для измерения температуры

Примеры контрольно-измерительных приборов:

Термометр — КИП для измерения температуры. Датчиком является материал, который изменяет свои свойства (например, объем или сопротивление) при изменении температуры. Преобразователем является шкала или цифровой дисплей. Индикатором является указатель или цифра, показывающая значение температуры.
Манометр — КИП для измерения давления. Датчиком является упругий элемент (например, пружина или мембрана), который деформируется под действием давления. Преобразователем является механизм или электрическая цепь. Индикатором является стрелка или цифра, показывающая значение давления.
Счетчик воды — КИП для измерения расхода воды. Датчиком является турбина или другой элемент, который вращается под действием потока воды. Преобразователем является механизм или электрическая цепь. Индикатором является счетный механизм или цифровой дисплей.

Аналоговые КИП — это приборы, которые выдают сигнал, пропорциональный измеряемому параметру. Например, термометр, манометр, вольтметр и т.д. Аналоговые КИП обычно имеют шкалу с указателем или циферблатом, на котором можно считать показания.

Аналоговые КИП просты в устройстве и эксплуатации, но имеют низкую точность и чувствительность, подвержены влиянию помех и требуют периодической калибровки.

Цифровые КИП — это приборы, которые выдают сигнал в виде дискретных значений или кодов. Например, счетчик, таймер, датчик температуры с цифровым выходом и т.д. Цифровые КИП обычно имеют дисплей или индикатор, на котором отображаются показания в цифровом виде.

Цифровые КИП имеют высокую точность и чувствительность, устойчивы к помехам и не требуют калибровки, но имеют более сложное устройство и требуют специальных преобразователей для связи с другими устройствами.

Простые КИП — это приборы, которые состоят из одного или нескольких элементов одного типа. Например, резистивный делитель напряжения, термисторный датчик температуры, электромагнитное реле и т.д.

Простые КИП легко изготовить и подключить, но имеют ограниченные функциональные возможности и низкую гибкость.

Сложные КИП — это приборы, которые состоят из нескольких элементов разных типов, соединенных в определенную схему. Например, микроконтроллерный датчик температуры, программируемый логический контроллер, частотно-регулируемый привод и т.д.

Сложные КИП имеют широкие функциональные возможности и высокую гибкость, но требуют специальных знаний и навыков для их разработки и настройки.

КИП в учебном лабораторном оборудовании

Как контрольно-измерительные приборы помогают управлять сложными процессами и производствами

Контрольно-измерительные приборы не только собирают информацию о состоянии объекта, но и передают ее в систему управления, которая может автоматически или по команде оператора воздействовать на объект для поддержания заданных режимов работы. Они играют важную роль в обеспечении качества, эффективности и безопасности процессов и производств.

КИП являются неотъемлемой частью любой системы автоматизации, так как они обеспечивают связь между объектом управления и исполнительными устройствами. КИП позволяют измерять и контролировать такие параметры, как температура, давление, расход, уровень, скорость, положение и т.д. КИП также позволяют регулировать эти параметры в соответствии с заданными алгоритмами и режимами работы.

Без них невозможно контролировать сложные химические, нефтегазовые, металлургические, энергетические и другие процессы, которые требуют точного поддержания определенных параметров. Они также помогают экономить ресурсы, снижать потери и предотвращать аварии.

Приборы для измерения температуры

Классификация контрольно-измерительных приборов

Контрольно-измерительные приборы (КИП) можно классифицировать по разным признакам, в зависимости от их характеристик и области применения.

Например, по виду измерений КИП можно разделить на следующие группы:

Приборы для измерения физических свойств, таких как температура, пламя, влажность, освещенность и т.д. Примеры: термометры, термопары, термодатчики, контроль пламени, гигрометры, люксметры и т.д.
Приборы для измерения параметров жидкой или газообразной среды, таких как давление, уровень, расход, состав, плотность и т.д. Примеры: манометры, напорометры, уровнемеры, расходомеры, анализаторы, газоанализаторы, плотномеры и т.д.
Электроизмерительные приборы, такие как вольтметры, амперметры, счетчики, омметры, мосты, магазины, высокочастотные измерители и т.д. Примеры: вольтметры, амперметры, счетчики электроэнергии, трансформаторные вольтметры, мосты Уитстона, магазины сопротивлений, частотомеры и т.д.
Химические измерители, такие как анализаторы, газоанализаторы, pH-метры, кондуктометры, спектрометры и т.д. Примеры: анализаторы кислорода, газоанализаторы состава газовых смесей, pH-метры для измерения кислотности или щелочности растворов, кондуктометры для измерения электропроводности растворов, спектрометры для измерения спектра излучения или поглощения веществ и т.д.
Радиационные приборы, такие как счетчики Гейгера, дозиметры, детекторы, радиометры и т.д. Примеры: счетчики Гейгера для измерения интенсивности радиоактивного излучения, дозиметры для измерения дозы облучения, детекторы для обнаружения источников радиоактивного излучения, радиометры для измерения мощности радиоактивного излучения и т.д.

По способу представления информации КИП можно разделить на следующие группы:

Приборы с аналоговым отображением, то есть с непрерывным изменением показаний в соответствии с изменением измеряемой величины. Примеры: стрелочные приборы, шкалы, диаграммы и т.д.
Приборы с цифровым отображением, то есть с дискретным изменением показаний в соответствии с изменением измеряемой величины. Примеры: индикаторы, дисплеи, принтеры и т.д.
Приборы с графическим отображением, то есть с изображением зависимости измеряемой величины от другой величины или времени. Примеры: осциллографы, регистраторы, графопостроители и т.д.

По принципу работы КИП можно разделить на следующие группы:

Приборы с прямым измерением, то есть с непосредственным сравнением измеряемой величины с эталоном или мерой. Примеры: линейки, рулетки, градусники, манометры и т.д.
Приборы с косвенным измерением, то есть с определением измеряемой величины по зависимости от другой величины, которая измеряется прямо. Примеры: вольтметры, амперметры, термопары, расходомеры и т.д.
Приборы с функциональным измерением, то есть с определением измеряемой величины по функции, которая связывает ее с другими величинами, которые измеряются прямо или косвенно. Примеры: мосты, магазины, анализаторы, спектрометры и т.д.

По другим признакам КИП можно разделить на следующие группы:

По степени автоматизации: ручные, полуавтоматические, автоматические.
По способу подключения: последовательные, параллельные, смешанные.
По способу передачи информации: проводные, беспроводные, оптические, акустические.
По способу питания: сетевые, автономные, комбинированные.
По степени защиты: открытые, закрытые, взрывозащищенные, влагозащищенные и т.д.

Пример современного КИП

Современные контрольно-измерительные приборы

Тенденции развития современных КИП связаны с технологическими инновациями, автоматизацией, цифровизацией, интеграцией и стандартизацией. Некоторые из них это:

Применение микропроцессорной техники, которая позволяет повышать точность, быстродействие, функциональность и надежность КИП, а также обеспечивать их связь с другими устройствами и системами.
Развитие бесконтактных методов измерения, которые не требуют физического взаимодействия с измеряемым объектом и могут работать на больших расстояниях, в сложных условиях и с высокой скоростью.
Использование беспроводных технологий, которые упрощают установку, настройку и обслуживание КИП, а также снижают затраты на кабели и провода.
Внедрение искусственного интеллекта, машинного обучения и больших данных, которые позволяют анализировать, оптимизировать и прогнозировать производственные процессы, а также обнаруживать и предотвращать неисправности и аварии.
Соблюдение международных и национальных стандартов и нормативов, которые обеспечивают единство и сопоставимость измерений, а также повышают конкурентоспособность и доверие к продукции.

Перспективы развития современных КИП связаны с решением актуальных задач и проблем, таких как:

Энергосбережение и экология, которые требуют повышения эффективности использования ресурсов и снижения воздействия на окружающую среду.
Новые материалы и технологии, которые предъявляют новые требования к измерениям и контролю, а также создают новые возможности для КИП.

Присоединяйтесь к нашему каналу в Telegram «Автоматика и робототехника»! Узнавайте первыми о захватывающих новостях и увлекательных фактах из мира автоматизации: Автоматика и робототехника в Telegram

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Контрольно-измерительные приборы: типы, назначение, область применения

Контрольно-измерительные приборы (КИП) – приборы, принимающие информации о 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.

Общее устройство КИП

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

Несмотря на различия сфер применения, характерные особенности и ценовой диапазон, все контрольно-измерительные приборы имеют общие конструктивные части:

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. На этом этапе возможна фильтрация сигнала, его усиление, масштабирование и другие операции для облегчения восприятие информации оператором.

Классификация контрольно-измерительных приборов.

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.

По назначению:

Рабочие – используются для практических измерений;
Образцовые – по таким датчикам осуществляется проверка и градуировка рабочих приборов;
Контрольные – применяются для проверки точности показателей рабочих приборов, не отключая их.

По способу функционирования:

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. Они используются для контроля и измерения различных параметров, таких как расход, уровень, давление, температура и т. д. Принцип работы интегрирующих контрольно-измерительных приборов основан на интегрировании измеряемой величины во времени или пространстве. В результате получается интеграл, показывающий суммарное значение этой величины за определенный промежуток времени или на определенном участке пространства. Эти приборы обеспечивают высокую точность измерения и контроля параметров технологических процессов, что позволяет оптимизировать работу оборудования и снизить затраты на производство продукции.

По виду измеряемой величины:

Измерение давления или разряжения (Р);
Измерение концентрации жидкости или газа (Q);
Контроль температуры (Т);
Измерение уровня (L);
Измерение количества вещества – расходомеры (G);
Определение положения либо механического контакта с веществом (S).

По назначению

Бытовые устройства применяются в домашних целях и в быту;
Общепромышленные применяются в различных отраслях производства и ЖКХ. Свыше половины всех КИПов относятся к этому типу;
Специальные разработаны для использования в опасных или агрессивных условиях;
Морские используются на кораблях: определяют глубину под килем, температуру воды и скорости судна относительно воды.

По типу выходного сигнала:

Интерфейсные обеспечивают взаимодействие между компонентами системы автоматизации или между системой автоматизации и оператором. Они служат для передачи данных, команд и сигналов между различными устройствами, а также для обеспечения связи с оператором.

По типу подключения

Двухпроводная схема
Трехпроводная схема. 2 провода питания и один сигнальный
Четырехпроводная. Разнесенные питание и выход
Подключение через клеммы
Подключение через разъём
Контакт при помощи пайки

По метрологическим характеристикам (классу точности, величинам основной и дополнительной погрешностей)

Приборы высокой точности – 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,06
Приборы средней точности – 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,6
Приборы низкой точности – 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6

По способу монтажа

Наружные – устанавливаются снаружи объектов или систем, к которым они присоединены, в отличие от приборов с внутренним монтажом, которые устанавливаются внутри оборудования. 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.
Погружные – чувствительный элемент погружен в измеряемую среду (жидкость);
Накладные – применяются, если невозможно установить прибор с непосредственным контактом со средой.

По измеряемым параметрам

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. Это поможет выбрать наиболее удачную конфигурацию, что положительно отразится на контроле функционировании системы в целом.

Области применения и основные функции контрольно-измерительных приборов

Системы автоматизации сейчас применяются практически во всех сферах производства, быта и услуг. Контрольно-измерительные приборы играют важную роль в следующих отраслях:

Сельское хозяйство, аграрное производство;
Пищепром;
Фармацевтика и медицинская техника;
Добыча полезных ископаемых;
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность;
Машиностроение;
Химическая промышленность.

Разнообразие моделей и модификаций КИПиА для различных отраслей позволяет использовать их для решения множества задач:

Измерение и регулирование параметров технологических процессов;
Автоматизация производственных процессов;
Индикация и сигнализация о текущем уровне контролируемого параметра;
Регистрация и сохранение полученных данных в памяти прибора;
Передача данных на стороннее оборудование;
Диагностика состояния оборудования;
Обеспечение безопасности труда;
Обеспечение и поддержание необходимых условий для хранения продуктов.

Купить датчики и контрольно-измерительные приборы компании ОВЕН можно в интернет-магазине «Промышленная Автоматизация».

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.