Создание комплекса аппаратуры государственного первичного эталона единицы теплопроводности и системы передачи размера единицы в диапазоне от 0,02 до 0,2 Вт/(м.К)

• Автор: Соколов, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.11.15, 05.11.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 287 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных обозначений

Введение.

1. Анализ состояния действующей системы обеспечения единства

измерений теплопроводности тврдых тел и е оптимизация

1.1. Требования, предъявляемые к системе обеспечения единства измерений теплопроводности
1.2. Анализ современного состояния системы обеспечения единства измерений теплопроводности
1.3. Оценка соответствия системы обеспечения единства измерений теплопроводности сегодняшним и перспективным требованиям
1.4. Оптимизация проектируемой системы обеспечения единства измерений теплопроводности

2. Выбор структуры нового государственного первичного эталона

ГПЭ единицы теплопроводности и системы передачи е размера.

2.1. Классификация и анализ точности прецизионных методов измерений теплопроводности
2.2. Необходимость и достаточность средств воспроизведения
единицы теплопроводности и передачи е размера
2.3. Разработка нового класса средств измерений хмер теплопроводности многозначных МТМ.
2.4. Разработка структуры ГПЭ единицы теплопроводности с новой эталонной установкой
3. Создание нового комплекса аппаратуры ГПЭ единицы
теплопроводности на основе МТМ.
3.1. Обоснование необходимости создания новой эталонной установки
для диапазона от 0, до 0,2 ВтмК.
3.2. Проектирование эталонной установки А1 для диапазона
от 0, до 0,2 ВтмК.
3.3. Построение теплофизической модели модуля центрального и охранного нагревателей эталонной установки А
3.4. Построение теплофизической модели калориметрического устройства эталонной установки А1.
3.5. Построение теплофизической модели воспроизведения единицы теплопроводности на установке А1с помощью МТМ.
3.5. Проектирование управляющего измерительновычислительного комплекса
Выводы.
4. Теоретический анализ погрешностей измерений на новом ГПЭ
4.1. Погрешность, правильность и прецизионность результатов измерений
4.2. Анализ погрешности измерений на установке А1.
4.2.1. Погрешности электрических измерений.
4.2.2. Погрешности геометрических измерений
4.2.3. Погрешности температурных измерений.
4.2.4. Погрешности тепловых измерений
4.2.5. Экспериментальная оценка наиболее важных составляющих погрешности измерений
4.3. Анализ погрешности воспроизведения единицы теплопроводности на основе МТМ.
4.4. Ожидаемая оценка правильности и прецизионности измерений на ГПЭ по результатам проведнного анализа составляющих погрешностей.
4.5. Экспериментальная оценка правильности и прецизионности результата измерений на ГПЭ нового поколения.
4.6. Анализ погрешности передачи размера единицы теплопроводности на установке А
4.7. Сравнительная оценка полученных результатов и данных других авторов
5. Система передачи размера единицы теплопроводности.
5.1. Рабочие эталоны теплопроводности.
5.2. Образцовые средства измерения теплопроводности.
5.3. Рабочие средства измерения теплопроводности
5.3.1. Приборы с ассиметричным первичным преобразователем
5.3.2. Приборы с симметричным первичным преобразователем
5.3.3. Зондовые приборы
5.4. Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий и сооружений
5.4.1. Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций в лабораторных условиях
5.4.2. Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций в натурных условиях
5.4.3. Обеспечение гарантированной теплоэнергетической эффективности зданий и сооружений
5.5. Проект новой государственной поверочной схемы для средств измерений теплопроводности тврдых тел.
Заключение.
Список литературы


Договорнность о взаимном признании национальных эталонов и сертификатов калибровки, выдаваемых этими институтами 8. Технической основой Договорнности является ряд ключевых сличений национальных эталонов, подлинность которых устанавливается консультативными комитетами. Выбор сделан почти по и ключевым сличениям. Результаты публикуются в журнале i и на сайте I . К сожалению, в указанных источниках пока отсутствует информация о проведении ключевых сличений современных национальных эталонов теплопроводности. Это связано с техническими трудностями, обусловленными разнородностью аппаратуры, используемой в различных национальных метрологических институтах. ВНИИМ провл сличение ГПЭ с эталоном ГДР АСМВ в г. Для сличения было выбрано кварцевое стекло марки КВ как наиболее изученный исследователями материал. Измерения выполнены в диапазоне температур от 3 до 3 К. Сравнение данных, полученных в АСМВ и ВНИИМ, показало, что результаты совпадают в пределах оценнных погрешностей измерений. Расхождение составило не более 1,2 . В г. I, провели ключевые сличения своей аппаратуры, измеряя теплопроводность образца из глинозма в условиях местного атмосферного давления каждой лаборатории. При температурах до 0 К результаты совпали в пределах 2 . При температурах до 0 К в пределах 7 . Полученные экспериментальные результаты показали, что существующие международные стандарты, основанные на исследованиях в температурном диапазоне от 0 до 0 К, неадекватны в расширенном температурном диапазоне 3. На сессии ССТ г. По предложению представителя ВНИИМ на сессии ССТ г. Повышенное внимание к предложению ВНИИМ и готовность к сотрудничеству в этом направлении проявили Франция, Япония, Германия и Великобритания. До появления единой информационной базы о проведении ключевых сличений национальных эталонов теплопроводности оценить уровень их точности можно лишь по отдельным публикациям. Наиболее полно представлена в литературных источниках эталонная аппаратура I. Метрологические характеристики эталонов I и ВНИИМ в области малых значений теплопроводности приведены в табл. Таблица 1. ВНИИМ ГПЭ г. Здесь эталонная аппаратура 1 представлена лишь двумя приборами, предназначенными для измерения теплопроводности теплоизоляционных материалов в климатическом диапазоне температур, а ГОСТ 8. ГПЭ ВНИИМ г. ВтмК, характерный для современных теплоизоляционных материалов, ГОСТ 8. Гарантировать возможность участия России в международном сотрудничестве в рассматриваемом виде деятельности на паритетных началах можно, лишь распространив диапазон воспроизведения и хранения единицы теплопроводности с 0,1 до 0, ВтмК, а при комнатной температуре с 0,2 до 0, ВтмК, при сохранении достигнутого уровня точности. Как будет показано ниже, эту задачу невозможно решить, используя имеющиеся эталонные установки, входящие в состав ГПЭ г. Таким образом, полноправное сотрудничество с национальными метрологическими институтами первой десятки наиболее развитых стран мира возможно лишь после создания во ВНИИМ нового ГПЭ или новой эталонной установки в ранге ГПЭ, обеспечивающей воспроизведение единицы теплопроводности и передачу е размера в диапазоне от 0, до 0,2 ВтмК. Внутри страны задачей национальных метрологических институтов является на основе вышеперечисленного комплекса научных и организационных основ, технических средств, правил и норм обеспечить удовлетворение потребностей в любых средствах измерений на уровне точности, соответствующем цели, для которой они предназначены. Таблица 1. ГОСТ 2. Погрешность метода измерений. ГОСТ 2. Несмотря на то, что этот перечень построен только на основе нормативных документов Госстроя, он охватывает весь диапазон требований, предъявляемых к рабочим средствам измерений РСИ другими отраслями отечественной промышленности. Таким образом, единство измерений этой физической величины в России можно будет считать достигнутым, если погрешности приборов верхнего поля поверочной схемы не превзойдут значений, указанных в табл. ВтмК. Сформулированные в разделе требования, предъявляемые к системе обеспечения единства измерений теплопроводности, опубликованы автором в монографии 2.