Мета роботи полягає у вирішенні важливого завдання у галузі метрології - підвищення точності і забезпеченні єдності та достовірності вимірювання мікровитрат газу. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: 1. Проаналізувати сучасний стан та тенденції розвитку засобів вимірювання мікровитрат, оцінити можливості підвищення метрологічних характеристик ЗВТ мікровитрат, розробити витратомір для діапазону витрат від 0,001 м /год до 0,016 м /год з класом точності 0,5. 2. Удосконалити існуючі методи відтворення мікровитрат газу в діапазоні від 0,001 м /год до 0,016 м /год. 3. Розробити математичні моделі похибок вимірювання та відтворення мікровитрати за допомогою вдосконаленого витратоміра як складову наукової основи метрологічного забезпечення вимірювання та відтворення мікровитрат газу в діапазоні від 0,001 м /год до 0,016 м /год. 4. Розробити та впровадити технічну основу метрологічного забезпечення вимірювання мікровитрат газу в діапазоні від 0,001 м /год до 0,016 м3/год 5. Розробити нормативну основу метрологічного забезпечення вимірювання та відтворення мікровитрат газу (методики державної метрологічної атестації витратомірів газу в діапазоні від 0,001 м3/год до 0,016 м3/год) 6. Розробити зміну до ДСТУ 3336:2007 для розширення нижньої межі діапазону охоплюваних витрат до 0,001 м3/год ЗМІСТ Арк. ВСТУП 5 1. АНАЛІЗ СТАНУ ТА ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ МЕТРОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИМІРЮВАНЬ МІКРОВИТРАТ В ДІАПАЗОНІ ВІД 0,277·10-6 ДО 4,44·10-6м3/с(1-16л/год) 12 1.1 Аналіз сучасних технічних засобів, які використовуються для вимірювання та відтворення мікровитрат газу 12 1.1.1 Сучасний стан технічного забезпечення вимірювання І мікровитрат газу 12 1.1.2. Теплові витратоміри 14 1.1.3. Плівкові витратоміри 23 1.1.4. Витратоміри постійного перепаду тиску 25 1.1.5. Витратоміри змінного перепаду тиску 29 1.2 Аналіз технічної основи метрологічного забезпечення відтворення мікровитрат 37 1.2.1. Лічильники барабанного типу 37 1.2.2. Критичні сопла 39 1.2.3. Дзвонові установки 41 1.2.4. Еталонні установки еквівалентного витіснення 43 1.3 Аналіз нормативної основи метрологічного забезпечення вимірювання мікровитрат в Україні та інших країнах та перспективи його вдосконалення 45 1.4 Обгрунтування напрямку дослідження 48 1.5 Висновки до першого розділу 49 2. ТЕОРЕТИЧНІ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАННЯ ОБ'ЄМНОЇ ВИТРАТИ ГАЗУ В ДІАПАЗОНІ 0,277·10-6-4,44·10-6M3/C (1-16 л/год) 50 2.1 Дослідження конструктивних особливостей ламінарних витратомірів 50 2.2 Дослідження способів введення температурної компенсації ламінарного витратоміра 53 2.3 Розроблення математичної моделі рівняння вимірювань термокомпенсованого ламінарного витратоміра та його конструктивних параметрів 57 2.4 Експериментальні дослідження термокомпенсованого ламінарного витратоміра 62 2.4.1 Планування експерименту 62 2.4.2 Перевірка адекватності моделі 71 2.4.3 Визначення параметрів оптимізації 73 2.5 Висновки до другого розділу 77 3. ТЕОРЕТИЧНІ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТРОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВІДТВОРЕННЯ МІКРОВИТРАТ В ДІАПАЗОНІ 0,277·10-6-4,44·10-6 м3/с (1-16 л/год) ... 78 3.1 Теоретичні основи метрологічного забезпечення мікровитрат 78 3.1.1. Розширення діапазону відтворюваних витрат вторинного еталона об'єму і об'ємної витрати газу ВЕТУ 03-01-01-08 78 3.1.2. Метод сумування потоків еталонних витрат 88 3.2 Метрологічний аналіз та експериментальні дослідження установки еквівалентного витіснення зі стабілізацією витрати 89 3.3 Метрологічний аналіз ламінарного витратоміра 94 3.4 Висновки до третього розділу 97 4. РОЗРОБКА ТЕХНІЧНОЇ ТА МЕТОДИЧНОЇ БАЗИ ВИМІРЮВАННЯ ТА ВІДТВОРЕННЯ МІКРОВИТРАТ В ДІАПАЗОНІ 0,277·10-6-4,44·10-6 м3/с (1-16 л/год) 99 4.1 Розробка технічної бази відтворення мікровитрат - калібратора витрати 99 4.2 Практична реалізація робочого еталона одиниць об'єму та об'ємної витрати газу в діапазоні від 2,77·10-6м /с до 4,44·10-6м/с 105 4.3 Розробка нормативної бази метрологічного забезпечення мікровитрат 110 4.3.1. Розробка програми та методики метрологічної атестації установки еквівалентного витіснення в діапазоні витрат 0,277·10-6- 4,44·10-6м3/с 110 4.3.2. Розробка нормативних документів 114 4.4 Впровадження результатів досліджень 120 4.5 Висновки до четвертого розділу 120 ВИСНОВКИ 122 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 124 ДОДАТКИ 138 Додаток А. Повірочні схеми ЗВТ об'єму та об'ємної витрати газу інших країн 139 Додаток Б. Програма мікроконтролера калібратора витрати 141 Додаток В. Повідомлення про розроблення проекту національного стандарту в Україні 149 Додаток Г. Акт впровадження результатів дисертаційної роботи в Т0В ІВФ "Темпо" 150 Додаток Д. Акт впровадження результатів дисертаційної роботи в ДП "Івано-Франківськстандартметрологія" 151 Додаток Е. Робочий еталон одиниць об'єму та об'ємної витрати газу в діапазоні від 2,77·10-7 м3/с до 4,44·10-6м3/с. Програма та методика державної метрологічної атестації 152 Додаток Є. Витратоміри газу в діапазоні від 2,77·10-7м3/с до 4,44·10-6 м /с. Програма і методика державної метрологічної атестації 168 Додаток Ж. Протокол дослідження установки еквівалентного витіснення в діапазоні від 2,77·10-7 м3/с до 4,44·10-6 м3/с 177