Требования, предъявляемые к металлохромным индикаторам

1) Металлохромные индикаторы должны образовывать достаточно прочные, окрашенные, растворимые комплексы с определяемыми катионами металлов, с тем чтобы окраска раствора была устойчивой и отчетливой.

2) Комплексы определяемых катионов с индикатором должны быть менее устойчивыми, чем комплексы тех же катионов с комплексоном.

Если индикатор образует менее устойчивый комплекс с определяемыми катионами, чем это соответствует отношению, то комплекс Mind разрушится раньше и изменение окраски раствора произойдет преждевременно — до ТЭ; раствор окажется недотитрованным.

Если комплекс определяемого катиона с индикатором оказывается прочнее, чем это требуется по условию, то вблизи ТЭ сохранится некоторое количество Mind, окраска раствора изменится с опозданием — после прибавления избытка титранта, по сравнению с его стехиометрическим количеством; раствор будет перетитрован.

3) Изменение окраски раствора в ТЭ должно быть контрастным. Часто комплексы Mind обладают интенсивной окраской, которая отчетливо заметна уже при концентрации комплекса C(Ind) * 1 0 -6—1 0 — 7 моль/л.

4) Комплексы определяемых катионов с индикатором должны быть кинетически лабильными, т. е. должны быстро разрушаться под действием прибавляемого титранта.

Примеры металлохромных индикаторов.

Известны многие десятки металлохромных индикаторов. Из них при комплексонометрическом анализе фармацевтических препаратов чаще других применяют следующие:

кальконкарбоновую кислоту (кальцес), хромовый темно-синий (кислотный хром темно-синий), эриохром черный Т (протравной черный II), ксиленоловый оранжевый, мурексид, пирокатехиновый фиолетовый и некоторые другие.

Калъконкарбоновая кислота (кальцес)— 1-(2-океи-4-сульфо-1-нафти- талазо)-2-окси-3-нафтойная кислота используется при определении кальция; относится к группе азокрасителей:

Этот индикатор — слабая четырехосновная кислота. В щелочной среде (pH > 12) анион

индикатора окрашен в голубой цвет, комплексы индикатора с катионами кальция — в красно-сиреневый. В ТЭ при прямом титровании окраска раствора изменяется от красно-сиреневой до голубой.

Используется преимущественно при определении кальция. Свободный индикатор — темно-коричневый порошок с фиолетовым оттенком, малорастворим в воде, растворяется в этаноле, ацетоне, в растворах щелочей. На практике применяют либо индикаторную смесь, либо раствор индикатора.

Индикаторную смесь готовят, совместно растирая в ступке 0,1 г индикатора и 10 г безводного сульфата натрия. Раствор индикатора готовят, растворяя 0,025 г индикатора в 100 мл 50 %-ного этанола или ацетона. Срок годности раствора — 2 месяца.

185.238.139.36 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Кислотно-основные индикаторы. Количественные характеристики индикаторов. Теория индикаторов. Хромофорные и ауксохромные группы. Фенолфталеин. Метиловый Оранжевый.:)

Кислотно-основные индикаторы – синтетические органические красители, являющиеся слабыми кислотами или основаниями, меняющие видимую окраску в зависимости от рН раствора.

Требования, предъявляемые к КО индикаторам: Окраска индикатора должна быть интенсивной и различаться в кислой и щелочной среде. Изменение окраски должно быть быстрым, четким и обратимым. Окраска индикатора должна меняться в узком интервале изменения рН раствора, в присутствии минимального избытка кислоты или щелочи.Индикатор должен быть стабильным, не разлагаться в водном растворе и на воздухе.

Интервал перехода – это зона между двумя значениями рН, соответствующими границам зоны, внутри которой наблюдается смешанная окраска индикатора.

Правила при выборе индикатора: Интервал перехода индикатора должен лежать в области скачка на кривой титрования. Для титрования слабых кислот используют индикаторы, меняющие свою окраску в слабощелочной среде (Пр: фенолфталеин, рТ = 9). Для титрования слабых оснований берут индикаторы, меняющие окраску в слабокислой среде (Пр: метиловый оранжевый, рТ = 4).

Показатель титрования кислотно-основного индикатора (рТ) – это значение рН, при котором наблюдатель наиболее отчетливо замечает изменение окраски индикатора и в этот момент считает титрование законченным. рТ = рН (в КТТ)

Теории индикаторов: Ионная, Хромофорная, Ионно-хромофорная.

Ионная теория Теория предложена В. Оствальдом в 1894 г. и основана на теории электролитической диссоциации С. Арениуса. Кислотно-основные индикаторы рассматриваются как слабые органические кислоты, основания и амфотерные соединения, подвергающиеся ионизации в водных растворах, причем нейтральная и ионизированная формы индикатора обладают различной окраской.

Индикаторы-кислоты диссоциируют по уравнению:

В кислой среде (рН 7), равновесие смещается вправо, в сторону основной формы индикатора Ind–, окраска раствора синяя.

В нейтральной среде (рН = 7) число молекул НInd и ионов Ind–одинаково, смесь красной и синей окраски даст фиолетовый оттенок раствора.

Недостатки ионной теории индикаторов Ионная теория констатирует различие окрасок кислой и основной форм, но не объясняет природы и причины изменения самой окраски. Ионная теория не связывает окраску индикаторов с их строением.Ионные реакции являются мгновенными, а изменение окраски во многих случаях протекает сравнительно медленно.

Хромофорная теория Наличие окраски индикаторов, обусловлено присутствием в молекулах органических веществ хромофорных групп и ауксохромных групп.

Хромофорные группы (хромофоры) содержат кратные связи и обеспечивают поглощение видимого света из-за сравнительно легкого возбуждения электронов π-связи.

Ауксохромные группы сами по себе не придают окраску молекуле органического соединения, но влияют на свойства хромофоров (усиливают или ослабляют интенсивность окраски). Ауксохромные группы влияют на распределение электронной плотности в молекуле, что приводит к изменению оттенка или интенсивность окраски. Индикаторы в растворе могут присутствовать в виде разных таутомерных форм, находящихся в равновесии.

Таутомерия (греч. таутис – тот же самый, мерос — мера) — явление обратимой изомерии, при которой два или более изомера легко переходят друг в друга.

Достоинства хромофорной теории Хромофорная теория объясняет наличие окраски разных форм индикаторов и связывает цвет индикатора с его строением. Хромофорная теория объясняет, почему изменение цвета индикатора может происходить не мгновенно, а во времени.

  • Таутомерные превращения – это внутримолекулярные перегруппировки, которые протекают с участием молекул, а не ионов, и потому осуществляются медленнее во времени, чем мгновенные ионные реакции.

Недостатки хромофорной теории Хромофорная теория не объясняет, почему таутомерные превращения и изменение окраски индикатора происходят при изменении рН раствора. Иногда изменение окраски индикатора происходит мгновенно, по типу ионных реакций, что не укладывается в рамки хромофорной теории.Хромофорная теория не дает количественной оценки процессу изменения окраски.

Ионно-хромофорная теория Теория, созданная Исааком Кольтгофом в 20-х гг. ХХ века, объединила представления ионной и хромофорной теорий.

Кислотно-основные индикаторы – это слабые кислоты и основания, при этом нейтральная молекула индикатора и ее ионизированная форма содержат разные хромофорные группы.Молекулы индикатора в водном растворе способны либо отдавать ионы водорода (индикатор – слабая кислота), либо принимать их (индикатор – слабое основание), подвергаясь при этом таутомерным превращениям.

Индикатор – слабая одноосновная кислота HInd. В водном растворе устанавливается равновесие:

НInd – кислая форма I индикатора, Ind– – анион кислой формы I индикатора,

Изменение окраски кислотно-основных индикаторов происходит не мгновенно, так как переход индикатора из одной таутомерной формы в другую требует времени.

В кислой среде (рН 7) равновесие смещается вправо, в сторону основной формы II (Ind*–) и в щелочной среде раствор принимает окраску анионов (Ind*–).

В интервале рН в районе величины показателя титрования рТ, когда в растворе существуют обе формы I и II, наблюдается переход окраски индикатора из одной формы в другую.

Фенолфталеин.

Фенолфталеин- кислотно-основной индикатор (интервал перехода окраски при рН 8,2-9,8). При растворении фенолфталеина в разб. р-рах щелочей он приобретает пурпурный цвет и обесцвечивается при прибавлении к-ты, а также в сильно щелочном р-ре.

Метиловый Оранжевый.

Применяют как кислотно-основной индикатор при титровании растворами сильных кислот, а также для определения водородного показателя (pH) среды. Переход окраски метилового оранжевого от красной к оранжево-жёлтой наблюдается в интервале значений pH 3,1—4,4

ГОСТ 27626-88
Лицевые части авиационных индикаторов и приборов. Общие эргономические требования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЛИЦЕВЫЕ ЧАСТИ АВИАЦИОННЫХ ИНДИКАТОРОВ И ПРИБОРОВ

Общие эргономические требования

Face parts of aircraft indicators and instruments. General ergonomic requirements

Срок действия с 01.07.89
до 01.07.94*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 5/6, 1993 год). — Примечание изготовителя базы данных.

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17.03.88 N 601

2. Срок проверки — 1993 г., периодичность проверки 5 лет.

3. ВЗАМЕН ГОСТ 17348-81, ГОСТ 17406-72

Настоящий стандарт распространяется на лицевые части механических, электромеханических и электронных индикаторов и приборов (далее — индикаторов) и устанавливает эргономические требования к ним.

Стандарт не распространяется на лицевые части мнемонических индикаторов.

1. ТРЕБОВАНИЯ К ЛИЦЕВЫМ ЧАСТЯМ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИНДИКАТОРОВ

1. ТРЕБОВАНИЯ К ЛИЦЕВЫМ ЧАСТЯМ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИНДИКАТОРОВ

1.1.1. Элементы лицевой части индикаторов: циферблаты, стрелки, ленты-указатели, индексы, счетчики и сигнальные флажки должны обеспечивать быстрое, безошибочное и надежное восприятие показаний индикаторов.

Виды элементов лицевой части приведены в приложении 1.

В комбинированных индикаторах шкалы должны располагаться на циферблате в соответствии с требованиями мнемоники — пространственного или пространственно-временного соответствия, а стрелки и индексы должны образовывать мнемонически легко воспринимаемую фигуру.

Читайте так же:  Компенсация дороги

1.1.2. Расстояние от циферблата до плоскости передней кромки корпуса индикатора должно быть таким, чтобы при любом положении стрелки или индекса в рабочем диапазоне предельный угол обзора был не менее 30°.

1.1.3. Лицевые части индикаторов, предназначенных для выдачи количественной информации о значениях контролируемых параметров, должны проектироваться так, чтобы обеспечить минимальную погрешность отсчета за счет сокращения погрешности от параллакса и интерполяции положения стрелки.

В однострелочных индикаторах расстояние от указывающей части стрелки или подвижного индекса до циферблата должно быть не более 1,2 мм. Максимальное расстояние от указывающей части наиболее удаленной стрелки или подвижного индекса до циферблата должно быть не более 3 мм.

1.1.4. У комбинированных индикаторов ближе к циферблату необходимо располагать стрелки, по которым следует производить отсчет показаний с меньшей погрешностью от параллакса.

1.1.5. У индикаторов с неподвижными шкалами увеличение значений измеряемых параметров и направление движения стрелок, подвижных индексов и других индикационных элементов должно быть:

для всех индикаторов с круговыми шкалами (кроме вариометров) — по часовой стрелке;

для индикаторов с вертикальными линейными и дуговыми шкалами — снизу вверх;

для индикаторов с горизонтальными линейными и дуговыми шкалами — слева направо.

Указанные требования не относятся к индикаторам, у которых направление движения стрелок и других индикационных элементов должно совпадать с направлением движения индицируемого элемента (например в индикаторах положения шасси и закрылков).

1.1.6. Начертание и размеры цифр и букв, наносимых на циферблаты, стрелки, индексы, счетчики и сигнальные флажки должны быть выполнены по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

1.1.7. Отметки, цифры, дуги, поверхность указывающей части стрелок, цифры счетчиков, нижняя часть ленты-указателя в индикаторах с вертикальными шкалами, индексы текущих значений параметров должны иметь белую матовую поверхность с коэффициентом отражения не менее 0,7 при освещении источником белого света с цветовой температурой 2360 К (плюс 2087 °С) или источником красного света с доминирующей длиной волны (620±10) нм при чистоте цвета 96-100% относительно источника света «Е».

В комбинированных индикаторах при индикации разных параметров, а также в индикаторах с вертикальными шкалами цвет индикационных элементов может быть отличным от белого.

1.1.8. Поверхность лицевой стороны циферблатов, неуказывающей части стрелок, счетчиков, верхняя часть ленты-указателя в индикаторах с вертикальными шкалами и наименование измеряемых величин должны быть черными матовыми с коэффициентом отражения не более 0,1 при освещении источником белого света с цветовой температурой 2360 К (плюс 2087 °С) или источником красного света с доминирующей длиной волны (620±10) нм при чистоте цвета 96-100% относительно источника света «Е». Допускается наименование измеряемых величин выполнять белым цветом.

В комбинированных индикаторах цвет поверхности лицевой стороны циферблатов может быть отличным от черного.

1.2. Требования к циферблатам

1.2.1. Общие требования к циферблатам

1.2.1.1. Размеры циферблатов должны определяться размерами корпуса индикатора и допустимой величиной затенения отметок шкалы в соответствии с требованиями п.1.1.2.

1.2.1.2. Длину шкалы, цену делений и число оцифрованных отметок устанавливают исходя из необходимой точности и диапазона измерения параметра и обеспечения определенной точности считывания при эксплуатации. В рабочем диапазоне рекомендуется использовать равномерные шкалы.

1.2.1.3. Цену делений шкалы индикатора следует устанавливать исходя из заданной погрешности отсчета с учетом быстроты отсчета. Если погрешность отсчета не задана, то цена делений должна быть соизмерима или не должна превышать допустимую погрешность индикатора, заданную техническими требованиями на индикатор, или должна устанавливаться в соответствии с утвержденной заказчиком лицевой частью.

1.2.1.4. Цену деления шкалы следует выбирать из ряда , где — одно из чисел 1, 2, 5;

— любое целое положительное, отрицательное число или нуль.

1.2.1.5. Число промежуточных отметок между соседними основными отметками должно быть не более девяти.

1.2.1.6. Числа отсчета у отметок шкал для всех индикаторов, кроме курсовых, вариометров и радиовысотомеров, следует выбирать из следующих рядов:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. ;

0, 5, 10, 15, 20, 25. ;

0, 10, 20, 30, 40, 50. ;

0, 20, 40, 60, 80, 100.

1.2.1.7. Числа отсчета безнулевых шкал могут начинаться с любого числа указанных рядов.

1.2.1.8. Числа отсчета у отметок шкал курсовых индикаторов должны составлять ряд:

1.2.1.9. Ряд чисел отсчета неравномерных шкал может быть составлен из рядов, например, 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 10, 15, 20, 25. При этом для сжатого участка шкалы должен быть использован более укрупненный ряд (с большей ценой деления), чем для растянутого участка шкалы. Градуировку и оцифровку каждого участка шкалы следует определять заданной погрешностью отсчета индицируемого параметра.

1.2.1.10. Числа отсчета следует проставлять только у основных отметок шкалы. У начальной и конечной отметок шкалы допускается не проставлять числа отсчета.

1.2.1.12. Высоту цифр отсчета шкалы следует выбирать из ряда 3,5; 5,0; 7,0 мм возможно большей с учетом размеров лицевой части индикатора и количества цифр на шкале. В многошкальных индикаторах допускается высота цифр чисел отсчета шкалы 4,0; 6,0; 8,0 мм.

1.2.1.13. Высота букв и цифр в надписях, характеризующих шкалу, должна быть не менее:

3,5 мм — для наименования измеряемой величины, обозначения единицы измерения и множителя шкалы;

2,5 мм — для индекса индикатора и дополнительных надписей.

Для циферблатов индикаторов в корпусах с посадочными размерами: диаметром 40 мм или стороной квадрата 50 мм, надписи, содержащие наименование измеряемой величины и обозначение единицы измерения, допускается выполнять буквами и цифрами высотой 2,5 мм.

1.2.1.14. Отметки и цифры чисел отсчета могут быть выпуклыми, углубленными или плоскими.

1.2.1.15. Высота цифр и букв номера индикатора должна быть не более 2,5 мм.

1.2.1.16. Номер и индекс индикатора, знаки и другие надписи, не имеющие отношения к шкале, должны быть углубленными или выпуклыми, иметь цвет циферблата и нанесены в местах, не затеняющих шкалу. Допускается размещать их за пределами лицевой части индикатора.

1.2.1.17. Для индикаторов со счетчиками на циферблатах должны быть предусмотрены прямоугольные окна.

1.2.1.18. Отверстия для крепления циферблатов располагать между отметками шкалы не допускается.

1.2.2. Требования к круглым циферблатам.

1.2.2.1. Значения радиусов круговых шкал циферблатов следует выбирать в соответствии с требованиями п.1.1.2 при максимально возможной длине шкалы.

1.2.2.2. Радиусы круговых шкал многошкальных циферблатов должны быть не менее 10 мм.

1.2.2.3. Для многошкальных циферблатов промежуток между шкалами, имеющими разные центры, должен быть не менее 1 мм.

1.2.2.4. Угол шкалы индикаторов контроля параметров силовой установки и самолетных систем не должен превышать 360°.

1.2.2.5. Для однострелочных индикаторов шкалы с углом более 360° без дополнительной индикации не допускаются.

1.2.2.6. На циферблатах с незамкнутой шкалой между началом и концом шкалы должен быть интервал не менее половины расстояния между основными отметками шкалы. В этом интервале допускается размещать индекс белого цвета или под цвет циферблата в виде точки диаметром 1-2 мм, указывающий начальное положение стрелки при неработающем индикаторе.

1.2.2.7. Размеры отметок круговых шкал циферблатов следует устанавливать в зависимости от радиуса шкалы по табл.1.

Требования к индикаторам кислотно-основного титрования;

Методы установления конечной точки титрования

Типы кислотно-основного титрования

1) Алкалиметрическое титрование или алкалиметрия. Метод определения сильных и слабых кислот, кислых солей, солей слабых оснований путём титрования стандартным раствором сильного основания.

2) Ацидиметрическое титрование или ацидиметрия. Метод определения сильных и слабых оснований, основных солей, солей слабых кислот путём титрования стандартным раствором сильной кислоты.

При кислотно-основном титровании в водных растворах протекает реакция нейтрализации.

Кислотно-основное титрование поэтому называют также методом нейтрализации. Титрантами метода являются растворы сильных кислот и оснований (см. Таблицу ). Эти вещества не соответствуют требованиям, предъявляемым к стандартным веществам, поэтому концентрацию титранта устанавливают стандартизацией их растворов. В качестве первичных стандартов чаще всего используют безводный карбонат натрия, буру и другие.

Конечную точку титрования устанавливают, используя визуальные (титрование с индикатором) и инструментальные (потенциометрические, фотометрические, амперометрические и др.) методы. Цветные индикаторы в кислотно-основном титровании – это слабые органические кислоты и основания, протонированные и непротонированные формы которых различаются по структуре и окраске. Существуют и одноцветные индикаторы, например, фенолфталеин. При визуальном методе фиксации конечной точки титрования прибавление титранта к титруемому раствору прекращают, при резком изменении цвета индикатора, введённого в титруемый раствор.

Индикаторы кислотно-основного титрования должны отвечать следующим требованиям:

1) Окраска индикатора должна быть интенсивной даже при введении небольшого количества вещества и различаться в кислой и щёлочной среде.

2) Изменение окраски должно быть быстрым, чётким и обратимым.

3) Окраска индикатора должна изменяться в узком интервале рН раствора.

4) Индикатор должен изменять свою окраску в присутствии минимального избытка кислоты и щёлочи.

5) Индикатор должен быть стабильным и не разлагаться на воздухе и в растворе.

Ионно-хромофорная теория индикаторов. Индикаторы это органические соединения различных классов, содержащие в своём составе хромофорные группировки, такие как N=N, =C=S, N=O, хиноидные структуры и другие, которые и придают соединениям определённую окраску. Окраска соединения изменяется или усиливается в присутствии в соединениях ауксохромных групп (амина, гидрокси-, COOH, SO3H, AsO3H2). В растворах индикаторы присутствуют в различных таутомерных формах, находящихся в состоянии равновесия.

Читайте так же:  Заявление о подложности документов в суд

При увеличении кислотности среды равновесие смещается влево в сторону недиссоциированной формы индикатора. При увеличении концентрации гидроксид-анионов равновесие смещается вправо в сторону диссоциированной формы. Например лакмус в кислотной среде при рН 7 в синий цвет, см. Таблицу. Константа кислотности индикатора равняется

Человеческий глаз воспринимает окраску одной из форм при определённой её концентрации в растворе. Для двухцветного индикатора присутствие одной из форм заметно, если концентрация этой формы в десять раз превышает концентрацию другой формы. Например, глаз замечает диссоциированную форму при соотношении 10: 1

, а недиссоциированную при 1: 10.

Тогда в интервале рН от рКа – до (рКа + глаз будет видеть смешанную окраску обеих форм, а за пределами этого интервала – чистую окраску одной из форм. Этот интервал называют интервалом перехода окраски индикатора:

Вводим обозначение рТ= рКа , эту величину называют показателем титрования индикатора. Получаем выражение для интервала перехода окраски индикатора

Таблица 1 Величины pKa (при ионной силе около 0), pT и интервал перехода некоторых кислотно-основных индикаторов

Требования к визуальным индикаторам

Индикаторы нужно конструировать так, чтобы выход их из строя или неисправность становились немедленно очевидными для оператора.

Торговые знаки и наименования завода или фирмы-изготови­теля, так же как и др. обозначения, не связанные с функциями индикатора, не должны находиться на лицевой стороне панели.

Индикаторы необходимо конструировать и размещать так, что­бы оператор мог считывать И с требуемой точностью. Индикаторы следует конструировать и размещать так, чтобы избежать потери И вследствие отражения внешнего освещения от поверхности индикатора. В некоторых случаях пре­дусматривают спец. средства, предотвращающие ухудше­ние условий восприятия И.

К таким средствам, в част­ности, относятся экраны, колпаки, предохраняющие индикаторы от освещения прямым солнечным светом.

Индикаторы с подсветом. Имеются три осн. типа индика­торов с подсветом:

– подсвечиваемые панели с одной или многими надписями, несу­щими И в виде слов, чисел, символов или сокращений;

– простые индикаторные лампочки (сигнальные и др.);

– панели с подсветом, отображающие И о готовности системы.

Индикаторы с подсветом применяются для отображения ка­чественной И, необходимой оператору (гл. обра­зом И, требующей немедленной реакции оператора ли­бо привлекающей его внимание к состоянию системы). Такие индикаторы могут иногда использоваться персоналом, выполняю­щим функции тех. обслуживания и регулирования.

Отсутствие подсвета не следует использовать для обозначения таких понятий, как «готовность», «в пределах допуска», или команды «продолжать», а также для обозначения «неисправно­сти», «выхода за допустимые пределы» или команды «прекратить действие»; однако отсутствие подсвета допустимо для указания об отключении питания (н-р, при индикации надписи «Пи­тание вкл.»). Изменения состояния индикаторов должны отобра­жать изменения функционального состояния системы, а не только результаты действия органов управления.

Световые сигналы предостережения и тревоги, а также сигна­лы, используемые для отображения состояния комплексов аппа­ратуры системы, располагают отдельно от световых сигналов, показывающих состояние разл. компонентов и узлов.

Если индикатор с подсветом связан с органом управления, индикаторную лампу размещают так, чтобы она была однозначно связана с этим органом управления и видна оператору при рабо­те с ним.

Для критичных функций индикаторы нужно располагать в зо­нах оптимальной видимости.

Индикаторные лампы, которые используются редко или исклю­чительно для целей тех. обслуживания и регулировки, должны быть закрыты или невидимы при эксплуатации системы, но легко досягаемы.

Если индикаторы предназначаются для использования в усло­виях разл. освещенности, в них следует предусмотреть регу­лировку яркости. Пределы регулирования яркости должны обеспечивать хорошую различимость И, отображаемой на индикаторе, при всех предполагаемых условиях освещенности. Во всяком случае, они не должны казаться светящимися, когда они не светятся, и восприниматься погасшими, когда светятся. В некоторых руководствах и стандартах для индикаторов на лам­пах накаливания рекомендуется использовать лампы с резервными нитями накаливания или сдвоенные лампы, чтобы в случае отказа одной нити лампы сила подсвета уменьшалась, указывая тем са­мым на необходимость замены лампы, но не настолько, чтобы оператор не мог работать.

Для индикаторных ламп требуется предусмотреть контроль. Желательно, чтобы конструкция обеспечивала возможность про­верки всех индикаторных ламп сразу. Панели, содержащие три и менее индикаторных ламп, могут иметь отд. кнопки для проверки ламп. Если важным требованием является быстрая адаптация к темноте, предусматриваются средства уменьшения яркости свечения всей, индикаторной цепи во время проверки.

Желательно иметь возможность снимать лампы с лицевой сто­роны индикационной панели без применения инструментов или каким-либо иным быстрым и удобным способом. Индикационные цепи проектируются так, чтобы лампы можно было снимать и за­менять, не отключая электропитания, не вызывая опасности по­вреждения компонентов индикаторной цепи и не подвергая опас­ности обслуживающий персонал.

Экраны индикаторов или указателей с надписями (стекла инди­каторов) следует конструировать так, чтобы предотвратить слу­чайную перестановку стекол.

Широкое применение нашли лампы с надписями, которые в большинстве случаев предпочтительнее простых индикаторных ламп. Лампы с надписями могут кодироваться цветом, а также размерами и миганием. Лампы с надписями, предназначенные для обозначения повреждений, причиненных оборудованию или обслу­живающему персоналу (мигающий красный), для предостереже­ния о надвигающейся опасности (желтый), для суммарного кон­трольного сигнала, должны быть заметно больших размеров и по возможности ярче др. индикаторов. Надпись на лампе должна быть различима независимо от того, включен индикатор или выключен.

Индикаторы с множественными надписями (пластинки с надпи­сями расположены одна на другой) необходимо конструировать с учетом след. требований:

– когда освещается задняя надпись, она не должна быть затем­нена передними;

– задние пластинки с надписями размещаются так, чтобы па­раллакс (перспективное (кажущееся) смещение рассматриваемого объек­та, вызванное изменением точки наблюдения. Задние надписи должны иметь одинаковую кажущуюся яркость с передними) сводился к минимуму.

Простые индикаторные лампы следует использовать в случаях, когда конструктивные данные не позволяют использовать лампы с надписями. Расстояние между соседними лампами должно быть достаточным для однозначного их обозначения, для правильной интерпретации И и удобства замены.

Стрелочные индикаторы. Имеются два типа таких индикато­ров: с движущейся стрелкой и неподвижной шкалой; с неподвиж­ной стрелкой и движущейся шкалой.

В зависимости от характера поставленных задач стрелочные индикаторы могут использоваться либо с рукоятками управления, либо без них.

Стрелочные индикаторы с рукоятками применяют для установ­ки заданной величины параметра, а также при восстановлении положения стрелки при ее отклонении от заданной величины. Лучшим типом индикатора в этом случае является движущаяся стрелка с неподвижной шкалой; лучшая форма шкалы – горизон­тальная. Можно использовать и круглые шкалы. Выбор формы шкалы зависит от конкретных условий – величины панели, коли­чества и формы др. приборов и т.п. Стрелочные индикаторы с рукоятками применяются также для контроля за объектом пу­тем непрерывного изменения положения одной стрелки при дви­жении другой (операция, слежения). Лучший тип индикатора для подобных задач – движущаяся стрелка с неподвижной шкалой; лучшая форма шкалы – круглая.

Стрелочные индикаторы без рукояток обычно используются, когда решаются след. задачи:

а) количественное чтение. Оператора интересуют точные чис­ловые значения измеряемого параметра. Однако лучшим прибором является счетчик с цифровым отсчетом, так как цифровые данные оператор воспринимает быстрее и с мень­шим числом ошибок;

б) качественное чтение. Для оператора важны не абсолютные показания, а сведения об изменении того или иного пара­метра исследуемого объекта или тенденции развития про­цесса (возрастает или уменьшается данная величина и т.п.).

Использование индикатора с движущейся стрелкой и неподвижной шкалой обеспечивает наилучшую точность и ско­рость считывания; лучшая форма шкалы – круглая;

в) проверочное (контрольное) чтение. Оператору важны не количественные данные, а лишь контрольные показания, т.е. ему необходимо знать, работает аппаратура в установ­ленных пределах или нет. Для этого рекомендуется непо­движно закрепленная шкала с движущейся стрелкой; лучшая форма шкалы – круглая;

г) сравнение показателей. Эта операция требует исключительной точности, поэтому для нее также целесообразно при­менять счетчики.

При выборе стрелочного индикатора необходимо знать, в ка­ком временном режиме, он будет использоваться. При коротких экспозициях (менее 0,5 с) точнее считываются показания прибора с подвижной шкалой и неподвижной стрелкой: условия считыва­ния в этом случае приближаются к условиям считывания показа­ний со счетчика. Однако с увеличением экспозиции предпочтение отдается приборам с подвижной стрелкой и неподвижной шкалой. Скорость и точность считывания показаний во многом зависят от формы шкалы. Лучшие результаты дает круглая, за ней сле­дует полукруглая (Круглой называется дуговая шкала с углом дуги около 360°; полукруглой – дуговая гикала с углом дуги около 180) и прямолинейная горизонтальная шкалы; худ­шие – вертикальная шкала.

При считывании показаний с одной и той же шкалы результа­ты получаются различные в зависимости от того, с какого участка шкалы ведется считывание. Круглые шкалы дают лучшие резуль­таты при считывании показаний с центр. верхнего сектора, а горизонтальные – с центр. части шкалы (здесь они пре­восходят круглые); по мере же приближения к концам этих шкал скорость и точность считывания значительно падают.

Читайте так же:  Отказ от решения суда на наследство

При выборе формы шкалы необходимо учитывать и предпола­гаемую ее длину. Если на панели управления необходимо уста­новить прибор с длинной шкалой, то для повышения скорости и точности считывания показаний рекомендуется:

– снабжать шкалу несколькими указателями: одним – для точ­ного считывания и одним или несколькими для считывания, при котором не требуется точности;

– на осн. шкале размещать подшкалу, с которой ведут бо­лее точное считывание;

– объединять шкалу со счетчиком. Такие комбинированные инди­каторы целесообразно применять тогда, когда выполнение задачи предусматривает и качественное, и количественное считывание И.

Форму шкалы нужно выбирать с учетом характера И, для которой она предназначена. Так, для приборов, с по­мощью которых контролируются параметры глубины, высоты, тем­пературы, лучшими являются вертикальные шкалы; при этом на глубинометрах показатель нуля должен размещаться у верхнего края шкалы, а на высотометрах – у нижнего.

Точность считывания показаний со шкалы зависит от ее раз­мера, расстояния, с которого ведется считывание, интервала меж­ду отметками.

Шкалы приборов градуируют штриховыми отметками опред. размеров. Эти отметки подразделяются на главные, сред­ние и малые. Точность считывания возрастает с увеличением интервала между отметками, но лишь до опред. предела. Оптимальная длина основного интервала между гл. отмет­ками – 12,5–18 мм (дистанция наблюдения – 750мм). Дальней­шее увеличение ухудшает считывание показаний прибора.

Увеличение числа мелких отметок приводит к снижению ско­рости и точности считывания. Оптимальная величина самого ма­лого интервала равна примерно 1,5мм или 6–8′ (дистанция наблюдения – 750мм). При увеличении интервала от 3,5′ до 6,5′ точность и время безошибочного считывания возрастают весьма интенсивно. Однако дальнейшее увеличение интервала (до 10,5′) не дает существенных улучшений.

Если стрелка прибора останавливается между отметками шка­лы при считывании показаний, то возникает необходимость зри­тельной интерполяции. Наилучшие результаты интерполяции на­блюдаются тогда, когда оператор должен мысленно делить отме­ченный интервал не более чем на 4–5 частей.

Зависимость между диаметром шкалы и точностью считывания показаний не является линейной. Оптимальные размеры диаметра круглой шкалы (при расстоянии 750–900 мм от глаз оператора) составляют 40–60 мм. Однако существенной разницы в точности считывания шкал диаметром от 35 до 70мм нет. При уменьшении диаметра до 17–18 мм и менее скорость и точность считывания значительно снижаются. То же наблюдается и при увеличении диа­метра до 120–150 мм.

Эффективность чтения определяется не абсолютной величиной диаметра шкалы, а ее отношением к дистанции наблюдения, т.е. угловыми размерами шкалы. Оптимальные угловые размеры диа­метра шкалы находятся в пределах 2,5–5°.

Наилучшими являются шкалы с ценой деления 1; 5; 10 и соот­ветствующей оцифровкой. Длина оцифрованных отметок должна равняться 0,5–1 длины интервала между отметками, длина не­оцифрованных отметок – 0,5 длины основных отметок. Толщина основных отметок должна составлять 5–10% расстояния меж­ду неоцифрованными отметками – 2/3 толщины основной от­метки.

Цифры на шкалу следует наносить прямыми линиями, и только у основных (главных отметок). Они должны быть простыми, без каких-либо украшений. Точность считывания цифр зависит от со­отношения высоты, ширины и толщины обводки. На последнюю влияют освещение и контрастность: оптимальное отношение тол­щины обводки к высоте цифр при диффузном освещении белых цифр на черном фоне (обратный контраст) составляет 1:10, а при таком же освещении черных цифр на белом фоне (прямой кон­траст) –1:6. Отношение ширины к высоте должно составлять 2:3. Расстояние между цифрами должно равняться половине ши­рины цифры.

Важное значение при считывании показаний со шкал имеет расположение стрелок и указателей:

– стрелка должна доходить до наименьшей отметки шкалы, но не перекрывать ее (минимальное расстояние между концом стрел­ки и отметкой составляет не менее 0,4–0,8 мм, максимальное – не более 1,6мм) и находиться как можно ближе к плоскости ци­ферблата, чтобы свести к минимуму параллакс;

– конструкция стрелки должна быть простой, толщина острия – не более ширины самой малой отметки шкалы;

– рекомендуется, чтобы часть стрелки от центра вращения до са­мого кончика была того же цвета, что и отметки шкалы, а осталь­ная часть – того же цвета, что и плоскость циферблата;

– стрелки для прямолинейных шкал должны быть отчетливо видны; их изготавливают довольно широкими у основания, но к концу, обращенному к шкале, они сужаются, переходя в ясно видимую точку;

– стрелки не должны закрывать цифр; желательно также, чтобы, цифры были размещены с наружной стороны шкалы.

Если стрелки компактно расположенных шкал в нормальном положении ориентированы в одном направлении, то любое откло­нение стрелки от нормального положения немедленно замечается и времени на проверку показаний требуется значительно меньше, чем в том случае, когда стрелки ориентированы в разных направлениях.

Эффективность работы оператора значительно повышается; с введением доп. сигнализаторов. Н-р, при вы­делении на шкале цветной полоской зоны «Нормально» оператору при контрольном чтении достаточно лишь воспринять и оценить взаимное положение стрелки указателя и отметки-сигнализатора. Отметка-сигнализатор для привлечения внимания оператора долж­на отличаться от др. отметок шкалы не только цветом, но и формой. В ряде случаев доп. сигнализаторы следует делать подвижными. Это позволяет при изменении зоны «Нор­мально» соответственно изменять и положение отметки. Целесооб­разно также выделять цветом разл. участки шкалы, но при условии, что прибор цветным светом не освещен.

Шкалы, размещенные по краям очень больших панелей, снаб­жаются сигнальными лампочками; желательно, чтобы яркость, лампочки при отклонении от нормы менялась.

Т.о., при конструировании стрелочных индикаторов необходимо учитывать след. требования:

– стрелочные индикаторы на панели надо устанавливать в плоскости, перпендикулярной линии взора;

– цифры должны быть простыми и нанесены на шкалы верти­кально; значение цифровых показателей на круглых шка­лах возрастает по часовой стрелке;

– градуировка шкал не должна быть более мелкой, чем этого требует точность самого прибора;

– наилучшими являются шкалы с ценой деления 1; 5; 10;

– для шкал, установленных на одной панели, необходимо выбирать одинаковую систему делений и одинаковые цифры;

– при конструировании стрелок параллакс следует свести к минимуму; конец острия стрелки не может быть шире самого малого деления, чтобы не заслонять цифр и отметок;

– при одновременном контрольном считывании по несколь­ким приборам стрелки устанавливаются так, чтобы при нор­мальных условиях работы они имели одинаковое направ­ление;

– для облегчения контрольного считывания рабочие и пере­грузочные диапазоны выделяются цветом;

– необходимо, чтобы фон шкалы был матовым и на стенках приборов не наблюдалось бликов;

– поверхность шкалы не должна быть темнее панели, в то время как каркас шкалы может быть темнее;

– между цветом фона шкалы и цветом делений и надписей нужно сохранять максимальную контрастность.

Освещение шкалы должно быть равномерным, а степень осве­щенности должна регулироваться.

Др. индикаторы. Кроме стрелочных индикаторов применяются счетчики прямого отсчета, печатающие устройства, графо­построители.

Счетчики прямого отсчета используются для получения коли­чественных данных, когда требуется быстрая и точная индикация. Счетчики следует ставить как можно ближе к поверхности пане­ли, чтобы свести к минимуму параллакс и тени, обеспечить макси­мальный угол видения.

Если наблюдателю необходимо считывать цифры последова­тельно, они должны следовать друг за другом не чаще двух за 1с. Чтобы увеличить показания счетчика или произвести сброс, реко­мендуется вращение ручки восстановления или сброса счетчика производить по часовой стрелке. Счетчики, используемые для ин­дикации последовательности работы оборудования, должны сбра­сываться автоматически по завершении работы. Необходимо пре­дусмотреть средства и для ручного сброса.

Счетчики по возможности должны иметь собственное свечение, а поверхность барабанов счетчика и окружающие их поверхности такую отделку, которая сводит к минимуму отсвечивание. Целе­сообразен высокий цветовой контраст цифр и фона (черные циф­ры по белому фону или наоборот).

Печатающие устройства применяют тогда, когда требуется запись количественных данных. Печатная И должна быть пригодной для непосредственного использования при мини­мальной потребности в декодировании, перемещении или интер­поляции.

Печатающие устройства нужно конструировать так, чтобы обеспечивалось простое и быстрое введение и снятие печатных ма­териалов. Должна быть предусмотрена надежная индикация рас­ходуемого материала (н-р бумаги, чернил, ленты). Там, где это нужно, печатающие устройства следует располагать т.о., чтобы на ленте легко можно было делать различные записи и пометки, не снимая ее с самописца. И на лен­те должна быть напечатана так, чтобы ленту можно было отры­вать по мере ее поступления из устройства без резания или склеи­вания по частям.

Графопостроители используются для записи непрерывных гра­фических данных. Вычерчиваемые штрихи должны быть легко ви­димы и не закрываться пером или его рычагом. Контраст между вычерчиваемой линией и фоном должен быть не менее 50%. Для выходящего из графопостроителя бланка с вычерченными данны­ми там, где это необходимо или желательно, предусматривается спец. приемное устройство. Для интерпретации графических данных оператор должен иметь вспомогательные средства (н-р графические кальки), однако эти средства не должны за­темнять или искажать полученные данные. При необходимости графопостроители следует располагать т.о., чтобы в вычерченной И можно было производить соответст­вующие записи и пометки, не снимая бланка с графопостроителя.

Дата добавления: 2015-10-19 ; просмотров: 350 . Нарушение авторских прав