Корректурный тест бурдона: Для чего нужна младшим школьникам корректурная проба Бурдона?

Исследование функции внимания у работников умственного труда

Библиографическое описание:

Садуллаева, Х. А. Исследование функции внимания у работников умственного труда / Х. А. Садуллаева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 11 (115). — С. 1173-1175. — URL: https://moluch.ru/archive/115/31059/ (дата обращения: 27.04.2023).



In dynamics of work the indicators characterizing function of attention of workers of brainwork worsen: the quantity of the made mistakes increases, the actual productivity decreases, time going for performance of a task increases, quality of performance of proof test worsens that indicates the expressed manifestation of production exhaustion.

Keywords: the work physiology, brainwork working the central nervous system, physiological methods of research, function of attention, exhaustion.

К специфическим методам оценки функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС) относятся исследования внимания и памяти. Определение сдвигов, происходящих в нервной системе, имеет большое значение при современных видах труда, когда (простой на первый взгляд) физический труд обязательно сопровождается элементами умственного труда в большой или меньшей степени. Сдвиги в ЦНС можно улавливать при отсутствии заметных изменений в деятельности других органов и систем [3, 5]. Исследования внимания и, прежде всего, таких показателей, как концентрация, устойчивость, объём, переключение являются важнейшим в психофизиологической оценке труда ряда профессий умственного труда [1, 2, 4], в том числе операторов различных диспетчерских центров, что и явилось целью нашей работы.

Материалы иметоды исследования

Физиологические реакции организма работающих изучались: перед началом работы (исходные даны — фоновые), перед обеденным перерывом и в конце рабочего дня.

Методика отыскивание чисел с переключением применяется для оценки способности переключения (состояния устойчивости) внимания. На специальном бланке из 4 клеток в случайном порядке отпечатаны двумя цветами (чёрными и красными) числа от 1 до 25 (таблица Платонова). Определение по таблице Платонова производится с учетом времени выполнения задания, количества ошибок и их относительной частоты.

Функция внимания изучалась также методом использования др. корректурных проб с использованием таблицы с урегулированным текстом. Испытуемому предлагалось вычеркивать определенную букву, при этом учитывалось время выполнения задания, количество допущенных ошибок, а также по формуле Уиппла рассчитывалась фактическая производительность:

Е = S х А, где

Е — фактическая производительность;

S — количество просмотренных знаков;

А — коэффициент количества.

А = (C — W): (С + О), где

С — количество правильно вычеркнутых знаков;

W — количество неправильно вычеркнутых знаков;

О — количество пропущенных знаков.

Результаты иобсуждение

Для проведения данных физиологических методов исследований были отобраны работники умственного труда — операторы, выполняемая работа которых характеризовалась значительной напряженностью, монотонностью и высоким темпом работы. Согласно таблице Платонова было выявлено характерное достоверное увеличение времени, затраченного на выполнение задания в сравнении с фоновым временем. Так, до начала работы оно колебалось в пределах 57,2±1,2 с, в середине рабочего дня — 61,4±1,53 с, при этом наибольшее время отмечалось в конце рабочей смены — 72±1,38 с. Такая реакция организма свидетельствует о снижении у большинства работников функции внимания к концу рабочего дня.

Результаты исследований по изучению внимания согласно таблице с урегулированным текстом представлены в нижеследующей таблице (табл.). Материалы показывают, что время выполнения задания по корректурному тесту достоверно увеличивалось от 62,3 до 69,1 с, при этом в начале работы было сделано в среднем 1,1±0,1 ошибок, к обеденному перерыву — 1,6±0,2, а к концу работы — 2±0,1. Увеличение количества ошибок сопровождалось снижением фактической производительности, рассчитанной по формуле Уиппла: если в начале работы она была равна 430±1,7 условных единиц, то в конце снижалась до 421±2,1. Количество вычеркнутых знаков в динамике смены достоверно не менялось. Увеличение допущенных ошибок и снижение фактической производительности можно расценить как ухудшение качества работы и уменьшение уровня работоспособности, сопутствующие развивающему производственному утомлению.

Таблица 1

Изменение показателей корректурной пробы уработников умственного труда (M±m)

Показатели корректурной пробы	В начале работы	Перед обеденным перерывом	В конце работы
Время выполнения задания, с	62,3±1,2	65,1±1,1	69,1±1,3
Количество вычеркнутых знаков	55,4±1,7	53,6±1,6	52,5±0,7
Количество ошибок	1,1±0,1	1,6±0,2	2,0±0,1
Фактическая производительность	430±1,6	428±1,1	421±2,1

В летний период наблюдений, при повышенной температуре воздуха, направленность изменений показателей корректурного теста была аналогично вышеописанной. Однако обращает на себя внимание то, что летом до работы на выполнение пробы затрачивалось больше времени, чем весной. Кроме того, к концу работы допускалось большее число ошибок, и более значительно снижалась фактическая производительность, т. е. в летний период качество работы было худшим, чем весной, а уровень работоспособности ниже, что свидетельствует о более выраженном производственном утомлении.

Следовательно, при повышенной температуре воздуха и по показателям корректурной пробы у обследованных профессиональных групп работников выявлено нарушение взаимоотношения возбудительного и тормозного процессов, преобладание процессов торможения в ЦНС и ослабление дифференцировки. Если учесть тот факт, что трудовые процессы и уровни производственных факторов у работающих оставались такими же, что и в благоприятных метеоусловиях, а также то, что группы обследованных были прежними, можно предположить, что описанные сдвиги показателей корректурного теста связаны с воздействием на работающих температурного фактора.

Вывод

Таким образом, установлено, что в динамике работы ухудшаются показатели, характеризующие функцию внимания работающих: увеличивается количество допущенных ошибок, снижается фактическая производительность, увеличивается время, идущее на выполнение задания, ухудшается качество выполнения корректурной пробы, что указывает на выраженное проявление производственного утомления.

Литература:

1. Алексеев С. В., Усенко В. Р. Физиология труда. — М.: Медицина, 1998. — С. 42–46.
2. Дядичкин В. Г. Количественная интегральная оценка рабочего напряжения при умственном и физическом труде // Гигиена и санитария. –1990. -№ 1. — С. 34–37.
3. Дикая Л. Г. Исследование индивидуального стиля саморегуляции психофизиологического состояния // Психологический журнал. — 1994. — Т. 15, — № 6. — С. 28–37.
4. Дульзон А. А. Время как основной ресурс работников умственного труда // Университетское управление: практика и анализ. — 2010. — № 2. — С. 46–50.
5. Капустина А. В. Физиологическая оценка устойчивости к стрессу при отдельных видах умственной работы: дисс…. канд. биол. наук. — Москва, 2003. — 172 с.

Основные термины (генерируются автоматически): фактическая производительность, корректурная проба, начало работы, умственный труд, время выполнения задания, конец работы, корректурный тест, обеденный перерыв, рабочий день, выполнение задания.

Диагностика нарушений деятельности центральной нервной системы в анестезиологии и интенсивной терапии с помощью определения когнитивной дисфункции

Особенностью критических состояний, развивающихся в ответ на факторы, дестабилизирующие гомеостаз, является напряжение всех систем организма. Это напряжение может носить как саногенный (стабилизирующий гомеостаз), так и патологический (дестабилизирующий) характер. При этом нарушения в работе органов и систем могут быть различной тяжести: от компенсированного напряжения до недостаточности и несостоятельности.

Поскольку одним из главных механизмов регуляции всех систем наравне с гуморальным фоном является нервная система, то оценка выраженности нарушений ее работы может стать важным индикатором тяжести критического состояния [1]. Известно, что чем выше степень угнетения деятельности нервной системы, тем более глубокие, более древние функции нарушаются. И наоборот, менее выраженное угнетение приводит к нарушению более молодых функций, а именно тех, которые составляют высшую нервную деятельность — познавательные функции.

Следовательно, изучение выраженности нарушений когнитивных функций у больных с критическими состояниями, не имеющих явного угнетения сознания даже легкой степени, может помочь выявлять влияние такого состояния на центральную нервную систему. В связи с этим важным является выбор психофизиологических тестов или когнитивных шкал, наиболее адекватно отвечающих задачам и состоянию пациентов, находящихся в критическом состоянии.

Разные по природе критические состояния могут проявляться отличающимися друг от друга вариантами когнитивных расстройств, что предопределяет необходимость дифференцированного подхода к выбору методик тестирования. Так, например, пациенты, подвергающиеся оперативным вмешательствам, в раннем послеоперационном периоде могут иметь нарушение одних когнитивных функций, а пациенты, перенесшие шоковые состояния, — других.

Для оценки когнитивных функций в общеклинической практике принято использовать как отдельные психофизиологические тесты, так и их комбинации. К первому типу исследований относятся такие, как тест рисования часов, тест Лурье, корректурный тест Бурдона, тест на завершение предложений (Hayling Sentence Completion Test) [2]. Ко второму типу исследований относятся простые комбинированные тесты (например, методика Mini-Cog [3]), шкалы оценки когнитивных функций умеренной сложности, такие как набор тестов для выявления лобной дисфункции (Frontal Assesment Battery), шкала минимальной оценки ментального статуса (Mini Mental State Examination — MMSE), Монреальская шкала оценки когнитивных функций (Montreal Cognitive Assessment — MoCA), и сложные психофизиологические системы, такие как «Прогрессивные матрицы Равена» (Raven’s Standard Progressive Matrices) [2], тест определения структуры интеллекта Амтхауэра [4] и другие.

Кроме количества изучаемых когнитивных функций, сложные системы психофизиологической диагностики отличаются еще и тем, что их применение требует много времени. Это лимитирует их использование у пациентов с неустойчивым вниманием или имеющих определенную степень нарушения сознания. В связи с этим таким больным оценку нарушения когнитивных функций проводят с помощью специально разработанных методик, например, в отделениях интенсивной терапии применяется метод оценки спутанности сознания у больных отделений интенсивной терапии (Confusion Assessment Method for Intensive Care Unit — CAM-ICU) [5].

Ясное сознание больного тем не менее не гарантирует того, что его когнитивные функции будут оценены корректно во всех случаях. К примеру, широко распространенный тест рисования часов, позволяющий определять степень деменции, не может быть корректным у пациентов со слабостью верхних конечностей при остром нарушении мозгового кровообращения или их дрожанием при болезни Паркинсона, не говоря уже о тех случаях, когда у пациента рука фиксирована из-за перелома костей или есть нарушение зрения той или иной степени.

Еще одна причина возможных ошибок в определении степени нарушения когнитивных функций, оцениваемых с помощью как сложных, так и некоторых простых тестов, заключается в разных типах мышления у пациентов. Например, есть люди, которым легко удается устный счет, но им сложно нарисовать правильный круг. В то же время есть люди, которые хорошо рисуют, но не могут совершать в уме простейшие арифметические действия. То же самое касается способности запоминать не связанные смыслом слова.

Таким образом, выбор корректной системы психофизиологического тестирования пациентов, которые находятся в критическом состоянии или недавно перенесли его, является важной клинической задачей.

В ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины» сотрудники кафедры анестезиологии и интенсивной терапии и лаборатории психофизиологических исследований на протяжении более 10 лет занимаются изучением влияния различных факторов на когнитивные функции здоровых и больных [6–11]. На первом этапе изучались изменения когнитивных функций в послеоперационном периоде у больных самой уязвимой категории — пожилых. Исследовалось исходное их состояние и влияние на когнитивные функции разных видов анестезии и препаратов с разным механизмом действия для профилактики и коррекции их нарушений.

Для исследования послеоперационной когнитивной дисфункции использовался тест «Прогрессивные матрицы Равена». При выполнении пациентами этого теста наблюдается пять типов ошибок.

1. Ошибки на внимание и восприятие, связанные с визуальной способностью различать одномерные изменения в изображении.

2. Ошибки на сложное восприятие, связанные со способностью линейной дифференциации и нахождения взаимосвязи между элементами фигур.

3. Ошибки на построение конкретных умозаключений, связанные со способностью исследования плавных изменений в пространстве.

4. Ошибки на построение абстрактных умозаключений, связанные со способностью постигать закономерность сложных перемен в пространстве.

5. Ошибки на построение высшей формы абстракции и динамического синтеза, связанные со способностью к аналитико-синтетической мыслительной деятельности.

Учет общего количества правильно решенных заданий этого теста позволяет сделать вывод об уровне когнитивных функций, который варьирует от очень низкого до очень высокого (табл. 1).

Использование этой методики позволило выявить особенности нарушений когнитивных функций в послеоперационном периоде, в том числе на фоне нейропротекции тиоцетамом, заключающиеся в том, что пациенты, получавшие нейропротекцию тиоцетамом, в сравнении как с исходными показателями, так и с данными контрольной группы на 30-е сутки послеоперационного периода делали меньше ошибок, связанных с абстракциями, но в то же время больше ошибок, связанных со сложным восприятием (рис. 1). Такая особенность может быть связана с активизацией мыслительных процессов на фоне неизмененного внимания и восприятия.

Положительным свойством этой тестовой системы является ее невербальность, что позволяет использовать ее у пациентов, которые в связи со своим состоянием не могут говорить. С другой стороны, именно это качество прогрессивных матриц Равена не позволяет исследовать такую важную когнитивную функцию, как речевая память, что вызывает необходимость привлекать дополнительно другие тестовые системы.

В качестве дополняющих прогрессивные матрицы Равена в нашей клинике использовались такие тестовые методики, как корректурный тест Бурдона, тест Лурье, тест «исключение лишнего». Первый из них позволяет оценить качество и устойчивость внимания, а также скорость мыслительных процессов. С помощью теста Лурье можно оценить оперативную память. Тест «исключения лишнего» дает возможность оценить способность анализировать поступающую информацию, выделяя общие для группы объектов признаки.

Применение комплекса, состоящего из описанных выше методик, при изучении влияния общих анестетиков на когнитивные функции позволило не только определить, что меньшее угнетающее влияние на мыслительные функции оказывает пропофол, а большее — кетамин, но и выяснить, что в большей степени и более продолжительное время после анестезии кетамином нарушается концентрация внимания и способность к обобщению и абстрагированию, в то время как снижение оперативной памяти продолжалось не более суток (табл. 2).

Применение комплекса психофизиологических тестов позволяет оценить разные когнитивные функции, однако каждый тест занимает определенное время, вследствие чего значительная суммарная продолжительность обследования пациента может вызывать его усталость, увеличивая вероятность ошибок и снижая скорость обработки тестового материала, что в некоторых методиках также является изучаемой величиной.

Существенно сокращает время, необходимое для обследования пациента, применение комбинированных шкал, таких как Краткая шкала оценки ментального статуса (MMSE) [12, 13] или Монреальская шкала оценки когнитивных функций (MoCA) [14]. Обе эти шкалы разработаны для выявления умеренных когнитивных нарушений и позволяют не только оценить общее состояние когнитивных функций за сравнительно малое время (на выполнение заданий по каждой из этих шкал больные тратят примерно 10 минут), но и выяснить, нарушение какой именно функции вызывает снижение общей величины. По данным некоторых авторов, тест MoCA более чувствителен в плане диагностики умеренных когнитивных нарушений, чем MMSE. В особенности это касается заболеваний, связанных с поражением мозговых сосудов и высоким риском развития деменции [15–18].

Использование Монреальской шкалы когнитивных функций позволило определить, что в возрасте 55–65 лет чаще всего ухудшаются такие показатели, как память, речь и исполнительные навыки. В возрасте 66–75 лет к ним присоединяется ухудшение абстрактного мышления, а после 75 лет — внимания (табл. 3) [19].

В целом же когнитивные функции у больных среднего возраста соответствовали среднему уровню, у пожилых больных — ниже среднего, а у больных, которые перенесли транзиторные ишемические атаки или ишемический инсульт, уровень когнитивных функций соответствовал преддементному состоянию [10].

На втором этапе наших исследований начато изучение состояния когнитивных функций у больных с критическими состояниями, обусловленными травмой как одной из самых распространенных причин критического состояния.

В проведенном нами пилотном исследовании, целью которого было сравнить возможности этих двух шкал у больных с политравмой в остром периоде, было определено, что согласно шкале MMSE наибольшие нарушения когнитивных функций наблюдаются со стороны оперативной памяти (50 % пациентов не могли повторить контрольные слова через небольшой промежуток времени) и ориентации во времени (от 20 до 40 % больных затруднялись назвать текущий день недели и число). У тех же пациентов согласно шкале MoCA отмечались затруднения в отсроченном воспроизведении контрольных слов и в ориентации во времени. Затруднения в выполнении заданий по проверке зрительно-конструктивных/исполнительных навыков шкалы MoCA, равно как и теста рисования шкалы MMSE, в значительной степени обусловлены вынужденным положением, связанным с травмой, а также повреждением верхних конечностей.

Важным в оценке влияния критического состояния на когнитивные функции является сравнение их уровня с состоянием до травмы, однако, по понятным причинам, оценить исходное состояние когнитивных функций у этих больных с использованием большинства тестовых методик не представляется возможным. Для этого можно использовать Опросник когнитивных нарушений (The Cognitive Failures Questionnaire — CFQ) [20], позволяющий ретроградно определить состояние когнитивных функций больного до начала заболевания или перед наступлением критического состояния.

Таким образом, выявление нарушений когнитивных функций у больных, находящихся в критическом состоянии, является важным элементом мониторинга их состояния. Для оценки состояния когнитивных функций можно использовать различные методики, однако наиболее приемлемыми в практической анестезиологии и интенсивной терапии являются такие комбинированные шкалы, как MMSE и MoCA, которые оптимально использовать в комплексе с опросником CFQ.

 

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии какого-либо конфликта интересов при подготовке данной статьи.

Список літератури

1. Румянцева С.А. Неврологические расстройства при синдроме полиорганной недостаточности // Нервные болезни. — 2003. — № 2. — URL: http://cyberleninka.ru/article/n/nevrologicheskie-rasstroystva-pri-sindrome-poliorgannoy-nedostatochnosti (дата обращения: 29.03.2017).

2. Sukantarat K.T. Prolonged cognitive dysfunction in survivors of critical illness / K.T. Sukantarat, P.W. Burgess, R.C.N. Williamson, S.J. Brett // Anaesthesia. — 2005. — Vol. 60, I. 9. — P. 847-53. — DOI: 10.1111/j.1365-2044.2005.04148.x.

3.  Robinson T.N. Preoperative Cognitive Dysfunction Is Related to Adverse Postoperative Outcomes in the Elderly / T.N. Ro–binson, D.S. Wu, L.F. Pointer, C.L. Dunn, M. Moss // Journal of the Ameri–can College of Surgery. — 2012. — Vol. 215, I. 1. — P. 12-7. — DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jamcollsurg.2012.02.007.

4. Тест Р. Амтхауэра, тест структуры интеллекта (TSI) / Елисеев О.П. // Практикум по психологии личности. — СПб., 2003. — С. 342-370.

5. Ely E.W. Evaluation of delirium in critically ill patients: Validation of the Confusion Assessment Method for the Intensive Care Unit (CAM-ICU) / E.W. Ely, R. Margolin, J. Francis, L. May, B. Truman, R. Dittus, T. Speroff, S. Gautam, G. Bernard, S. Inouye // Critical Care Medicine. — 2001. — Vol. 29, I. 7. — P. 1370-9.

6. Усенко Л.В. Профилактика и коррекция операционных когнитивных дисфункций у больных пожилого возраста / Л.В. Усенко, А.А. Криштафор, Ш.Э. Ризк, Г.С. Канюка // Міжнародний неврологічний журнал. — 2008. — № 3(19). — С. 99-110.

7. Усенко Л.В. Профилактика и коррекция операционных когнитивных дисфункций у больных пожилого возраста (продолжение) / Л.В. Усенко, А.А. Криштафор, Ш.Э. Ризк, Г.С. Канюка // Міжнародний неврологічний журнал. — 2008. — № 4(20). — С. 87-93.

8. Усенко Л.В. Методика відновлення психофізіологічних функцій після різних видів загальної анестезії в умовах стаціонару одного дня / Л.В. Усенко, І.С. Полінчук // Медицина неотложных состояний. — 2010. — № 2. — С. 58-65.

9. Усенко Л.В. Когнитивсберегающие технологии в анестезиологии / Л.В. Усенко, И.С. Полинчук, С.В. Болтянский // Біль, знеболювання і інтенсивна терапія. — 2011. — № 2, додаток. — С. 192-193.

10. Усенко Л.В. Профилактика и коррекция послеоперационной когнитивной дисфункции у больных, перенесших каротидную эндартерэктомию в условиях общей анестезии / Л.В. Усенко, А.Г. Тютюнник, В.В. Халимончик // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. — 2013. — № 1–2. — C. 11-16.

11. Усенко Л.В. Послеоперационные когнитивные расстройства как осложнение общей анестезии. Значение ранней фармакологической нейропротекции / Л.В. Усенко, А.А. Кріштафор, И.С. Полинчук, А.Г. Тютюнник, А.А. Усенко, Е.В. Петрашенок // Медицина неотложных состояний. — 2015. — № 2(65). — С. 24-31.

12. Folstein M.F. Mini-Mental State: a practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician / M.F. Folstein, S.E. Folstein, P.R. McHugh // J. Psychiatr. Res. — 1975. — № 12. — Р. 189-98.

13. Ибрагимов Н.Ю. Факторы риска нарушения когнитивных функций в послеоперационном периоде у пожилых пациентов / Н.Ю. Ибрагимов, К.М. Лебединский, Б.Е. Микиртумов, В.Я. Гельман, С.В. Оболенский, В.С. Казарин // Общая реаниматология. — 2008. — № 4(4). — С. 21. — DOI: 10.15360/1813-9779-2008-4-21.

14. Захаров В.В. Нейропсихологические тесты. Необходимость и возможность применения / В.В. Захаров // Consilium Medicum. — 2011. — Т. 13, № 2. — С. 82-90.

15. Pendlebury S.T. Underestimation of cognitive impairment by Mini-Mental State Examination versus the Montreal Cognitive Assessment in patients with transient ischemic attack and stroke: a population-based study / S. T. Pendlebury, F.C. Cuthbertson, S.J.V. Welch, Z. Mehta, P.M. Rothwell // Stroke. — 2010. — Vol. 41, № 6. — P. 1290-1293.

16. Pendlebury S.T. Differences in Cognitive Profile between TIA, Stroke and Elderly Memory Research Subjects: A Comparison of the MMSE and MoCA / S.T. Pendlebury, A. Markwick, C.A. de Jager, G. Zamboni, G.K. Wilcock, P.M. Rothwell // Cerebrovasc. Dis. — 2012. — Vol. 34. — P. 48-54. — https://doi.org/10.1159/000338905.

17. Nasreddine Z.S. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: A Brief Screening Tool For Mild Cognitive Impairment / Z.S. Nasreddine, N.A. Phillips, V. Bedirian, S. Charbonneau, V. Whitehead, I. Collin, J.L. Cummings, H. Chertkow // Journal of the American Geriatrics Society. — 2005. — Vol. 53, I. 4. — P. 695-699. — DOI: 10.1111/j.1532-5415.2005.53221.x.

18. Dong Y.H. The Montreal Cognitive Assessment is superior to the Mini-Mental State Examination in detecting patients at higher risk of dementia / Y.H. Dong, W.Y. Lee, N.A. Basri, S.L. Collinson // International Psychogeriatrics. — 2012. — Vol. 24, I. 11. — P. 1749-1755. — DOI: https://doi.org/10.1017/S1041610212001068.

19. Усенко Л.В. Влияние занятий в познавательно-оздоровительном университете для людей пожилого возраста на сохранение когнитивных функций / Л.В. Усенко, Г.С. Канюка, Д.В. Оленюк, А.А. Усенко, Ю.В. Силкина // Медичні перспективи. — 2017. — Т. XXII, № 1. — С. 115-123.

20. Волков А.О. Как оценить когнитивные функции перед кесаревым сечением? / А.О. Волков, Е.Н. Клигуненко, И.А. Ветошка // Современные проблемы науки и образования. — 2014. — № 3. — URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=13474 (дата обращения: 26.04.2017).

INSTRUMENT TECH НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ: ТРУБКИ БУРДОНА, ГИСТЕРЕЗИС И ВЕСОВОЙ ТЕСТЕР

У меня эластичное сердце .
У меня толстая кожа и упругое сердце.
Ты меня не сломал.

(«Упругое сердце», Sia, Diplo, the Weeknd и A. Swanson, 2013 г. )0027

Блестящие читатели и студенты PTOA… означает те, кто читает сегменты PTOA в предполагаемом, последовательном порядке … узнали о «сухих» датчиках давления, известных как диафрагмы и сильфоны в сегменте PTOA № 227.

Сила, воздействующая на площадь поверхности, создает давление.

Читателям и студентам PTOA также напомнили, что каждый раз, когда фактор Силы воздействует на площадь поверхности, создается давление.

Этот сегмент PTOA представляет собой третий член семейства «сухих» датчиков давления, Трубки Бурдона .

Трубки Бурдона имеют значительно больший диапазон чувствительности и измерения давления, чем любой из членов их семейства, мембраны и сильфоны.

Этот PI с диапазоном 0-100 может иметь мембранный датчик.

Типичный верхний диапазон для манометра с капсульной мембраной составляет 100 фунтов на кв. дюйм. Типичный верхний диапазон для сильфона из нержавеющей стали составляет 90 дюймов воды (3,2 фунта на кв. дюйм).

Однако типичный высокий диапазон манометрического давления для Трубка Бурдона со спиральной обмоткой – 4000 psig. С-образная трубка Бурдона может обнаруживать и измерять давление PV до 10 000 фунтов на кв. дюйм.

После подключения к действующей технологической линии на перерабатывающем предприятии ближайший манометр сможет измерять давление от 0 до 10 000 фунтов на кв. дюйм. Датчик давления , вероятно, представляет собой C-образную трубку Бурдона .

 

ФОРМА И ФУНКЦИЯ ТРУБОК БУРДОНА , ПЕРЕСМОТРЕННАЯ

Читатели и студенты PTOA уже осведомлены о C-образные, спиральные и спиральные трубки Бурдона , потому что такое же оборудование использовалось в сегменте PTOA № 103 в качестве датчика температуры PV.

На ближайшем анимированном графике показано, как величина отклонения C-образной трубки Бурдона преобразуется в показатель давления PV, который люди могут видеть и понимать на индикаторе давления (PI, также известном как манометр).

Когда С-образная трубка Бурдона измеряет температуру PV, отклонение трубки происходит из-за того, что взволнованные молекулы сталкиваются друг с другом со скоростью, которая напрямую связана с воспринимаемым повышением и понижением температуры PV.

Эти взволнованные молекулы вызывают расширение C-образной трубки Бурдона при повышении температуры PV. Когда С-образная трубка Бурдона отклоняется вверх, кажется, что трубка пытается развернуться. Когда температура PV снижается, трубка сжимается.

Когда С-образная трубка Бурдона измеряет давление PV, величина отклонения напрямую связана с величиной коэффициента силы измеряемого давления PV.

Обратите внимание, что трехмерная С-образная трубка Бурдона Трубка имеет две дуги с разными радиусами (радиусами). С-образная трубка Бурдона имеет верхнюю внутреннюю площадь поверхности и другую площадь поверхности на нижней внутренней стороне трубки. Две области поверхности соединяются на свободно плавающем конце трубки.

Разница между двумя площадями поверхности создает неодинаковое давление PV на конце трубки. Увеличение воспринимаемого давления PV вызывает отклонение наконечника вверх. Снижение воспринимаемого давления PV приводит к тому, что кончик С-образная трубка Бурдона для сужения вниз.

Трубки Бурдона в форме спирали и спирали (известные также как «спиральные») обладают улучшенными чувствительными характеристиками по сравнению с трубкой Бурдона в форме буквы С.

Как объяснялось в сегменте PTOA № 103, намотка C-образной трубки Бурдона на спиральную трубку Бурдона или спиральную трубку Бурдона обеспечивает повышение чувствительности в отношении обнаружения и измерения давления PV. .

Спиральные трубки Бурдона и Спиралевидные трубки Бурдона работают (расширяются и сжимаются) точно так же, как менее чувствительная С-образная трубка Бурдона .

Составной манометр может измерять вакуумметрическое давление и манометрическое давление. Этот манометр имеет диапазон вакуумного давления от 30 дюймов ртутного столба до 100 фунтов на квадратный дюйм. Трубка Бурдона со спиральной намоткой, изготовленная из нержавеющей стали, может определять и измерять давление PV в этом диапазоне.

A Составной манометр может измерять вакуумметрическое давление и избыточное давление (манометрическое давление).

Ближайший индикатор давления (PI) имеет диапазон от 30 дюймов ртутного столба до 100 фунтов на квадратный дюйм, что показывает, что этот датчик является составным манометром .

Обратите внимание, что этот PI еще не используется и, таким образом, измеряет атмосферное давление (1 атм = 0 манометрическому давлению).

A Спиральная спиральная трубка Бурдона , изготовленная из бронзы, может воспринимать и измерять вакуумметрическое давление от 14,25 дюймов ртутного столба до 0 фунтов на кв. дюйм абс. Трубка Бурдона со спиральной намоткой , изготовленная из бронзы, также может быть 9-й.0007 Датчик давления в составном манометре с диапазоном от 0 до 15 фунтов на квадратный дюйм.

Замените металл изготовления на нержавеющую сталь, и спиральная трубка Бурдона сможет воспринимать и измерять диапазон низкого давления 0-50 фунтов на квадратный дюйм в составном манометре . Версия трубки Бурдона со спиральной обмоткой из нержавеющей стали с более высоким значением PV может воспринимать и измерять абсолютное и манометрическое давление в диапазоне 0–4000 фунтов на квадратный дюйм.

Очевидно, что материалы изготовления трубок Бурдона влияют на желаемый диапазон измерения и измерения давления PV.

 

ВСЕ ТРУБКИ БУРДОНА ДОЛЖНЫ ИМЕТЬ И ОБСЛУЖИВАТЬ « ЭЛАСТИЧНЫЕ СЕРДЕЧКИ»

Все версии Датчики давления с трубкой Бурдона 9000 8 должен быть « эластичный «. В противном случае трубка Бурдона должна иметь возможность отклоняться и сжиматься в одном и том же положении, непрерывно воспринимая увеличение и уменьшение давления PV.

Например, трубка Бурдона , которая в настоящее время находится в положении, соответствующем 45% диапазона, может расшириться до 65% диапазона при обнаружении увеличения давления PV. Идеальная «эластичность » означает, что та же самая трубка Бурдона должна сжиматься от 65% шкалы до того же положения, которое она имела при 45% шкалы при восприятии такой же величины пониженного давления.

Трубка Бурдона должна иметь возможность непрерывно расширяться и сжиматься, как описано выше.

Если трубка Бурдона не может определить одно и то же давление PV при повышении и понижении шкалы, движение датчика давления не является линейно пропорциональным давлению PV, которое воспринимается, измеряется и отображается.

 

Что может привести к тому, что датчик давления с трубкой Бурдона потеряет свою эластичность ?

• Пружины также могут терять эластичность. Некоторые Давление Датчики имеют пружины. Пружины со временем теряют эластичность.
• Усталость металла — постепенное образование крошечных трещин, которые в конечном итоге соединяются и вызывают разрушение металла трубки Бурдона .
• Коррозия — конструкция датчика давления датчика /измерителя/индикатора не защищала трубку Бурдона от коррозионной, вязкой, горячей и/или опасной среды, в которой измеряется давление PV.
• Ползучесть — Трубка Бурдона испытывает максимальное давление в течение длительного времени, что приводит к удлинению и необратимой деформации трубки Бурдона .
• Избыточное давление — Давление PV, которое измеряет трубка Бурдона , превысило калиброванный диапазон высокого давления PV во время события избыточного давления. Трубка Бурдона , противодействующая пружина и PI теперь бесполезны

 

В наиболее разработанных технологических процессах предприятия будут использоваться PI, которые постоянно работают в среднем диапазоне шкалы во время нормальной работы предприятия и избегают избыточного давления во время запуска.

Руководство Ashcroft по правильной установке, эксплуатации и техническому обслуживанию манометров можно найти ЗДЕСЬ

Большое спасибо компании Ashcroft за разрешение использовать их руководство. Когда читатели и студенты PTOA смогут приобрести манометры… помните об Эшкрофте!

 

Осторожно! Гистерезис Бывает!

На трубку Бурдона, используемую для определения/измерения/отображения давления PV, влияет гистерезис.

Дескрипторы » эластичность » и « эластичность » означают, что трубка Бурдона может вернуться к своему первоначальному размеру, форме и положению после растяжения.

Десятидолларовое слово для фразы « Трубка Бурдона потеряла свою эластичность» равно Гистерезис .0003

Металлы, выбранные для изготовления трубок Бурдона , оптимизируют гибкость металла и способность сохранять эластичность . (он же минимизирует «характеристику Hysteresis «).

Предположим, что ось Y помечена как Измеренное/Измеренное/Отображаемое выходное давление и имеет величину 0–100 фунтов на кв. дюйм. Предположим, что ось X обозначена как «Процент диапазона измерения давления» и проходит от 0% слева до 100% справа.

На соседнем графике показано соотношение между измеренным/измеренным/отображенным выходным давлением (ось Y) и процентом диапазона измерения давления на оси X. Предположим, что оси Y и X помечены, как было сказано выше.

Предположим, что диапазон оси Y составляет «0–100 фунтов на кв. дюйм», а диапазон оси X — «0–100 %.»

В идеале на этом графике должна быть одна прямая линия под углом 45 градусов, наклоненная вверх от места пересечения шкалы 0% с осью Y.

Одна линия, направленная вверх под углом 45 градусов, доказывает, что измеренное/измеренное/отображенное давление на выходе по оси Y одинаково независимо от того, увеличивается или уменьшается измеренное давление во всем диапазоне измерения (от 0 до 100 %). ).

Гистерезис виден на ближайшем графике трубки Урдона B , потому что есть две отдельные изогнутые линии в зависимости от того, увеличивается ли измеренное выходное давление (нижняя, вогнутая изогнутая линия) или уменьшается (более высокая, выпуклая изогнутая линия). .

Обратите внимание, что давление PV обеих кривых одинаково в двух точках, 0% диапазона шкалы и 100% диапазона шкалы.

Оператор технологического процесса или техник по приборам увидят точные показания, если  Bourdon Трубка обнаруживала и измеряла давление PV при 0% или 100% шкалы.

Недостаточно хорошо! Зачем кому-то хотеть наблюдать давление PV при 0% и 100% диапазона давления?

Две стрелки иллюстрируют, насколько разными будут значения измеренного/измеренного/отображенного выходного давления при диапазоне измерения 60% в зависимости от того, увеличивается ли давление (нижняя кривая) или уменьшается (верхняя кривая).

• Любой другой PV Давление, обнаруженное и измеренное Трубка Бурдона будет неточным. Ощущаемое и измеренное выходное давление будет слишком высоким, когда измеренное и измеренное давление будет уменьшаться. Воспринятое и измеренное выходное давление будет слишком низким, когда воспринятое давление PV будет увеличиваться.
• Читатели и студенты PTOA уже узнали, что непрерывная работа на 100% диапазона невозможна, поскольку трубка Бурдона деформируется, как уже объяснялось.
• Как было сказано выше и повторено здесь, хорошо спроектированные технологические установки используют PI, которые будут работать в диапазоне 45%-55% при нормальной работе. Две изогнутые линии означают, что на PI будут отображаться существенно разные выходные данные датчика/измерения давления при масштабе 45–55 %.

 

ГРУЗОВОЙ ТЕСТЕР.

Поддержание точности манометра может быть достигнуто посредством калибровки с помощью грузопоршневого манометра ,

Грузопоршневой манометр использует известное, точно созданное приложенное давление и сравнивает это приложенное давление с выходными данными манометра.

Принцип работы грузопоршневого манометра заключается в определении давления:

Давление = (Вес Сила ÷ Площадь)

Гири, используемые для калибровки манометра, калибруются с высокой точностью. Площадь поверхности первичного поршня грузопоршневого манометра также точно изготовлена. Таким образом, создаваемое приложенное давление грузопоршневого манометра является чрезвычайно точным.

Процедура калибровки стендового грузопоршневого манометра модели приведена ниже. Для проверки манометров в полевых условиях используется тестер другой модели с гидравлическим насосом.

Описанная ниже процедура калибровки Deadweight Teste r применяется к спиральным трубкам и C-образным трубкам Бурдона , которые считывают и измеряют давление PV в высоком диапазоне. Манометры используются для калибровки низкого давления PV.

Стенд модели Грузопоршневой манометр будет иметь соединение для интересующего манометра (обозначенного манометром на соседней схеме), резервуара гидравлического масла (обозначенного масляным резервуаром в середине) и первичного «поршня давления», где создается известное приложенное давление (в правой части схемы).

Винт играет роль насоса; при вращении винта он вытесняет гидравлическое масло сначала в датчик давления , а затем в поршень первичного давления.

Производитель грузопоршневого манометра предоставит инструкции примерно следующего содержания:

• Первичный поршень (с точным весом и площадью поверхности), масляный резервуар, соединение для контрольного манометра и ручной насос с винтовым насосом являются частями грузопоршневого манометра.

  Манометр, подлежащий калибровке, крепится таким образом, чтобы он мог измерять давление гидравлической жидкости в коллекторе, соединяющем манометр, масляный резервуар и первичный поршень.

• Желаемый общий испытательный вес помещается на площадь поверхности первичного поршня.
• Ручной насос, вероятно, используется для быстрого приближения к сравнительному давлению. Винтовой насос используется для достижения окончательного сравнительного давления с утонченностью.
• Вращение винта вытесняет гидравлическое масло, и вытесненное масло сначала поступает в датчик давления.
• После заполнения датчика гидравлическое масло создает противодавление на первичный поршень. В конце концов грузы на первичном поршне «плавают», что означает, что давление, воспринимаемое датчиком давления, эквивалентно известному приложенному давлению.
• Соответствует ли показатель PI на манометре величине известного приложенного давления?

 

Калибровка манометра с помощью грузопоршневого манометра

Фактический процесс калибровки манометра с помощью Грузовой тестер повторяется и может вызывать разочарование.

Напомним, что Гистерезис приводит к тому, что манометр неточно воспринимает и измеряет между нулем % диапазона (также известным как «ноль») и «диапазоном» шкалы, который составляет 100 % диапазона.

Диапазон ближайшего манометра составляет 200 фунтов на квадратный дюйм.

1. С помощью грузопоршневого манометра откалибруйте манометр на 0 % (0 фунтов на кв. дюйм), 25 % (50 фунтов на кв. дюйм), 50 % (100 фунтов на кв. дюйм), 75 % (150 фунтов на кв. дюйм) и 100 % шкалы (200 фунтов на кв. дюйм). .
2. Запишите наблюдаемое давление на выходе манометра в каждой точке калибровки.
3. Действия на основе пяти записанных выходных данных манометрического давления:

• • Если все записи одинаково высокие или низкие, выполните регулировку нуля.
  • Если показания нижнего диапазона «ниже 50 %» верны, но показания верхнего диапазона более 50 % слишком высоки, выполните регулировку диапазона.
  • Если записанные значения давления отличаются высоким и низким значениями, выполните настройку нуля и диапазона.

4. Отрегулируйте ноль при низком показателе и диапазон при высоком показателе.
5. Повторяйте регулировку нуля и диапазона до тех пор, пока верхние и нижние показания не будут правильными.

Примечание. Каждая корректировка влияет на другие, поэтому необходимо проводить повторную проверку снова и снова.

ДОМАШНИЕ СООБЩЕНИЯ:  Как и члены их семьи, мембраны и сильфоны, трубки Бурдона являются «сухими» датчиками давления. Фактор силы воспринимаемого технологического давления заставляет трубку Бурдона отклоняться при восприятии увеличения давления PV и сжиматься при восприятии снижения давления.

В порядке повышения точности измерения в список трубок Бурдона входят:

• С-образные трубки Бурдона
• Трубки Бурдона спиральной формы
• Спиральные/винтообразные трубки Бурдона

 

Некоторые спиральные трубки Бурдона могут измерять давление до 4000 фунтов на кв. дюйм. Некоторые С-образные трубки Бурдона могут измерять давление до 10 000 фунтов на кв. дюйм. Сильфонные и мембранные датчики давления не могут измерять такие высокие манометрические давления.

Трубки Бурдона расширяются и сужаются в зависимости от того, увеличивается или уменьшается коэффициент силы измеряемого давления.

Металл изготовления, выбранный для трубки Бурдона, выбирается с учетом рабочего диапазона давления и коэффициента гистерезиса (в частности, коэффициента низкого гистерезиса).

Гистерезис возникает, когда трубка Бурдона теряет эластичность. Причины, по которым трубка Бурдона может потерять свою эластичность, включают растяжение противодействующих пружин, усталость металла, ползучесть металла, коррозию и всего один случай избыточного давления.

Гистерезис приводит к тому, что показания выходного давления не совпадают, когда датчик давления определяет увеличение давления по сравнению с уменьшением давления, даже если измерение находится в одной и той же точке общего диапазона измерения (т.н. диапазона).

Грузопоршневой тестер — это устройство, используемое для калибровки трубок Бурдона, чтобы они больше не имели гистерезиса и, следовательно, измеряемое давление было линейным по отношению к выходному давлению, отображаемому при повышении или понижении давления.

Большое спасибо Ashcroft Gauges за помощь в обучении читателей и студентов PTOA правильной эксплуатации и техническому обслуживанию манометров.

 

©2022 PTOA Segment 0228

PTOA ОБЛАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ PV
ПРИБОРЫ ДАВЛЕНИЯ PV

Математическое сокровище: Элементы алгебры Бурдона

Вы находитесь здесь

Главная » Публикации МАА » Периодика » Конвергенция » Математическое сокровище: теория Бурдона Элементы алгебры

Автор(ы): 

Франк Дж. Свец (Университет штата Пенсильвания)

Луи Пьер Мари Бурдон (1779–1854) был французским математиком, начавшим свою карьеру одним из первых выпускников Политехнической школы в Париже. . Он занимал несколько должностей в своей альма-матер, а также служил в других французских военных академиях и Академии наук. Он написал как минимум четыре учебника, но, вероятно, наиболее известен своим 1817 Élémens d’algèbre . Титульный лист второго издания 1820 года показан ниже.

Начало введения Бурдона в предмет.

Август Де Морган (1806–1871) перевел первые три главы в 1828 году: используя перевод Де Моргана . После того, как Натаниэль Боудич (1773–1838) внес исправления, он был опубликован как часть серии учебников по математике, связанных с Джоном Фарраром (1779 г.).–1853) Гарвардского колледжа.

Также в 1831 году лейтенант Эдвард С. Росс (1801–1851) завершил перевод учебника алгебры Бурдона в Военной академии США в Вест-Пойнте. В 1835 году его коллега Чарльз Дэвис (1798–1876), заведующий кафедрой математики, начал публиковать этот перевод под своим именем и как часть своей серии учебников по математике.

Эта версия появилась в 41 издании к концу XIX в.век. Более позднюю печать можно увидеть здесь в Convergence . Когда алгебра превратилась из предмета в колледже в предмет средней школы, а методы преподавания изменились, издатели начали выпускать пособия для учителей или «ключи».