Conceptul considerat în figura 10.8 este folosit ca principală atunci când se creează instrumente de măsură de lucru și, în special, dispozitive de măsurare pentru măsurători tehnologice în producția de produse.
În funcție de condițiile de aplicare ale dispozitivelor de măsurare, se disting erorile principale și cele adiționale (a se vedea figura 10.8).
Eroarea principală a dispozitivelor de măsurare împreună cu SI este numită eroare atunci când este utilizată în condiții normale (efectuate mai sus).
schimbă eroare suplimentară eroarea apelului cauzată de devierea uneia dintre variabilele care influențează (factori de influență) din valorile standard ale lucrării dispozitivului de măsurare sau la ieșirea din funcționarea normală în valorile caracteristicilor. Eroare suplimentară poate fi cauzată de mai mulți factori care influențează valorile și practica operatorilor și a mecanicii echipamentelor este important să nu se piardă și să găsiți rapid și de a elimina acești factori, astfel încât dispozitivul de măsurare inclus într-un mod stabil de măsurare și control al procesului!
Funcția de influență este dependența modificării oricăror caracteristici metrologice ale SI și, în ansamblu, a dispozitivului de măsurare, de modificările factorilor de influență ai cantităților sau de totalitate a acestora.
Cu alte cuvinte, eroarea suplimentară face parte din eroarea adăugată (adică adăugarea algebrică) la eroarea de bază în cazurile în care dispozitivul de măsurare este utilizat în condiții de funcționare.
Condițiile de funcționare sunt de obicei astfel încât modificările valorilor cantităților de influență pentru ele sunt substanțial mai mari decât în condiții normale, adică Zona muncitorilor (o parte din acest domeniu este numită zona extinsă) condițiile includ zona de condiții normale.
În unele cazuri, eroarea de bază a dispozitivelor de măsurare este determinată pentru intervalul de lucru al valorilor cantităților de influență. În aceste cazuri, conceptul de eroare suplimentară devine lipsit de sens.
În funcție de modul de aplicare, se disting erorile statice și dinamice ale dispozitivelor de măsurare (vezi Anexa A).
Conform formei de reprezentare (în tabelul dat este vizibil), este obișnuit să se distingă erorile absolute, relative și reduse în dispozitivele de măsurare. Pentru dispozitive de măsurare, instrumente, convertoare, definiția acestor erori este specifică, adică în special așa cum era, definițiile inerente numai lor. Instrumentele de măsură au o scală calibrată în unități convenționale cu un factor de scară cunoscut, care este indicat sub scară, astfel încât rezultatul măsurării este reprezentat în unitățile variabilei de intrare cu acest multiplicator luat în considerare. Acest lucru facilitează determinarea erorii instrumentului de măsurare.
Eroare absolută a dispozitivului de măsurare - "D" este diferența dintre citirile dispozitivului Xn și valoarea adevărată (reală) Xd a valorii măsurate. Se calculează prin formula (10.13) / 8 /
Valoarea reală este determinată utilizând un instrument model sau reprodusă prin măsură.
Eroarea relativă a dispozitivului de măsurare - "d" se referă la raportul dintre eroarea absolută a instrumentului de măsurare și valoarea reală a cantității măsurate.
Eroarea relativă este de obicei exprimată în procente și este calculată din formula (10.14) / 8 /
d = D · 100 ¤ Xd (10,14)
Din moment ce D <<Хд или Хп. то в выражении (10.14) вместо значения Хд может быть использовано значение Хп .
Acuratețea redusă a instrumentelor de măsurare - "g" este raportul dintre eroarea absolută a instrumentului de măsurare și valoarea de normalizare a lui XN. Eroarea de mai sus este exprimată și în procente și se calculează cu formula (10.15) / 8 /
g = D; 100 / XN (10,15)
Limita superioară a măsurătorilor, gama de măsurători etc. sunt utilizate ca valoare de normalizare. adică formula (10.15) poate fi transformată în formula (10.16) / 8 /
Pentru măsurarea traductoarelor, rezultatele măsurătorilor sunt reprezentate în unități de valoare de ieșire. În acest sens, este obișnuit să se măsoare traductorii pentru a distinge între erorile de intrare și ieșire. La determinarea acestor erori este necesară cunoașterea funcției de transformare (caracteristică de calibrare) g = | (X) atribuită unui traductor de măsurare dat.
Traductor Eroare absolută la ieșirea dy este diferența dintre valoarea reală a mărimii de ieșire a invertorului yn reflectând valoarea măsurată și valoarea producției YD determinată de valoarea de magnitudine reală la intrare printr-o caracteristici de calibrare atribuite emițătorului. Se calculează prin formula (10.17) / 8 /
unde Yn este valoarea. semnalul de ieșire al convertizorului la o anumită valoare a semnalului de intrare;
Yd este valoarea semnalului de ieșire, care trebuie generat de un traductor lipsit de eroare, cu aceeași valoare a semnalului de intrare.
Valoarea lui Yn este determinată cu ajutorul unui standard de lucru (instrumentul de măsurare standard), iar valoarea Yd se calculează folosind funcția de conversie (formula (10.18) / 8 /) pentru valoarea reală a variabilei de intrare Xd. care este reprodusă printr-o măsură sau determinată cu ajutorul unui standard de lucru adecvat (un instrument de măsurare exemplar):
Din formulele (10.17) și (10.18) se constată (10.19) / 8 /
Traductor Eroare absolută la intrare Dx este diferența dintre valoarea magnitudinii Xn la intrarea convertor, determinată de valoarea reală a producției YD prin caracteristici de calibrare atribuite convertorului și XQ valoarea reală la intrarea convertizorului. Se calculează prin formula (10.20) / 8 /
Valoarea Xd este determinată cu ajutorul unui standard de lucru corespunzător (un instrument de măsurare standard) sau reprodusă printr-o măsură, iar valoarea Xn este determinată din valoarea Yp a semnalului de ieșire utilizând funcția traductorului rezolvată în raport cu X, adică Xn = j (Yn) (j este simbolul funcției de transformare inversă).
Astfel, substituind valoarea lui Xn în (10.20), obținem formula (10.21) / 8 /
O eroare relativă a emițătorului la intrare (ieșire) - este raportul dintre transductor eroare absolută la intrare (ieșire) la valoarea reală a cantității la intrarea traductorului atribuit caracteristica de calibrare. Calculele sunt efectuate conform formulelor (10.22), (10.23) / 8 /
unde dX și dY sunt erorile relative la intrare și ieșire, respectiv.
Eroarea rezultată a traductorului de măsurare prin intrare (ieșire) este raportul dintre eroarea absolută și valoarea de normalizare a semnalului de intrare XN (ieșire YN). Calcularea erorii în intrare (ieșire) se efectuează în conformitate cu formulele (10.24) și (10.25) / 8 /
unde gX și gY sunt eroarea redusă a traductorului de măsurare, respectiv în intrare și ieșire.
În mod obișnuit, valoarea de măsurare a convertorului (XB - XH) sau domeniul de măsură corespunzător al semnalului de ieșire (Yb - Yn) este utilizat ca valoare de normalizare. Apoi formulele (10.24) și (10.25) vor arăta ca / 8 /
unde K este coeficientul de transformare al traductorului de măsurare, determinat de raportul (YB - YH) / (XB - XH).
Este esențial pentru aplicarea dispozitivului și evaluarea corectă a erorii de măsurare obținute atunci când utilizarea lor sunt în funcție de informațiile de eroare de la valorile valorii măsurate în intervalul de măsurare, precum și informații de măsurare despre modificările sub influența acestei erori influențarea variabilelor.
Dependența erorii de valoarea valorii măsurate este determinată de proiectul (circuitul) adoptat și de tehnologia de fabricare a dispozitivului de măsurare. Pentru a lua în considerare aceste dependențe, este convenabil să se utilizeze conceptul funcțiilor nominale și reale ale convertorului dispozitivului de măsurare.
Funcția nominală (sau ideală) a convertizorului este o funcție atribuită unui dispozitiv de măsurare de acest tip specificat în pașaportul său și folosit atunci când se efectuează măsurători cu acesta.
Funcția reală a convertizorului este o funcție pe care o posedă un anumit exemplu al unui dispozitiv de măsurare de acest tip.
Datorită imperfecțiunii modelelor și tehnicilor de fabricație pentru dispozitivele de măsurare, funcția reală de conversie diferă de cea nominală. Această diferență determină natura erorilor acestui dispozitiv de măsurare. Abaterile caracteristicilor reale din valoarea nominală sunt diferite și depind de valorile valorii măsurate pe scară. Pe această bază, eroarea este împărțită în aditiv, multiplicativ, liniaritate și histerezis.
Din punct de vedere grafic, formarea erorilor enumerate este prezentată în figura 10.9 următoare.
Figura 10.9 - Funcții reale de conversie a dispozitivelor de măsurare
Eroarea aditivului sau eroarea zero a dispozitivului de măsurare (obținută prin adăugare) este o eroare care rămâne constantă pentru toate valorile cantității măsurate.
Figura 10.9 a arată valoarea în care funcția reală este oarecum deplasată față de valoarea nominală, adică semnalul de ieșire al dispozitivului de măsurare pentru toate valorile lui X va fi mai mare sau mai mic cu aceeași valoare decât ar trebui să fie, în conformitate cu funcția nominală de conversie. Dacă eroarea aditivă este sistematică, atunci poate fi eliminată. În acest scop, în dispozitivele de măsurare este prezent un nod (egalizator) special reglat la valoarea zero a semnalului de ieșire. Dar dacă eroarea aditivă este aleatoare, atunci nu poate fi exclusă și funcția reală de transformare se schimbă arbitrar în funcție de funcția nominală în timp. În acest caz, pentru o funcție reală de conversie, putem determina o anumită bandă din Figura 10.9b, a cărei lățime rămâne constantă pentru toate valorile cantității măsurate.
Apariția unei erori aleatoare a aditivului este de obicei cauzată de frecare în suporturi, rezistență la contact, deviație zero, zgomot și fundalul dispozitivelor de măsurare (a se vedea apendicele A).
Multiplicativ (obținut prin înmulțirea) eroarea sau sensibilitatea dispozitivelor de măsurare, numită eroare care crește liniar (sau scade), cu o creștere a valorii măsurate. Acest lucru este evident în Figura 10.9 c. La întâmplare eroare, multiplicativ în funcția reală este reprezentată de o bandă de colț, a se vedea în figura 10.9, motivele sunt erori multiplicativi schimba coeficienții de conversie a elementelor individuale și nodurile dispozitiv de măsurare. Figura 10.9 prezintă pozițiile relative d funcții de conversie nominale și reale ale dispozitivelor de măsurare. Acesta este cazul când diferența dintre aceste funcții este cauzată de efecte neliniare. În astfel de cazuri, această eroare se numește eroare de liniaritate, deoarece cauzează pot fi constructive din circuitele asociate cu imperfecțiunea componentelor electronice în tehnologia de fabricare a acestora și de propriile lor caracteristici neliniare. Cel mai dificil este eroarea de histerezis (traducere din greacă - întârziere) sau eroarea inversă exprimată în diferențe între funcția reală a transformării-mations dispozitiv cu o creștere de măsurare - (cursă înainte acolo) sau descrescătoare (revers out) valoarea măsurată în figura 10.9 e .
Cauzele histerezis sunt: patinare frecare uscată în componentele mecanice, efectul de histerezis în materialele feromagnetice, materialele de fricțiune în primăvară, fenomenul efectelor elastice în fenomenul de detecție elemenah elastice de polarizare în electrice, electrochimice și elemente piezoelectrice, etc. Esențial este faptul că forma rezultată funcției buclă reală de conversie depinde de istoria, valoarea măsurată și anume, în care după creșterea treptată a acesteia din urmă începe scăderea acesteia (e în figura 10.9 este prezentată în linii punctate). Pentru a cuantifica eroarea histerezisului, a se vedea figura 10.10.
Iată un fragment al aranjamentului reciproc al funcțiilor reale și nominale ale transformării unui dispozitiv de măsurare având o eroare de histereză. Sub influența influențării cantităților, funcția reală de transformare își schimbă poziția și forma. Figura 10.10 a arată două dintre locațiile sale, reprezentate cu linii solide și punctate. În condiții normale de funcționare, dispozitivele de măsurare, toate modificările sub forma funcției de transformare reală nu depășesc benzile umbrite atât pentru ramurile superioare cât și pentru cele inferioare.
Figura 10.10 - Aranjamentul reciproc al funcțiilor de conversie reale și nominale ale unui dispozitiv de măsurare având o eroare de histereză
Dacă valorile de influență care determină schimbări în poziția și forma funcției de transformare nu sunt detectate în timpul măsurătorilor, atunci fenomenul considerat este definit ca nereproductibilitate și caracterizează eroarea aleatorie a dispozitivului de măsurare. În acest caz, se utilizează noțiunea de "leagăn" și "variație".
Diferența (variabilitatea) R a semnalului de ieșire al traductorului de măsurare (citirea contorului) este diferența dintre cea mai mare valoare și cea mai mică valoare a semnalului de ieșire. Această "oscilație" corespunde aceleiași valori a cantității măsurate și obținută cu o abordare multiplă și unilaterală a acestei valori, adică cu o creștere sau scădere treptată a valorii măsurate (numai cu înainte sau doar cu cursa inversă).
Intervalul caracterizează lățimea benzilor umbrite în Figura 10.10 a, care determină eroarea aleatorie la valoarea parametrului măsurat, egală cu Xi.
O variație a emițătorului semnalului de ieșire Vy (instrument de măsurare) se numește diferența dintre semnalul de ieșire medie corespunzând la aceeași valoare a valorilor măsurate obținute prin abordare multiplă și bilaterală la această valoare, adică cu creșterea treptată și apoi scăderea valorii măsurate (cu alte cuvinte, atunci când înainte și invers).
După cum se poate observa din figura 10.10 a, pentru aceeași valoare a cantității măsurate Xi, distribuția semnalului de ieșire al dispozitivului de măsurare în prezența variației este două modale. Dacă legăturile pentru ramificațiile inferioare și superioare ale funcției de transformare se suprapun, legea distribuției semnalului de ieșire are forma prezentată în Figura 10.10 b. Forma funcțiilor de transformare cu legile de distribuție din Figurile 10.10a, 10.10b este cea mai tipică pentru funcționarea dispozitivelor de măsurare, inclusiv pentru dispozitivele utilizate în măsurătorile tehnologice. În cazul special, în absența variațiilor, distribuția semnalului de ieșire este unimodală sau normală în Figura 10.10 c. Valoarea absolută a variației este determinată pentru instrumentele de măsură # 957; x și convertoare Respectiv, din expresia (10,30), (10,31) / 8 /
unde Хпр и Хобр - citirile dispozitivului de măsurare la cursul de întoarcere și retur;
Ypr și Yobr - semnalul de ieșire al emițătorului pentru deplasarea înainte și înapoi.
Valoarea dată a variației este de obicei determinată pentru instrumentele de măsurare WX, respectiv convertoarele WY, de la expresiile (10.32) și (10.33) / 8 /
și anume este definit ca raportul dintre valoarea absolută a variației și domeniul de măsurare la intrarea sau ieșirea dispozitivului de măsurare.
Utilizarea conceptelor de mai sus ale funcțiilor de transformare nominale și reale face posibilă reflectarea vizuală a modificărilor erorilor dispozitivelor de măsurare sub influența influențării cantităților.
Să presupunem că funcționarea unui dispozitiv de măsurare în condițiile normale ale funcției de transfer efectiv are forma unei curbe în formă de buclă 1 din figura 10.11 unde banda umbrită definește o eroare aleatoare cauzată de modificarea cantităților de influență în condițiile normale admise. În acest caz, valoarea erorii de bază este de obicei stabilită pentru dispozitivul de măsurare. În figură este prezentată grafic sub forma unei benzi de lățime (+ # 916;, - # 916;) etc. Dacă dispozitivul de măsurare funcționează în condițiile de funcționare, atunci când valoarea unuia sau a mai multor cantități care influențează dincolo, funcția de conversie este dincolo stabilită pentru valoarea benzii de măsurare curba dispozitivului principal de eroare bucla 2 din figura 10.11, adică există o eroare suplimentară.
Figura 10.11 - Deplasarea funcției de conversie efectivă în timpul funcționării dispozitivului de măsurare în condiții de funcționare.
Trimiteți-le prietenilor: