Atunci când se măsoară orice cantitate fizică utilizând diferite instrumente de măsurare, indiferent de măsura în care măsurătoarea este efectuată cu atenție, este imposibil să se obțină un rezultat care să nu prezinte distorsiuni. Aceste distorsiuni pot apărea din cauza imperfecțiunilor în metodele și instrumentele utilizate, efectul asupra citirii instrumentului de către condițiile de măsurare și o serie de alte cauze. Distorsiunile care însoțesc orice măsurătoare determină erori de măsurare - devierea rezultatului măsurătorii de la valoarea reală a valorii măsurate.
Eroarea absolută a măsurării este exprimată în unități ale valorii măsurate și este determinată de formula:
unde A este valoarea obținută în măsurare,
A0 este adevărata valoare a cantității măsurate. Deoarece valoarea reală a cantității măsurate rămâne necunoscută, valoarea denumită valoare reală este convențional presupusă a fi A0, obținută prin intermediul unei metode sau a unui dispozitiv cu o precizie mai mare.
Eroarea relativă este exprimată în procente și este determinată de formula
Eroarea dată este raportul dintre eroarea absolută a măsurării și scala completă a scalei instrumentului, exprimată ca procent:
unde An și Ak sunt citirile instrumentului la începutul și sfârșitul scalei.
Variația este cea mai mare diferență obținută experimental între citirile dispozitivului de măsurare, care corespund aceleiași valori reale ale cantității măsurate pentru curse directe și inverse (în condiții de măsurare neschimbate):
unde An și Aob sunt citirile dispozitivului de măsurare pentru curse directe și inverse.
Variațiile sunt cauzate de frecare în mecanismul dispozitivului, goluri (joacă) în perechi cinematice, histerezis, deformări reziduale în elementele elastice ale dispozitivului etc. Variația, exprimată ca procent din scara instrumentului, trebuie să fie mai mică decât eroarea de bază admisă a dispozitivului:
Vpр = ((Ан-Ао6) / (Ак-Ан)) • 100% (2,5)
Caracteristicile metrologice ale preciziei majorității mijloacelor tehnice de măsurare sunt limitele erorilor principale și adiționale. Eroarea de bază este eroarea instrumentului de măsurare utilizat în condiții normale de funcționare a acestuia, determinată de GOST sau de alte condiții tehnice privind instrumentele de măsurare. În condiții normale, se înțeleg condițiile de funcționare ale dispozitivului, în care valorile care influențează măsurarea (temperatura, presiunea, umiditatea aerului înconjurător, tensiunea de alimentare, nivelul vibrațiilor etc.) se încadrează în valorile admise. O eroare suplimentară este eroarea care apare atunci când parametrii care caracterizează condițiile de funcționare ale dispozitivului sunt în afara domeniului de valori admise. Dincolo de limitele erorilor de bază și suplimentare, cea mai mare (fără a ține seama de semn) este eroarea corespunzătoare din instrumentul de măsurare, în care poate fi recunoscută ca potrivită și permisă pentru utilizare. Limitele erorilor de bază și suplimentare admise ale instrumentelor de măsurare se stabilesc sub formă de erori absolute și reduse.
Clasa de precizie este o caracteristică generalizată a instrumentelor de măsurare, determinată de limitele erorilor de bază și suplimentare admise, precum și de alte proprietăți ale instrumentelor de măsurare care le afectează precizia, ale căror valori sunt reglementate de standarde. Prin clasa de precizie se înțelege un număr care corespunde valorii absolute a erorii reduse de bază admisă. Acest număr este dat pe scara dispozitivului sau în caracteristicile sale tehnice. Clasele de precizie ale instrumentelor sunt selectate din serii:
K = (1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 4,0, 5,0, 6,0) 10 p,
Instrumentele de control automat sunt emise în clasa de la 0,2 la 4,0.
Pentru a determina eroarea reală a instrumentelor de măsurare, acestea sunt periodic supuse verificării. Verificarea este un set de măsuri pentru determinarea funcționabilității dispozitivului și a fiabilității indicațiilor acestuia. Verificarea dispozitivelor de măsurare este de a determina cea mai mare eroare redusă și de ao compara cu clasa de precizie a acestui dispozitiv. Dispozitivul este considerat adecvat pentru funcționare dacă eroarea maximă redusă și variația sa, determinată de formula (2.5), nu depășesc clasa de precizie care îi este atribuită.
Pentru a efectua operațiuni de verificare, este necesar să existe dispozitive de măsurare cu o clasă de precizie mai mare: clasa de precizie a instrumentului de verificare trebuie să fie de 3-5 grade mai mare decât clasa de precizie a instrumentului verificat. Eroarea și variația date sunt determinate pentru toate marcările digitizate ale scalei dispozitivului testat cu tranzițiile de măsurare înainte și inversă. Datele de verificare sunt înregistrate în protocol.
Gradarea unui dispozitiv de măsurare este operația prin care scala dispozitivului este atribuită valorilor exprimate în unități ale cantității măsurate.
Studiul și verificarea eficienței dispozitivelor
Lucrarea de laborator nr. 1 "Studiu și testare
Potențiometru de performanță și milivoltmetru »
Scopul lucrării: Studiul dispozitivului și principiul de funcționare a potențiometrului automat și a milivoltmetrului; achiziționarea de competențe pentru a verifica performanța acestor dispozitive.
Termometrul termoelectric este compus dintr-un traductor termoelectric de temperatură (termocuplu) și dispozitivul secundar. Măsurarea temperaturii se realizează printr-o indirectă - prin măsurarea cu ajutorul dispozitivului secundar forța thermoelectromotive (termoelectrică) termocuplu este dependentă în mod unic de diferența de temperatură între joncțiunea de lucru (la cald) termocuplului și capetele libere ale acestuia. Această dependență (caracteristică statică a termocuplurilor) este standardizat la temperatura liberă se termină egal cu 0 ° C La o temperatură T ° C din capetele libere ale valorii termocuplu EMF ET (t) diferă de standardul la valoarea constantă E0 (T):
unde ET (t) și E0 (t) reprezintă emf-ul termocuplului la o temperatură a joncțiunii de lucru t ° С și temperatura exterioară a capetelor libere, respectiv T ° C și 0 ° C;
E0 (T) este emf-ul termocuplului la temperatura joncțiunii de lucru T ° С și temperatura capetelor libere 0 ° С.
Prin ecuația (3.1), caracteristica termocuplului poate fi recalculată pentru orice temperatură a capetelor libere ale termocuplului.
Ca instrumente secundare pentru măsurarea puterii termoelectrice, sunt utilizate milivoltmetri și potențiometre automate. Cântarele de instrumente secundare destinate funcționării cu termocupluri sunt graduate în unități de temperatură. Deoarece termoelectric în funcție Eo (t) a temperaturii în diferite tipuri de termocupluri diferă una de alta, pe scara unui anumit dispozitiv de tip termocuplu este indicat, pentru care o scală gradată a dispozitivului: HC - Chromel termocuplu Copel, XA - Chromel-alumel etc . Termocuplurile altor mărci din kit împreună cu acest dispozitiv nu pot fi utilizate fără a se realiza o scalare.
Trebuie reamintit faptul că dispozitivele la scara de clasificare poate fi realizată la o temperatură de capetele libere ale termocuplului de 0 ° C In potențiometru cu motor modern, destinat utilizării cu termocupluri (potențiometre pot fi utilizate pentru măsurarea altor mărimi fizice convertite într-o tensiune de curent continuu), prevede compensarea automată pentru măsurarea temperaturii reale a capetelor libere ale termocuplului pentru această excepție apare atunci când erorile de măsurare a temperaturii.
Baza potențiometrului este o metodă de măsurare a compensării, constând în echilibrarea (compensarea) EMF măsurată printr-o scădere de tensiune cunoscută.
Schema de bază pentru măsurarea emf a unui termocuplu printr-o metodă de compensare este prezentată în Figura 3.1.1. Circuitul conține: B - baterie; reostat r; Rp - rheochord calibrat; NG este un galvanometru zero; Т - convertor termoelectric (termocuplu); NE este un element normal al lui Weston; RK - rezistență de referință; P - comutator.
Cel mai simplu circuit potențiometric este format din trei circuite electrice interconectate - circuite de lucru, măsurare și control. Sub acțiunea EMF a bateriei, curentul Ip curge în circuitul de lucru, valoarea căreia este determinată de suma a trei rezistențe, rheostatul r, rezistența RK și rezistența r0. Dacă curentul Ip este constant, rheochordul poate fi considerat o sursă de tensiune cunoscută, a cărei magnitudine este determinată de poziția motorului și polaritatea de direcția curentului în ramura de lucru. Pentru rheochord, prin NG-galvanometrul zero, numit dispozitiv zero, este conectat un termocuplu T cu o valoare necunoscută a puterii termoelectrice. În cazul unei inegalități EX și al unei scăderi a tensiunii UAD, în circuitul de măsurare al amplificatorului în circuitul de măsurare, a cărui prezență este determinată de abaterea acului dispozitivului zero, apare o tensiune de dezechilibru. Când motorul de retur se deplasează în direcția corespunzătoare scăderii tensiunii de dezechilibru, în momentul egalității EX = UAD, săgeata dispozitivului zero este setată la zero, adică curentul din circuitul de măsurare va fi zero, iar pe scala rheochordului calibrat este posibil să se determine mărimea căderii de tensiune și, în consecință, EMF necunoscut. Rezultatul măsurării va fi corect numai dacă curentul Ip este constant. Deoarece EMF-ul bateriei variază în timp datorită ireversibilității proceselor electrochimice care au loc în timpul descărcării, curentul din circuitul de lucru este menținut constant prin modificarea rezistenței reostatului r.
Curentul de funcționare este setat utilizând un circuit de comandă. Pentru aceasta, comutatorul P este setat pe poziția K (comanda). În acest caz, termocuplul T este deconectat de la circuit, elementul normal NE este conectat astfel încât tensiunea acestuia să fie comparată cu tensiunea la rezistența de referință RK. Valoarea necesară a IP curent corespunde egalității ENE = IP RK. Când această condiție este îndeplinită, curentul prin dispozitivul zero nu va curge, iar săgeata sa trebuie să fie la zero, ceea ce se obține prin schimbarea rezistenței reostatului. Această metodă de măsurare a EMF este una dintre cele mai exacte.
Figura 3.1.1 - Diagrama schematică a măsurării TEDS
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: