Højpræcisionsenheder bruges på forskellige områder af livet og produktionen af det moderne samfund. Uden specialudstyr ville der ikke være rumflyvninger, udvikling af militært og civilt udstyr og meget mere. Det er ret svært at reparere sådant udstyr. Derfor anvendes forskellige styre- og måleinstrumenter. Deres kvalitet bestemmes af graden af overensstemmelse af dette udstyr med dets tilsigtede formål. For at lette måling er der også anvendt nøjagtighedsklasser for måleinstrumenter.
Hvad er måleenheden?
Hvert trin i en teknologisk eller naturlig proces er karakteriseret ved bestemte værdier: temperatur, tryk, tæthed osv. Ved konstant at overvåge disse parametre kan du kontrollere og endda rette evt.handling. For nemheds skyld er der oprettet standardmåleenheder for hver specifik proces, såsom meter, J, kg osv. De er opdelt i:
· Hoved. Disse er faste og generelt accepterede måleenheder.
· Sammenhængende. Disse er derivater relateret til andre enheder. Deres numeriske koefficient er lig med én.
· Derivater. Disse måleenheder bestemmes ud fra basismængder.
· Multipler og submultipler. De skabes ved at gange eller dividere med 10 grundlæggende eller vilkårlige enheder.
I enhver branche er der en gruppe værdier, der konstant bruges i overvågning og justering af processer. Et sådant sæt måleenheder kaldes et system. Procesparametrene overvåges og verificeres af speciel instrumentering. Deres parametre indstilles ved hjælp af International System of Units.
Målemetoder og -midler
For at sammenligne eller analysere den opnåede værdi, bør der udføres en række eksperimenter. De udføres på flere almindelige måder:
· Direkte. Det er metoder, hvor enhver værdi opnås empirisk. Disse omfatter direkte evaluering, nulkompensation og differentiering. Direkte målemetoder er enkle og hurtige. Eksempelvis måling af tryk med et standardinstrument. Samtidig er trykmålerens nøjagtighedsklasse væsentligt lavere end i andre undersøgelser.
· Indirekte. Sådanne metoder er baseret på beregning af visse mængder fra kendte eller generelt accepteredeparametre.
· Kumulativ. Det er målemetoder, hvor den ønskede værdi bestemmes ikke kun ved at løse en række ligninger, men også ved hjælp af specielle eksperimenter. Sådanne undersøgelser bruges oftest i laboratoriepraksis.
Udover metoder til at måle mængder, findes der også specielle måleinstrumenter. Disse er midlerne til at finde den ønskede parameter.
Hvad er testinstrumenter?
Sandsynligvis udførte hver person mindst én gang i sit liv en form for eksperiment eller laboratorieforskning. Der blev brugt manometre, voltmetre og andre interessante enheder. Alle brugte deres egen enhed, men der var kun én - kontrolenheden, som alle var lige med.
Som altid - for nøjagtigheden af målekvaliteten skal alle enheder klart overholde den etablerede standard. Nogle fejl er dog ikke udelukket. Derfor blev der på statsligt og internation alt plan indført nøjagtighedsklasser af måleinstrumenter. Det er af dem, at den tilladte fejl i beregninger og indikatorer bestemmes.
Der er også flere grundlæggende kontrolfunktioner for sådanne enheder:
· Test. Denne metode udføres på produktionsstadiet. Hver enhed kontrolleres omhyggeligt for kvalitetsstandarder.
· Tjekker. Samtidig sammenlignes aflæsningerne af eksemplariske instrumenter med de testede. I et laboratorium testes for eksempel alle enheder hvert andet år.
Graduering. Dette er en operation, hvor alle inddelinger af skalaen for det testede instrument får de passende værdier. Typisk gøres dettemere nøjagtige og meget følsomme enheder.
Klassificering af instrumentering
Nu er der et stort antal enheder til at kontrollere data og indikatorer med. Derfor kan al instrumentering klassificeres efter flere hovedtræk:
1. Alt efter typen af målt værdi. Eller efter aftale. Eksempelvis måling af tryk, temperatur, niveau eller sammensætning, samt stoffets tilstand osv. Samtidig har hver deres kvalitets- og nøjagtighedsstandarder, for eksempel som nøjagtighedsklasse af målere, termometre mv.
2. Ved at indhente ekstern information. Her kommer en mere kompleks klassifikation:
- optagelse - sådanne enheder optager uafhængigt alle input- og outputdata til efterfølgende analyse;
- viser - disse enheder gør det muligt udelukkende at observere ændringer i en proces;
- regulerende - disse enheder justeres automatisk til værdien af den målte værdi;
- opsummerende - her tages ethvert tidsrum, og enheden viser den samlede værdi af værdien for hele perioden;
- signalering - sådanne enheder er udstyret med et specielt lyd- eller lysadvarselssystem eller sensorer;
- komparator - dette udstyr er designet til at sammenligne visse værdiermed de tilsvarende mål.
3. Efter placering. Skelne mellem lokale og fjerntliggende måleenheder. Sidstnævnte har samtidig mulighedentransmitter modtagne data til enhver afstand.
Karakteristika ved instrumentering
I ethvert arbejde skal det huskes, at ikke kun fungerende enheder, men også standardprøver er underlagt verifikation. Deres kvalitet afhænger af flere indikatorer på én gang, såsom:
· Nøjagtighedsklasse eller fejlområde. Alle enheder har tendens til at fejle, selv standarder. Den eneste forskel er, at der er så få fejl i arbejdet som muligt. Meget ofte bruges nøjagtighedsklasse A her.
· Følsomhed. Dette er forholdet mellem markørens vinkel- eller lineære bevægelse og ændringen i den undersøgte værdi.
· Variation. Dette er den tilladte forskel mellem gentagne og faktiske aflæsninger af det samme instrument under de samme forhold.
· Pålidelighed. Denne parameter afspejler bevarelsen af alle specificerede karakteristika i en vis tid.
· Træghed. Sådan karakteriseres en vis tidsforsinkelse af instrumentets aflæsninger og den målte værdi.
God instrumentering skal desuden have kvaliteter som holdbarhed, pålidelighed og vedligeholdelsesevne.
Hvad er fejlmargen?
Specialister ved, at der i ethvert arbejde er små fejl. Når man udfører forskellige målinger, kaldes de fejl. Alle af dem skyldes ufuldkommenhed og ufuldkommenhed af midlerne og metoderne til forskning. Derfor har ethvert udstyr sin egen nøjagtighedsklasse, f.eks. 1 eller 2 nøjagtighedsklasse.
Samtidig skelnes der mellem følgende typer fejl:
· Absolut. Dette er forskellen mellem ydeevnen af det anvendte instrument og ydeevnen af referenceanordningen under de samme forhold.
· Relativt. En sådan fejl kan kaldes indirekte, fordi dette er forholdet mellem den fundne absolutte fejl og den faktiske værdi af den angivne værdi.
· Relativt reduceret. Dette er et vist forhold mellem den absolutte værdi og forskellen mellem den øvre og nedre grænse for det anvendte instruments skala.
Der er også en klassificering i henhold til fejlens art:
· Tilfældig. Sådanne fejl opstår uden nogen form for regelmæssighed eller konsistens. Ofte påvirker forskellige eksterne faktorer ydeevnen.
· Systematisk. Sådanne fejl opstår i henhold til en bestemt lov eller regel. I højere grad afhænger deres udseende af instrumentets tilstand.
· Frøkener. Sådanne fejl forvrænger skarpt de tidligere opnåede data. Disse fejl fjernes nemt ved at sammenligne de tilsvarende mål.
Hvad er 5. klasses nøjagtighed?
Moderne videnskab har vedtaget et særligt målesystem for at strømline data opnået fra specialiserede enheder, samt for at bestemme deres kvalitet. Det er hende, der bestemmer det passende niveau af indstillinger.
Nøjagtighedsklasser af måleinstrumenter er en slags generaliseret karakteristik. Det giver mulighed for bestemmelse af grænserne for forskellige fejl og egenskaber, der påvirker instrumenternes nøjagtighed. Samtidig har hver type måleinstrumenter sine egne parametre og klasser.
I henhold til nøjagtigheden og kvaliteten af målingen, mest modernekontrolanordninger har følgende inddelinger: 0, 1; 0,15; 0,2;0,25; 0,4; 0,5; 0,6; ti; femten; 20; 2, 5; 4, 0. I dette tilfælde afhænger fejlområdet af den anvendte instrumentskala. For eksempel, for udstyr med værdier0 - 1000 ° C, er fejlmålinger på ± 15 ° C tilladt.
Hvis vi taler om industri- og landbrugsudstyr, så er deres nøjagtighed opdelt i følgende klasser:
· 1-500 mm. Her bruges 7 nøjagtighedsklasser: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 og 5.
· Over 500 mm. Klasserne 7, 8 og 9 bruges.
Samtidig vil enheden med en enhed have den højeste kvalitet. Og den 5. nøjagtighedsklasse bruges hovedsageligt til fremstilling af dele til forskellige landbrugsmaskiner, bil- og damplokomotivbygning. Det er også værd at bemærke, at den har to landinger: X₅ og C₅.
Hvis vi taler om computerteknologi, for eksempel printplader, så svarer klasse 5 til øget nøjagtighed og tæthed af designet. I dette tilfælde er lederens bredde mindre end 0,15, og afstanden mellem lederne og kanterne af det borede hul overstiger ikke 0,025.
Interstate nøjagtighedsstandarder i Rusland
Enhver moderne videnskabsmand leder efter sit eget system til at bestemme kvaliteten af de anvendte instrumenter og de opnåede data. For at generalisere og systematisere målingernes nøjagtighed blev der vedtaget mellemstatslige standarder.
De definerer de grundlæggende bestemmelser for opdeling af enheder i klasser, et sæt af alle krav til sådant udstyr og metoder til standardisering af forskellige metrologiske egenskaber. Nøjagtighedsklassermåleinstrumenter er etableret af speciel GOST 8.401-80 GSI. Dette system blev indført på grundlag af OIML internationale anbefaling nr. 34 fra 1. juli 1981. Her er opstillet generelle bestemmelser, definitionen af fejl og betegnelsen af selve nøjagtighedsklasserne med specifikke eksempler.
Grundlæggende bestemmelser til bestemmelse af nøjagtighedsklasser
For korrekt at bestemme kvaliteten af alle måleinstrumenter og de resulterende data er der flere grundlæggende regler:
· Nøjagtighedsklasser bør vælges i henhold til den anvendte type udstyr;
· Flere standarder kan bruges til forskellige måleområder og mængder;
· Kun en gennemførlighedsundersøgelse bestemmer antallet af nøjagtighedsklasser for et bestemt udstyr;
· målinger udføres uden at tage hensyn til behandlingstilstanden. Disse standarder gælder for digitale instrumenter med en indlejret computerenhed;
· Målenøjagtighedsklasser tildeles baseret på eksisterende offentlige testresultater.
Elektrodynamisk instrumentering
Sådanne enheder omfatter amperemetre, wattmetre eller voltmetre og andre enheder, der konverterer forskellige mængder til strøm. For deres korrekte og stabile drift anvendes speciel afskærmning af måleudstyr. Dette gøres for eksempel for at øge nøjagtighedsklassen for et voltmeter.
Princippet for driften af disse enheder er, at et eksternt magnetfelt samtidig forstærker feltet af en måleenhed ogsvækker den andens felt. I dette tilfælde er den samlede værdi uændret.
Fordelene ved sådan instrumentering omfatter pålidelighed, pålidelighed og enkelhed. Det fungerer ligeligt med både DC og AC.
Og de væsentligste ulemper er lav nøjagtighed og højt strømforbrug.
Elektrostatisk instrumentering
Disse enheder fungerer efter princippet om samspillet mellem ladede elektroder, som er adskilt af et dielektrikum. Strukturelt ligner de næsten en flad kondensator. Samtidig, når den bevægelige del flyttes, ændres systemets kapacitet også.
De mest berømte af dem er enheder med en lineær og overflademekanisme. De har et lidt anderledes funktionsprincip. For enheder med en overflademekanisme ændres kapacitansen på grund af udsving i elektrodernes aktive område. Ellers er afstanden mellem dem vigtig.
Fordelene ved sådanne enheder omfatter lavt strømforbrug, GOST-nøjagtighedsklasse, et ret bredt frekvensområde osv.
Ulemperne er enhedens lave følsomhed, behovet for afskærmning og et sammenbrud mellem elektroderne.
Magnitoelektrisk instrumentering
Dette er en anden type af de mest almindelige måleenheder. Princippet for driften af disse enheder er baseret på samspillet mellem den magnetiske flux af en magnet og en spole med strøm. Oftest bruges udstyr med en ekstern magnet og en bevægelig ramme. Strukturelt består de af tre elementer. Dette er en cylindrisk kerne, en ekstern magnet ogmagnetisk kerne.
Fordelene ved disse instrumenteringer omfatter høj følsomhed og nøjagtighed, lavt strømforbrug og god beroligende.
Ulemperne ved de præsenterede enheder omfatter kompleksiteten af fremstillingen, manglende evne til at bevare deres egenskaber over tid og modtagelighed for temperatur. Derfor er f.eks. nøjagtighedsklassen for en trykmåler væsentligt reduceret.
Andre typer instrumentering
Udover ovenstående apparater er der flere mere grundlæggende måleinstrumenter, som oftest bruges i hverdagen og produktionen.
Sådant udstyr omfatter:
· Termoelektriske enheder. De måler strøm, spænding og effekt.
· Magnetoelektriske enheder. De er velegnede til måling af spænding og mængde elektricitet.
· Kombinerede enheder. Her bruges kun én mekanisme til at måle flere mængder på én gang. Nøjagtighedsklasserne for måleinstrumenter er de samme som for alle. Oftest arbejder de med jævn- og vekselstrøm, induktans og modstand.
