Класс точности измерительного прибора: Класс точности приборов, средств измерений, болтов и погрешности
alexxlab | 30.06.2020 | 0 | Разное
Классы точности средств измерения. Контрольно-измерительные приборы. 5 класс точности
Высокоточные приборы используются в самых разных сферах жизни и производства современного общества. Без специального оборудования не было бы полетов в космос, развития военной и гражданской техники и многого другого. Ремонт подобного оборудования производить достаточно сложно. Поэтому и применяются различные контрольно-измерительные приборы. Их качество определяется уровнем соответствия данного оборудования своему прямому предназначению. Для удобства измерения также применяются и классы точности средств измерения.
Что такое единица измерения?
Каждая стадия технологического или природного процесса характеризуется определенными величинами: температурой, давлением, плотностью и т. д. Постоянно следя за этими параметрами, можно контролировать и даже корректировать любое действие. Для удобства были созданы стандартные единицы измерения для каждого конкретного процесса, такие как метр, Дж, кг и т. д. Они делятся на:· Основные. Это неизменные и общепринятые единицы измерения.
· Когерентные. Это связанные с другими единицами производные. Их числовой коэффициент приравнен к единице.
· Производные. Эти единицы измерения определяются из основных величин.
· Кратные и дольные. Они создаются путем умножения или деления на 10 основных либо произвольных единиц.
В каждой отрасли есть группа величин, которые постоянно используются при наблюдении и корректировке процессов. Такая совокупность единиц измерения называется системой. Контролируют и сверяют параметры процесса при этом специальные контрольно-измерительные приборы. Их параметры заданы с помощью Международной системы единиц.
Способы и средства измерений
Для того чтобы сравнить или проанализировать полученную величину, следует провести ряд опытов. Проводятся они несколькими распространенными способами:· Прямые. Это такие методы, при которых любое значение получают опытным путем. К ним относятся непосредственная оценка, нулевая компенсация и дифференциация. Прямые способы измерения отличаются простотой и скоростью. Например, измерение давления стандартным инструментом. При этом класс точности манометра значительно ниже, чем при других исследованиях.
· Косвенные. Такие методы основываются на вычислении определенных величин из известных или общепринятых параметров.
· Совокупные. Это способы измерений, при которых искомая величина определяется не только решением ряда уравнений, но и с помощью специальных опытов. Такие исследования чаще всего применяются в лабораторной практике.
Кроме способов измерения величин есть еще и специальные измерительные приборы. Это средства нахождения искомого параметра.
Что такое контрольно-измерительные приборы?
Наверное, каждый человек хотя бы один раз в жизни проводил какие-либо опыты или лабораторные исследования. Там использовались манометры, вольтметры и другие интересные приспособления. Каждый пользовался своим прибором, но был один – контрольный, на который равнялись все.
Так всегда – для точности качества измерения все устройства должны четко соответствовать установленному стандарту. При этом не исключаются некоторые погрешности. Поэтому на государственном и международном уровне были введены классы точности средств измерения. Именно по ним определяется допустимая погрешность в расчетах и показателях.
Существуют также несколько основных операций контроля таких приборов:
· Испытание. Этот метод осуществляется еще на стадии производства. Каждое устройство тщательно проверяют на соответствие стандартам качества.
· Проверка. При этом сравниваются показание образцовых приборов с испытуемыми. В лаборатории, например, все устройства проверяются каждые два года.
· Градуировка. Это операция, при которой всем делениям шкалы испытуемого прибора придают соответствующие значения. Как правило, осуществляется это более точными и высокочувствительными устройствами.
Классификация контрольно-измерительных приборов
Сейчас существует огромное количество устройств, с помощью которых проверяют данные и показатели. Поэтому все контрольно-измерительные приборы можно классифицировать по нескольким основным признакам:1. По роду измеряемой величины. Или по назначению. Например, измеряющие давление, температуру, уровень или состав, а также состояние вещества и т. д. При этом у каждого есть свои стандарты качества и точности, например как класс точности счетчиков, термометров и др.
2. По способу получения внешней информации. Здесь идет более сложная классификация:
– регистрирующие – такие устройства самостоятельно записывают все входные и выходные данные для последующего анализа;
– показывающие – эти приборы дают возможность исключительно наблюдать за изменениями какого-либо процесса;
– регулирующие – данные устройства автоматически настраиваются на значение измеряемой величины;
– суммирующие – здесь берется какой-либо промежуток времени и прибор показывает общее значение величины за весь период;
– сигнализирующие – такие устройства оборудованы специальной звуковой или световой системой оповещения или датчиками;
– компарирующие – это оборудование призвано сравнивать определенные величины с соответствующими мерами.
3. По расположению. Различают местные и дистанционные измерительные устройства. При этом последние имеют возможность передавать полученные данные на любое расстояние.
Характеристика контрольно-измерительных приборов
В каждой работе следует помнить, что проверке подлежат не только рабочие устройства, но и стандартные образцы. Их качество зависит сразу от нескольких показателей, таких как:
· Класс точности или диапазон погрешности. Всем приборам свойственно ошибаться, даже эталонам. Разница лишь в том, чтобы ошибок в работе было как можно меньше. Очень часто здесь применяется класс точности А.
· Чувствительность. Это отношение углового или линейного перемещения стрелки указателя к изменению исследуемой величины.
· Вариация. Это допустимая разница между повторными и действительными показаниями одного и того же прибора в одинаковых условиях.
· Надежность. Данный параметр отражает сохранение всех заданных характеристик на протяжении определенного времени.
· Инерционность. Так характеризуется некоторое отставание во времени показаний прибора и измеряемой величины.
Также хороший КИП должен обладать такими качествами, как долговечность, безотказность и ремонтопригодность.
Что такое погрешность?
Специалисты знают, что в любой работе существуют небольшие ошибки. При проведении различных измерений их называют погрешностями. Все они обусловлены недоработкой и несовершенством средств и методов исследований. Поэтому любому оборудованию соответствуют свой класс точности, например 1 или 2 класс точности.При этом различают такие виды погрешностей:
· Абсолютная. Это разница между показателями используемого прибора и показателями эталонного устройства в тех же условиях.
· Относительная. Такую погрешность можно назвать косвенной, т.к. это отношение найденной абсолютной погрешности к действительному значению заданной величины.
· Относительная приведенная. Это определенное отношение между абсолютным значением и разностью верхнего и нижнего пределов шкалы используемого прибора.
Также существует классификация по характеру погрешности:
· Случайные. Такие погрешности возникают без какой-либо закономерности или системности. Часто на показатели влияют различные внешние факторы.
· Систематические. Такие ошибки возникают по определенному закону или правилу. В большей степени их появление зависит от состояния КИП.
· Промахи. Такие погрешности достаточно резко искажают полученные ранее данные. Эти ошибки легко убираются при сопоставлении соответствующих измерений.
Что такое 5 класс точности?
Для упорядочивания полученных данных специализированных приборов, а также для определения их качества современной наукой принята специальная система измерений. Именно она определяет подходящий уровень настроек.
Классы точности средств измерения – это некая обобщенная характеристика. Она предусматривает определение пределов различных погрешностей и свойств, влияющих на точность приборов. При этом у каждого вида измерительных приборов есть собственные параметры и классы.
Согласно точности и качества измерения, большинство современных контрольных устройств имеют такие разделения: 0,1; 0,15; 0,2;0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0. При этом диапазон погрешности зависит от используемой шкалы прибора. Например, для оборудования со значениями 0 – 1000 °С допускаются ошибочные измерения ± 15°С.
Если говорить о промышленном и сельскохозяйственном оборудовании, то их точность подразделяется на такие классы:
· 1-500 мм. Здесь применяют 7 классов точности: 1, 2, 2а, 3, 3а, 4 и 5.
· Свыше 500 мм. Используются классы 7, 8, и 9.
При этом наивысшее качество будет у прибора с единичкой. А 5 класс точности используется в основном в изготовлении деталей различных сельскохозяйственных машин, вагоно- и паровозостроении. Стоит также отметить, что он имеет две посадки: Х₅ и С₅.
Если говорить о компьютерных технологиях, например, печатных платах, то 5 класс отвечает повышенной точности и плотности конструкции. При этом ширина проводника составляет менее 0,15, а расстояние между проводниками и краями просверленного отверстия не превышает 0,025.
Межгосударственные стандарты точности в России
Любой современный ученый ищет свою систему определения качества используемых приборов и полученных данных. Для обобщения и систематизации точности измерений были приняты межгосударственные стандарты.Они определяют основные положения деления приборов на классы, комплекс всех требований к подобному оборудованию и способы нормирования различных метрологических характеристик. Классы точности средств измерений устанавливаются специальным ГОСТом 8.401-80 ГСИ. Эта система была введена на основе международной рекомендации МОЗМ № 34 с 1 июля 1981 года. Здесь выложены общие положения, определение погрешностей и обозначение самих классов точности с конкретными примерами.
Основные положения для определения классов точности
Для правильного определения качества всех измерительных приборов и получаемых данных существует несколько основных правил:
· классы точности следует выбирать в соответствии с видами используемого оборудования;
· для разных диапазонов измерений и величин можно использовать несколько стандартов;
· только технико-экономическое обоснование определяет число классов точности для конкретного оборудования;
· измерения проводятся без учета режима обработки. Эти стандарты применяются к цифровым приборам со встроенным вычислительным устройством;
· классы точности измерений присваиваются с учетом существующих результатов государственных испытаний.
Электродинамические КИП
К подобным устройствам можно отнести амперметры, ваттметры или вольтметры и другие приборы, преобразующие различные величины в ток. Для их правильной и стабильной работы применяется специальное экранирование измерительного оборудования. Это делается, например, чтобы повысить класс точности вольтметра.Принцип действия данных приборов состоит в том, что внешнее магнитное поле одновременно усиливает поле одного измерительного устройства и ослабляет поле другого. При этом суммарное значение неизменно.
К плюсам такого КИП можно отнести надежность, безотказность и простоту. Он одинаково работает как при постоянном, так и при переменном токе.
А самыми весомыми недостатками являются невысокая точность и большое энергопотребление.
Электростатические КИП
Эти приборы работают на принципе взаимодействия заряженных электродов, которые разделены диэлектриком. Конструктивно они выглядят практически как плоский конденсатор. При этом, при перемещении подвижной части емкость системы также изменяется.
Наиболее известные из них – это устройства с линейным и поверхностным механизмом. У них немного разный принцип действия. У приборов с поверхностным механизмом емкость изменяется за счет колебаний активной площади электродов. В другом случае важно расстояние между ними.
К достоинствам таких устройств относятся небольшая мощность потребления, класс точности ГОСТ, достаточно широкий частотный диапазон и т.д.
Недостатками являются небольшая чувствительность прибора, необходимость экранирования и пробой между электродами.
Магнитоэлектрические КИП
Это еще один вид наиболее распространенных измерительных устройств. Принцип действия данных приборов основан на взаимодействии магнитного потока магнита и катушки с током. Чаще всего используется оборудование с внешним магнитом и подвижной рамкой. Конструктивно они состоят из трех элементов. Это цилиндрический сердечник, внешний магнит и магнитопровод.К плюсам данных КИП можно отнести высокую чувствительность и точность, небольшую мощность потребления и хорошее успокоение.
К минусам представленных устройств относят сложность изготовления, неспособность сохранять свои свойства с течением времени и подверженность влиянию температуры. Поэтому, например, класс точности манометра значительно снижается.
Другие виды КИП
Кроме представленных выше устройств, есть еще несколько основных измерительных приборов, которые наиболее часто используются в повседневной жизни и производстве.
К такому оборудованию относятся:
· Термоэлектрические приборы. Они измеряют силу тока, напряжение и мощность.
· Магнитоэлектрические приборы. Они подходят для измерения напряжения и количества электричества.
· Комбинированные устройства. Здесь для измерения сразу нескольких величин используется всего один механизм. Классы точности средств измерения применяются те же, что и для всех. Чаще всего они работают с силой постоянного и переменного тока, индуктивностью и сопротивлением.
Что такое класс точности прибора? :: SYL.ru
Класс точности – это характеристика прибора, которая определяется границами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами, предусмотренными стандартами на данный вид изделия, которые оказывают влияние на точность. Этот параметр присутствует в технических характеристиках многих приборов, которые имеют эталонные выходные параметры, будь то электронные или механические измерительные устройства. Класс точности является основной характеристикой измерительной техники: весов, мультиметров, осциллографов, КИПовского оборудования и прочего. Чем выше это значение у прибора, тем больше стоит такое устройство, это связано со сложностью производства таких изделий.
Нормированная погрешность
Класс точности приборов измерений характеризует свойства таких изделий по отношению к точности, но при этом не является показателем точности этих измерений, выполненных при помощи данного устройства. С целью преждевременного выявления погрешности прибора, которую данное средство внесет в измеряемый результат, используют нормированные значения погрешностей. Значение этого параметра у каждого технического приспособления одной группы является индивидуальным, оно имеет отличные друг от друга случайные и систематические составляющие, но такая погрешность любого измерительного прибора одного класса не должна превышать установленное нормированное значение. Границы главной погрешности и коэффициента влияния заносятся в паспорт любого измерительного прибора. Все основные методы нормирования допустимых погрешностей и обозначения класса измеряющих устройств установлены ГОСТом, например, класс точности весов предусмотрен ГОСТом 24104-2001, который вступил в силу 01.07.2002.
Виды маркирования
Класс точности любого измерительного прибора маркируется на шкале устройства в виде числа. Это значение указывает нормированную величину погрешности, выраженную в процентном отношении. Если класс точности на шкале прибора обведен кружком, например 2,5, то это значит, что величина погрешности чувствительности устройства составляет 2,5 процента. По такому принципу нормируют погрешность масштабных преобразователей (измерительных шунтов, делителей напряжения, измерителей трансформаторов напряжения и тока и т. п.). Если значение класса точности на шкале прибора не подчеркнуто, например 0,7, это значит, что устройство нормируется погрешностью нуля равным 0,7. Эти приборы при любых з
начениях Х имеют абсолютную погрешность нуля, равную константе. В случае степенной или равномерной отметки класса точности на шкале устройства принимается верхний предел измерения. В том случае, когда нулевая отметка расположена по центру шкалы, то это значение принимается равным протяженности измеряемого диапазона. При этом будет неправильным считать, что амперметр с классом точности 0,7 обеспечит во всем измеряемом диапазоне погрешность результата 0,7%. В таком случае относительная погрешность будет равна классу точности только на последнем значении шкалы. На приборах с неравномерной шкалой (омметры) класс точности маркируют в долях от длины шкалы, его обозначают ниже значения знака «угол». В случае если класс точности указан в дробном виде (например, 0,03/0,02), это значит, что погрешность в конце измеряемого диапазона составит 0,03, а в начале 0,01. Такими приборами являются постоянные потенциометры, цифровые вольтметры и другие высокоточные измерительные приборы.Что такое класс точности средства измерений? — Студопедия
Учет всех нормируемых метрологических характеристик средств измерений – сложная и трудоемкая процедура, проводимая только при измерениях очень высокой точности, характерных для метрологической практики. В обиходе и на производстве такая точность не рациональна. Поэтому для средств измерений, используемых в повседневной практике, принято деление по точности на классы.
Класс точности средств измерений – обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.
Например, класс точности концевых мер длины характеризует близость их размера к номинальному, допускаемое отклонение от плоскопараллельности, а также притираемость и стабильность; класс точности вольтметров характеризует пределы допускаемой основной погрешности и допускаемых изменений показаний, вызываемых внешним магнитным полем и отклонением от нормальных значений температуры, частоты переменного тока и некоторых других величин.
Класс точности дает возможность судить о том, в каких пределах находится погрешность средств измерений одного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью каждого из этих средств. Они удобны для сравнительной оценки качества СИ, их выбора, международной торговли. Но по ним трудно установить градацию СИ по точности, у которых нормируется комплекс метрологических характеристик. Устанавливаются по ГОСТ 8.401 – 80 «ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие положения».
Классы точности конкретных типов СИ устанавливаются стандартами, содержащими технические требования к средствам измерений.
СИ с двумя или более диапазонами измерений одной и той же физической величины допускается присваивать два или более класса точности. СИ, предназначенным для измерения двух или более физических величин, допускается присваивать различные классы точности для каждой измеряемой величины (например, цифровой вольтметр – омметр имеет два класса точности).
С целью ограничения номенклатуры СИ по точности для СИ конкретного типа устанавливают ограниченное число классов точности.
Классы точности цифровых измерительных приборов со встроенными вычислительными устройствами для обработки результатов измерений устанавливают без учета режима обработки.
Присваивается класс по результатам приемочных испытаний и может понижаться по результатам поверки.
Основой для присвоения измерительным приборам того или иного класса точности является допускаемая основная погрешность и способ ее выражения. Пределы допускаемой основной погрешности выражают в форме приведенной, относительной или абсолютной погрешностей. Форма зависит от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений, а также от условий применения и назначения средств измерений конкретного вида.
Метрологические характеристики, определяемые классом точности, нормируются следующим образом:
– в форме приведенных погрешностей – если границы погрешностей можно получить практически неизменными в пределах диапазона измерений;
– в форме относительных погрешностей – если указанные границы нельзя полагать постоянными;
– в форме абсолютных погрешностей (т.е. в единицах измеряемой величины или в делениях шкалы СИ) – если погрешность результатов измерений в данной области измерений принято выражать в единицах измеряемой величины или в делениях шкалы. Например, для мер массы или длины.
Если границы абсолютных погрешностей можно полагать практически неизменными, то пределы допускаемых погрешностей имеют вид:
Dn = ±а.
Если границы относительных погрешностей можно полагать практически неизменными:
dn = 
Если границы абсолютных погрешностей можно полагать изменяющимися практически линейно:
Dn = ±(a + вхn),
Тогда для относительных погрешностей:
или 
,
где Dn – пределы допускаемой абсолютной основной погрешности выраженной в единицах измеряемой величины на входе (выходе) или условно в делениях шкалы; хn – значение измеряемой величины на входе (выходе) СИ или число делений, отсчитываемых по шкале; а, в – положительные числа, не зависящие от хn; dn – пределы допускаемой относительной основной погрешности, %;
q – отвлечённое число, выбираемое из ряда; Хк – больший (по модулю) из пределов измерений; c, d – положительные числа, выбираемые из ряда: 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
(где n = 1; 0; –1; –2 и т.д.).c = в + d;
d = 
Указание только абсолютной погрешности не позволяет сравнивать между собой по точности приборы с разными диапазонами измерений. Поэтому для электрических измеряемых приборов, манометров, приборов измерения физико-химических величин и др. устанавливаются пределы допускаемой приведённой погрешности:
g = 
= ±р, %
где XN – нормирующее значение, выраженное в единицах Dn; р – отвлечённое положительное число, выбираемое из выше приведенного ряда.
Нормирующее значение XN выбирают в зависимости от вида и характера шкалы прибора. Если прибор имеет равномерную шкалу и нулевая отметка находится на краю шкалы или вне её, то за XN принимают конечное значение шкалы. Для таких же приборов, но с нулевой отметкой внутри шкалы, XN равно сумме конечных значений рабочей части шкалы (без учёта знаков). Когда прибор предназначен для измерения отклонения измеряемой величины от номинального значения, за нормирующее значение шкалы принимают это номинальное значение. Если шкала нелинейна (гиперболическая, логарифмическая), то X
Пределы допускаемых погрешностей должны быть выражены не более чем двумя значащими цифрами, причем погрешность округления при вычислении пределов должна быть менее 5%.
Класс – точность – измерительный прибор
Класс – точность – измерительный прибор
Cтраница 1
Класс точности измерительного прибора – обобщенная характеристика прибора, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами прибора, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности характеризует свойства приборов в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих приборов. Например, класс точности вольтметров характеризует пределы допускаемой основной погрешности и допускаемых изменений показаний, вызываемых внешним магнитным полем и отклонениями от нормальных значений температуры, частоты переменного тока и некоторых других влияющих величин. [1]
Класс точности измерительного прибора – это число, которое соответствует наибольшей погрешности, допустимой нормами. Класс точности выражается в процентах от верхнего предела измерения прибора. Например, термометр класса 1 может иметь допустимую погрешность 1 % от верхнего предела шкалы. [2]
Класс точности измерительного прибора определяется наибольшей допустимой погрешностью в процентах величины, соответствующей предельному значению шкалы прибора. [3]
Класс точности измерительных приборов нормируется как обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющих на их точность, значения которых устанавливаются стандартами на соответствующие виды измерительных приборов. [4]
Классом точности измерительного прибора называется его характеристика, которая определяет степень точности измерения, пределы основной погрешности. Для приборов теплотехнического контроля холодильных установок класс точности численно равен максимальной величине приведенной основной погрешности, выраженной в процентах. [5]
Что характеризует класс точности измерительных приборов. [6]
Приведенная допустимая погрешность определяет класс точности измерительного прибора. [7]
Значение какой величины определяет обозначение класса точности измерительного прибора. [8]
Предельные значения основной и дополнительной погрешностей определяют класс точности измерительного прибора, который задается двумя способами: по величине абсолютной погрешности и по величине наибольшей допустимой основной приведенной погрешности в виде абсолютного числа, совпадающего с пределом допустимой погрешности для конечного значения рабочей части шкалы. [9]
В физико-химических иследованиях первый путь равносилен увеличению
Максимальная погрешность этих измерений известна и определяется классом точности примененных измерительных приборов. [11]
При различных экспериментальных работах очень важно правильно выбрать класс точности используемых измерительных приборов. Под точностью прибора понимают его свойство, характеризующее степень приближения показаний данного прибора к действительным значениям измеряемой величины. Обычно точность прибора задается классом точности прибора или указывается в его паспорте. Очевидно, что чем точнее прибор, тем меньше его погрешность и выше стоимость. [12]
Допустимое отношение сигнал / помеха зависит также от класса точности измерительного прибора. [13]
А ( / – ошибка измерения, которая определяется классом точности измерительного прибора; ДХ – допустимая погрешность измерения моделируемой величины. [14]
Особо специфическими являются требования, предъявляемые некоторыми стандартами в отношении класса точности измерительных приборов, применяемых при испытаниях. [15]
Страницы: 1 2 3
Какая погрешность определяет класс точности прибора
Во время лабораторных измерений требуется знать точность измерительных средств, которые в свою очередь обладают определенными характеристиками и различаются по устройству. Каждое из средств измерения (СИ) имеют определенные неточности, которые делится на основные и дополнительные. Зачастую возникают ситуации, когда нет возможности или просто не требуется производить подробный расчет. Каждому средству измерения присвоен определенный класс точности, зная который, можно выяснить его диапазон отклонений.
Вовремя выяснить ошибки измерительного средства помогут нормированные величины погрешностей. Под этим определением стоит понимать предельные, для измерительного средства показатели. Они могут быть разными по величине и зависеть от разных условий, но пренебрегать ими не стоит ни в коем случае, ведь это может привести к серьезной ошибке в дальнейшем. Нормированные значения должны быть меньше чем покажет прибор. Границы допустимых величин ошибок и необходимые коэффициенты вносятся в паспорт каждого замеряющего размеры устройства. Узнать подробные значения нормирования для любого прибора можно воспользовавшись соответствующим ГОСТом.
Класс точности измерительного прибора
Обобщающая характеристика, которая определяется пределами погрешностей (как основных, так и дополнительных), а также другими влияющими на точные замеры свойствами и показатели которых стандартизированы, называется класс точности измерительного аппарата. Класс точности средств измерений дает информацию о возможной ошибке, но одновременно с этим не является показателем точности данного СИ.
Средство измерения – это такое устройство, которое имеет нормированные метрологические характеристики и позволяет делать замеры определенных величин. По своему назначению они бывают примерные и рабочие. Первые используются для контроля вторых или примерных, имеющих меньший ранг квалификации. Рабочие используются в различных отраслях. К ним относятся измерительные:
- приборы;
- преобразователи;
- установки;
- системы;
- принадлежности;
- меры.
На каждом средстве для измерений имеется шкала, на которой указываются классы точности этих средств измерений. Они указываются в виде чисел и обозначают процент погрешности. Для тех, кто не знает, как определить класс точности, следует знать, что они давно стандартизованы и есть определенный ряд значений. Например, на устройстве может быть одна из следующих цифр: 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001. Если это число находится в круге, то это погрешность чувствительности. Обычно ее указывают для масштабных преобразователей, таких как:
- делители напряжения;
- трансформаторы тока и напряжения;
- шунты.
Обозначение класса точности
Обязательно указывается граница диапазона работы этого прибора, в пределах которой значение класса точности будет верно.
Те измерительные устройства, которые имеют рядом со шкалой цифры: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5, именуются как прецизионные. Сфера их применения – это точные и особо точные замеры в лабораторных условиях. Приборы с маркировкой 1,0; 1,5; 2,5 или 4,0 называются технические и исходя из названия применяются в технических устройствах, станках, установках.
Возможен вариант, что на шкале такого аппарата не будет маркировки. В такой ситуации погрешность приведенную принято считать более 4%.
Если значение класса точности устройства не подчеркнуто снизу прямой линией, то это говорит о том, что такой прибор нормируется приведенной погрешностью нуля.
Грузопоршневой манометр, класс точности 0,05
Если шкала отображает положительные и отрицательные величины и отметка нуля находится посередине такой шкалы, то не стоит думать, что погрешность во всем диапазоне будет неизменной. Она будет меняться в зависимости от величины, которую измеряет устройство.
Если замеряющий агрегат имеет шкалу, на которой деления отображены неравномерно, то класс точности для такого устройства указывают в долях от длины шкалы.
Возможны варианты измерительных аппаратов со значениями шкалы в виде дробей. Числитель такой дроби укажет величину в конце шкалы, а число в знаменателе при нуле.
Нормирование
Классы точности средств измерений сообщают нам информацию о точности таких средств, но одновременно с этим он не показывает точность измерения, выполненного с помощью этого измерительного устройства. Для того, чтобы выявить заблаговременно ошибку показаний прибора, которую он укажет при измерении люди нормируют погрешности. Для этого пользуются уже известными нормированными значениями.й
Нормирование осуществляется по:
Формулы расчета абсолютной погрешности по ГОСТ 8.401
Каждый прибор из конкретной группы приспособлений для замера размеров имеет определенное значение неточностей. Оно может незначительно отличаться от установленного нормированного показателя, но не превышать общие показатели. Каждый такой агрегат имеет паспорт, в который записываются минимальные и максимальные величины ошибок, а также коэффициенты, оказывающие влияние в определенных ситуациях.
Все способы нормирования СИ и обозначения их классов точности устанавливаются в соответствующих ГОСТах.
Виды маркирования
Классы точности абсолютно всех измерительных приборов подлежат маркировке на шкале этих самых приборов в виде числа. Используются арабские цифры, которые обозначают процент нормированной погрешности. Обозначение класса точности в круге, например число 1,0, говорит о том, что ошибочность показаний стрелки аппарата будет равна 1%.
Если в обозначении используется кроме цифры еще и галочка, то это значит, что длина шкалы применяется в роли нормирующего значения.
Латинские буквы для обозначения применяются если он определяется пределами абсолютной погрешности.
Существуют аппараты, на шкалах которых нет информации о классе точности. В таких случаях абсолютную следует приравнивать к одной второй наименьшего деления.
Пределы
Как уже говорилось раньше, измерительный прибор, благодаря нормированию уже содержит случайную и систематические ошибки. Но стоит помнить, что они зависят от метода измерения, условий и других факторов. Чтобы значение величины, подлежащей замеру, было на 99% точным, средство измерения должно иметь минимальную неточность. Относительная должна быть примерно на треть или четверть меньше погрешности измерений.
Базовый способ определения погрешности
При установке класса точности в первую очередь нормированию подлежат пределы допустимой основной погрешности, а пределы допускаемой дополнительной погрешности имеют кратное значение от основной. Их пределы выражают в форме абсолютной, относительной и приведенной.
Приведенная погрешность средства измерения – это относительная, выраженная отношением предельно-допустимой абсолютной погрешности к нормирующему показателю. Абсолютная может быть выражена в виде числа или двучлена.
Если класс точности СИ будет определяться через абсолютную, то его обозначают римскими цифрами или буквами латиницы. Чем ближе буква будет к началу алфавита, тем меньше допускаемая абсолютная погрешность такого аппарата.
Класс точности 2,5
Благодаря относительной погрешности можно назначить класс точности двумя способами. В первом случае на шкале будет изображена арабская цифра в кружке, во втором случае дробью, числитель и знаменатель которой сообщают диапазон неточностей.
Основная погрешность может быть только в идеальных лабораторных условиях. В жизни приходится умножать данные на ряд специальных коэффициентов.
Дополнительная случается в результате изменений величин, которые каким-либо образом влияют на измерения (например температура или влажность). Выход за установленные пределы можно выявить, если сложить все дополнительные погрешности.
Случайные ошибки имеют непредсказуемые значения в результате того, что факторы, оказывающие на них влияние постоянно меняются во времени. Для их учета пользуются теорией вероятности из высшей математики и ведут записи происходивших раньше случаев.
Пример расчета погрешности
Статистическая измерительного средства учитывается при измерении какой-либо константы или же редко подверженной изменениям величины.
Динамическая учитывается при замерах величин, которые часто меняют свои значения за небольшой отрезок времени.
Классы точности болтов
Болты и другие крепежные изделия изготавливают нескольких классов:
Каждый из них имеет свои допуски измеряемой величины, отличные от остальных и применяется в различных сферах.
Крепеж С используют в отверстиях с диаметром немногим больше диаметра болта (до 3мм). Болты без труда устанавливаются, не отнимая много времени на работу. Из минусов стоит отметить то, что при физическом воздействии на такой крепеж, болтовое соединение может сместиться на несколько миллиметров.
Крепеж В подразумевает использование болтов, диаметр которых меньше отверстия в пределах 1-1,5 мм. Это позволяет конструкции меньше подвергаться смещениям и деформациям, но повышаются требования к изготовлению отверстий в креплениях.
Гайки шестигранные класса точности В
Крепеж А создается по проекту. Диаметр болта такого типа, меньше диаметра отверстия максимум на 0,3 мм и имеет допуск только со знаком минус. Это делает крепеж неподвижным, не позволяет происходить смещению узлов. Изготовление болтов А-класса стоит дороже и не всегда используется в производстве.
Класс точности присутствует в описании всех измерительных приборов и является одной из самых важных характеристик. Чем выше его значение, тем более дорогостоящий будет прибор, но в то же время он сможет предоставить более точную информацию. Выбор стоить делать исходя из сложившейся ситуации и целей в которых будет использоваться такое средство. Важно понимать, что в некоторых ситуациях экономически выгодно будет приобрести дорогостоящее сверхточное оборудование, чтобы в дальнейшем сберечь деньги.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Класс точности измерительного прибора — это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых установлены в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых при помощи этих средств.
Для того чтобы заранее оценить погрешность, которую внесет данное средство измерений в результат, пользуются нормированными значениями погрешности . Под ними понимают предельные для данного типа средства измерений погрешности.
Погрешности отдельных измерительных приборов данного типа могут быть различными, иметь отличающиеся друг от друга систематические и случайные составляющие, но в целом погрешность данного измерительного прибора не должна превосходить нормированного значения. Границы основной погрешности и коэффициентов влияния заносят в паспорт каждого измерительного прибора.
Основные способы нормирования допускаемых погрешностей и обозначения классов точности средств измерений установлены ГОСТ.
На шкале измерительного прибора маркируют значение класса точности измерительного прибора в виде числа, указывающего нормированное значение погрешности. Выраженное в процентах, оно может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т. д.
Если обозначаемое на шкале значение класса точности обведено кружком, например 1,5, это означает, что погрешность чувствительности δ s =1,5%. Так нормируют погрешности масштабных преобразователей (делителей напряжения, измерительных шунтов, измерительных трансформаторов тока и напряжения и т. п.).
Это означает, что для данного измерительного прибора погрешность чувствительности δ s= d x/x — постоянная величина при любом значен
Konspekt_KSR_1_klassy_tochnosti
Конспект КСР1 (п. 8)
КЛАССЫ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Класс точности измерительного прибора — это характеристика, определяемая нормированными предельными значениями погрешности средства измерений.
Способы нормирования допускаемых погрешностей и обозначения классов точности средств измерений установлены ГОСТ 8.401-80.
Способы нормирования допускаемых погрешностей:
– по абсолютной погрешности,
– по относительной погрешности,
– по приведенной погрешности – по длине или верхнему пределу шкалы прибора.
Обозначения классов точности измерительных приборов:
– арабскими цифрами без условных знаков – класс точности определяется пределами приведённой погрешности, в качестве нормирующего значения используется наибольший по модулю из пределов измерений.
– арабскими цифрами с галочкой, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности, но в качестве нормирующего значения используется длина шкалы.
По приведенной погрешности приборы делятся на классы: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.
Приборы класса точности 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 применяются для точных лабораторных измерений и называются прецизионными.
В технике применяются приборы классов 1,0; 1,5: 2,5 и 4,0 (технические).
Если на шкале такого обозначения нет, то данный прибор внеклассный, то есть его приведенная погрешность превышает 4%.
– арабскими цифрами в кружке – класс точности определяется пределами относительной погрешности.
– латинскими буквами, то класс точности определяется пределами абсолютной погрешности.
Когда на приборе класс точности не указан, абсолютная погрешность принимается равной половине цены наименьшего деления. При считывании показаний со шкалы нецелесообразно стараться определить доли деления, так как результат измерения от этого не станет точнее.
Пример: вольтметр, диапазон измерений 0 — 30 В, класс точности 1,0 определяет, указанная погрешность при положении стрелки в любом месте шкалы не превышает 0,3 В. Соответственно, среднее квадратичное отклонение s прибора составляет 0,1 В.
Относительная погрешность результата зависит от значения напряжения, становясь недопустимо высокой для малых напряжений. При измерении напряжения 0,5 В погрешность составит 60 %. Такой прибор не годится для исследования процессов, в которых напряжение меняется на 0,1 — 0,5 В.
Электроизмерительные приборы и измерения. Условные обозначения, принцип действия.
Основные понятия измерений
Измерением называют процесс сравнения измеряемой величины с величиной того же рода, условно приятой за единицу измерения.
Материальный образец единицы измерения ее дробного или кратного значения называется мерой.
Устройство, предназначенное для сравнения измеряемой величины с единицей измерения или с мерой, называют измерительным прибором.
Меры и приборы, предназначенные для хранения или воспроизводства единиц, а также для поверки и градуировки приборов, носят название образцовых.
Результат всякого измерения несколько отличается от действительного значения измеряемой величины. Действительное значение измеряемой величины это значение, определяемое при помощи образцовых приборов (образцовых мер).
Разность между измеренным и действительным значением величины составляет абсолютную погрешность измерения. Выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному или измеренному значению представляет собой относительную погрешность, которая применяется для оценки качества измерения.
Классификация электроизмерительных приборов
Электроизмерительные приборы делятся на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения.
К приборам непосредственной оценки, например, относятся: ваттметр, счетчик, т.е. приборы, дающие численное значение измеряемой величины по их отсчетному приспособлению.
Прибор сравнения применяется для сравнения измеряемой величины с мерой, например мост для измерения сопротивлений.
При технических измерениях чаще применяют приборы непосредственной оценки как более простые, дешевые и требующие мало времени для измерения.
Приборы сравнения используют для более точных измерений.
Разнообразие систем измерительных приборов, обладающих различными свойствами, вызвано разнообразием условий и требований при измерениях электрических величин.
По степени точности электроизмерительные приборы делятся на восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 и 4. На шкалах приборов число класса точности пишется внутри окружности.
Число класса точности прибора обозначает основную допустимую приведенную погрешность прибора. Основной допустимой приведенной погрешностью называется выраженное в процентах отношение наибольшей допустимой по стандарту абсолютной погрешности прибора, находящегося в нормальных условиях эксплуатации, к номинальной величине прибора.
Прибор находится в нормальных условиях, если установлен в положение, указанное на шкале прибора, находится в среде с нормальной температурой (+20 °C) и не подвергается действию внешнего магнитного поля (кроме земного).
Номинальной величиной измерительного прибора называется верхний предел его измерения. Погрешность может быть положительной или отрицательной.
Относительной погрешностью при измерении прибором величины называют выраженное в процентах отношение наибольшей возможной абсолютной погрешности прибора к измеренному значению величины, то есть погрешность измерения равна погрешности прибора, умноженной на отношение номинальной величины прибора к измеренному значению.
Чем меньше измеряемая величина по сравнению с номинальной величиной прибора, тем больше погрешность измерения этой величины; следовательно, измеряемая величина должна иметь значение не менее половины номинальной величины прибора.
Таблица 1. Условные обозначения принципа действия прибора
Система | Конструкция | Условное обозначение | |
Магнитоэлектрическая (М) | С подвижной рамкой | ||
С подвижным магнитом | |||
Логометр с подвижными рамками | |||
Логометр с подвижным магнитом | |||
Электромагнитная (Э) | С механической противодействующей силой | ||
Логометр | |||
Поляризованный прибор | |||
Электродинамическая (Д) | без железа | с механической противодействующей силой | |
логометр | |||
ферродинамическая | с механической противодействующей силой | ||
логометр | |||
Индукционная | с механической противодействующей силой | ||
логометр | |||
Электростатическая (С) | — | ||
Вибрационная | язычковая | ||
Тепловая (Т) | с нагреваемой проволокой | ||
Таблица 2. Дополнительные обозначения, указываемые на приборах
Наименование | Характеристика | Обозначение | |
Выпрямитель | полупроводниковый | ||
электромеханический | |||
Преобразователь | электронный | ||
вибрационно-импульсный | |||
термический | изолированный | ||
неизолированный | |||
Защита от внешних полей | магнитных (первая категория защищенности) | ||
электрических (первая категория защищенности) | |||
Род тока | постоянный | ||
переменный однофазный | |||
постоянный и переменный | |||
трехфазный с неравномерной нагрузкой фаз | |||
трехфазный | |||
Класс точности | при нормировании погрешности в процентах диапазона измерения, например 1,5 | ||
то же в процентах длины шкалы, например 1,5 | |||
Положение шкалы | горизонтальное | ||
вертикальное | |||
наклонное под определенным углом к горизонту, например 60° | |||
Предупредительный знак | Осторожно! Прочность изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу не соответствует нормам (знак выполняется красного цвета) | ||
измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением, например 2 кВ | |||
Внимание! Смотри дополнительные указания в паспорте и инструкции по эксплуатации | |||
Обозначения зажимов | отрицательный | ||
положительный | |||
переменного тока (в комбинированных приборах) | |||
общий (для многопредельных приборов переменного тока и комбинированных приборов) и генераторный (для ваттметров, варметров и фазометров) | |||
соединенный с экраном | |||
соединенный с корпусом | |||
для заземления | |||
Таблица 3. Достоинства, недостатки и область применения приборов
Система | Достоинства | Недостатки | Область применения |
Магнитоэлектрическая | Высокая чувствительность, большая точность. Относительно небольшое влияние внешних полей. Малое потребление энергии. Малое влияние температуры | Пригодны только для постоянного тока. Чувствительны к перегрузкам | Измерение силы тока и напряжения в цепях постоянного тока. С термопреобразователями и выпрямителями используются для измерения электрических величин в цепях переменного тока, а также для измерений неэлектрических величин (температуры, давлений и т.п.) |
Электромагнитная | Могут изготавливаться на большой ток для непосредственного включения, устойчивы при перегрузках. Пригодность для постоянного и переменного тока, простота конструкции | Малая точность. Зависимость показаний от внешних магнитных полей. Неравномерная шкала | Измерение силы тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока. Рекомендуется применять преимущественно для измерений в цепях переменного тока, так как недостаточно однородное качество железа сердечников понижает точность приборов, отградуированных для обеих родов тока |
Электродинамическая | Высокая точность, пригодны для постоянного и переменного тока | Зависимость показаний от внешних магнитных полей. Чувствительны к перегрузкам. Большое потребление электроэнергии. Неравномерность шкалы | Измерение тока, мощности, напряжения, частоты, угла сдвига фаз в цепях переменного тока, а также напряжения, тока и мощности в цепях постоянного тока |
Тепловая | Независимость показаний от частоты и формы кривой переменного тока и внешних магнитных полей. Пригодны для постоянного и переменного тока. Большая чувствительность. Малое потребление электроэнергии | Большая чувствительность к перегрузкам (у приборов с фотокомпенсационным усилителем чувствительность к перегрузкам значительно снижена) | Измерение силы тока в цепях переменного тока промышленной и высокой частоты |
Электростатическая | Малое потребление электроэнергии. Независимы от частоты, температуры и внешних магнитных полей. Возможность непосредственного измерения высоких напряжений на низких и высоких частотах (до 40 МГц) | Зависимость от внешнего электростатического поля и от влажности воздуха | Измерение напряжений в цепях постоянного и переменного тока |
Вибрационная | Простота конструкции и надежность в работе. Возможность включения прибора в цепи с разным напряжением | Вибрация пластин от внешних толчков. Прерывистость шкалы, вследствие чего затруднен отсчет при промежуточной частоте | Измерение частоты переменного тока |
Таблица 4. Классификация приборов по способу защиты от внешних полей
Прибор | Исполнение |
Экранированный | С защитой магнитным или электростатическим экраном от действия внешних магнитных или электростатических полей |
Астатический | С двумя одинаковыми вращающимися частями, жестко скрепленными на общей оси, воздействуя на которые, внешние магнитные поля вызывают моменты взаимно противоположных знаков |
Неэкранированный | Не защищенный магнитом или электростатическим экраном от действия внешних магнитных или электростатических полей |
Измерительные механизмы приборов
Измерительный механизм — основная часть каждого измерительного прибора. При воздействии на измерительный механизм измеряемой или функционально связанной с ней вспомогательной величины происходит перемещение его подвижной части. По углу поворота или по линейному перемещению подвижной части определяется значение измеряемой величины.
Магнитоэлектрический измерительный механизм
Подвижная часть магнитоэлектрического измерительного механизма (рис. 1) состоит из прямоугольной катушки (рамки) В. Обмотка рамки из тонкого изолированного медного провода наложена на алюминиевый каркас. На рамке укреплены две полуоси — керны, установленные в опорах. На одной из полуосей укреплены стрелка и концы спиральных пружин, через которые ток подводится к обмотке рамки.
Рис. 1. Магнитоэлектрический измерительный механизм
Боковые стороны рамки расположены в узком воздушном зазоре А между неподвижным стальным цилиндром Б и полюсными башмаками N, S. Сильный постоянный магнит N—S создает в воздушном зазоре однородное радиальное магнитное поле.
На боковые стороны рамки, расположенные в магнитном поле, при наличии тока в обмотке, будет действовать пара сил F, F (рис. 2). Таким образом создается вращающий момент, пропорциональный току в рамке. Под действием этого момента рамка повернется на угол a, при котором вращающий момент уравновесится противодействующим моментом пружин. Последний пропорционален углу закручивания пружин. Угол поворота рамки пропорционален току.
Рис. 2. Получение вращающего момента в магнитоэлектрическом измерительном механизме
Успокоителем называется приспособление, предназначенное для уменьшения времени колебаний подвижной части, возникающих после включения прибора. В магнитоэлектрическом измерительном механизме успокоителем является алюминиевый каркас рамки. При повороте подвижной части изменяется магнитный поток, пронизывающий каркас. В каркасе индуктируются токи, взаимодействие которых с магнитным полем магнита создает тормозной момент, обеспечивающий успокоение.
Рассмотренный измерительный механизм в связи с малым сечением пружин и провода обмотки изготавливается на малые номинальные токи 10—100 мА и меньше.
При включении магнитоэлектрического измерительного механизма рассмотренной конструкции в цепь переменного тока вращающий момент будет изменяться пропорционально мгновенному значению тока. При таком быстром изменении момента вследствие инерции подвижная часть не успеет следовать за изменением момента, и она отклонится на угол, пропорциональный среднему за период значению вращающего момента. При синусоидальном токе среднее значение тока, а следовательно, и момента равно нулю и подвижная часть не отклонится. Таким образом, рассмотренный измерительный механизм пригоден только для измерений в цепи постоянного тока.
Электромагнитный измерительный механизм
Электромагнитный измерительный механизм показан на рис. 3. Он состоит из неподвижной катушки А и подвижной части — стального сердечника Б, указательной стрелки, пружины и секторообразного алюминиевого листка В успокоителя, укрепленного на одной оси.
Измеряемый ток, проходя по неподвижной катушке, создает магнитное поле, которое намагничивает сердечник Б и втягивает его внутрь катушки. По углу поворота сердечника определяют величину тока в катушке.
При движении листка В успокоителя в магнитном поле магнита М в нем индуктируются вихревые токи. Взаимодействие этих токов с полем магнита создает тормозной момент, обеспечивающий успокоение.
Рис. 3. Электромагнитный измерительный механизм
Электромагнитный измерительный механизм применим для цепей постоянного и переменного тока, так как втягивание сердечника в катушку не зависит от направления тока.
Вследствие влияния остаточной индукции сердечника втягивание, а следовательно, и показания измерительного механизма может быть различным при одинаковых значениях тока при увеличении тока и при уменьшении его. Следовательно, возможна погрешность от остаточной индукции. Для уменьшения этой погрешности сердечники изготавливают из пермалоя, остаточная индукция которого ничтожна.
Для уменьшения погрешности от внешних полей измерительный механизм окружают стальными экранами или кожухами. Для этой же цели применяют астатические измерительные механизмы с двумя последовательно соединенными катушками и соответственно с двумя сердечниками на одной оси. Измеряемый ток создает в катушках поля противоположного направления. Внешнее однородное поле уменьшает магнитное поле одной катушки и настолько же увеличивает поле второй катушки, таким образом, результирующее влияние внешнего поля будет ничтожным.
Электродинамический измерительный механизм
Электродинамический измерительный механизм (рис. 4 и 5) состоит из двух катушек — неподвижной А, имеющей две секции, и подвижной Б, укрепленной на одной оси с указательной стрелкой, крылом В воздушного успокоителя и двумя спиральными пружинами.
При прохождении тока I1, по неподвижной катушке и тока I2 по подвижной катушке между ними возникает электродинамическое взаимодействие. В результате на подвижную катушку будет действовать пара сил FF (рис. 4), то есть вращающий момент. Поворот подвижной катушки происходит до тех пор, пока вращающий момент не уравновесится противодействующим моментом пружин.
При постоянном токе вращающий момент и угол поворота подвижной катушки пропорционален произведению токов в катушках. При переменном токе
Рис. 4. Электродинамический измерительный механизм
Рис. 5. Получение вращающего момента в электродинамическом измерительном механизме
вращающий момент и пропорциональный ему угол поворота подвижной катушки определяется произведением действующих значений токов в катушках и косинусу угла сдвига между ними.
Отсутствие стали в измерительном механизме, а следовательно, и погрешности от остаточной индукции обеспечивают возможность изготовить эти механизмы для измерений высокой точности.
Для уменьшения погрешностей от внешних магнитных полей, обусловленных слабым магнитным полем измерительного механизма, применяются те же средства, что и для электромагнитных измерительных механизмов.
Слабому магнитному полю соответствует слабый вращающий момент и, следовательно, для получения высокой точности необходимо уменьшить погрешность от трения. Это достигается уменьшением веса подвижной части и безупречной обработкой осей и опор. Кроме того, поперечное сечение пружин и проводов подвижной катушки мало, поэтому электродинамический измерительный механизм чувствителен к перегрузке.
Ферродинамический измерительный механизм
Принцип работы этого измерительного механизма тот же, что и электродинамического. Он отличается от последнего наличием стального сердечника из листовой стали, на который наложена неподвижная катушка, и неподвижного цилиндра из той же стали, который охватывается подвижной катушкой (рис. 6).
Стальной магнитопровод усиливает поле измерительного механизма, вследствие чего увеличивается вращающий момент, что приводит к более прочной конструкции и уменьшает влияние внешних магнитных полей на показания измерительного механизма. Применение стали увеличивает погрешности от остаточной индукции и вихревых токов в магнитопроводе.
Рис. 6. Ферродинамический измерительный механизм
Электросчетчики
Для учета электрической энергии промышленностью выпускаются электросчетчики активной и реактивной энергии.
На рис. 7 изображен электросчетчик активной энергии. Счетчик имеет две обмотки — параллельную ОН, включенную на напряжение сети, и последовательную ТО, через которую протекает ток, потребляемый электроприборами. Принцип действия следующий. Магнитные потоки Ф от последовательной и параллельной обмоток пересекают край алюминиевого диска Д, в котором наводятся местные вихревые токи, порождающие в нем магнитные поля. Последние, взаимодействуя с основными магнитными потоками, приводят диск во вращение. Обороты диска передаются счетному механизму СМ, который дает отсчет в киловатт-часах. Магнит М предназначен для торможения диска, устраняет самоход счетчика.
Рис. 7. Схема устройства и включения счетчика активной энергии: ТО — токовая обмотка; ОН — обмотка напряжения; Д — диск алюминиевый; ЧМ — червячный механизм; СМ — счетный механизм; М — магнит для притормаживания диска от самохода
Израсходованная энергия регистрируется счетным механизмом (рис. 8), приводимым в движение от червячной передачи (или шестеренки) В, укрепленной на оси счетчика. Движение диска передается пяти роликам, на боковых поверхностях которых нанесены цифры от 0 до 9. Ролики свободно надеты на ось А.
Первый (на рис. 8 — правый) скреплен с шестеренкой и при движении диска счетчика беспрерывно вращается. Один оборот первого ролика вызовет поворот второго ролика на 1/10 часть оборота. Один оборот второго — вызовет поворот третьего ролика на 1/10 часть оборота и т.д. Ролики прикрыты алюминиевым щитком, через отверстия в котором видно только по одной цифре каждого ролика. Прочитанное через отверстия в щитке числовое значение дает величину энергии, учтенную счетчиком за весь период его работы с того момента, когда показания его соответствовали нулевому значению.
Рис. 8. Схема счетного механизма
На шкале электросчетчика указан его тип, напряжение, на которое он рассчитан, величина номинального тока и так называемая постоянная счетчика.
Для измерения электрической энергии в трехфазных четырехпроводных цепях применяется трехэлементный счетчик. Он имеет три электромагнитные системы такие же, как и у однофазного счетчика, которые воздействуют на три диска, укрепленные на одной оси. Счетчик имеет один счетный механизм.
Для измерения электроэнергии в трехфазных трехпроводных цепях применяются двухэлементные двухдисковые или однодисковые счетчики (рис. 9).
Рис. 9. Схема устройства и включения двухэлементного однодискового счетчика
Классы точности средств измерений. Инструменты. 5 класс точности
Высокоточные устройства используются в различных сферах жизни и производства современного общества. Без специального оборудования были бы космические путешествия, разработка военной и гражданской техники и многое другое. Ремонт такого оборудования провести довольно сложно. Поэтому использовалась разная аппаратура. Их качество определяется степенью соответствия данного оборудования назначению. Для удобства измерения использованы и классы точности средств измерений.
Что такое единица измерения?
Каждый этап технологического или естественного процесса характеризуется определенными величинами: температурой, давлением, плотностью и т. Д. Постоянно наблюдая за этими параметрами, вы можете отслеживать и даже корректировать любое действие. Для удобства мы предусмотрели стандартные единицы измерения для каждого конкретного процесса, такие как метр, Джоуль, кг и т. Д. Они разделены на:
· Основные. Это постоянная и общепринятая единица измерения.
· Связный.Он связан с другими производными единицами. Числовой коэффициент равен единице.
· Производные финансовые инструменты. Эти единицы определяются на основе ключевых значений.
· кратные и подмножественные. Они создаются путем умножения или деления на 10 основных или произвольных единиц.
В каждой отрасли есть группа переменных, которые регулярно используются в процессах мониторинга и настройки. Этот набор единиц называется системой. Контролировать и проверять параметры процесса с помощью специальных приборов.Их параметры указаны в Международной системе единиц.
Рекомендуется
Наиболее эффективные методы проращивания семян
Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве – процесс очень трудоемкий, его использует большинство садоводов. Посадка семян в открытый грунт – простой и удобный метод, но эффективен только в определенных климатических зонах. I …
Светоотражающая краска. Сфера применения
Когда машины начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска.Благодаря этой краске, как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска – лакокрасочный материал, который …
Методы и средства измерения
Для сравнения или анализа полученного значения необходимо провести ряд опытов. Они проводятся несколькими распространенными способами:
· Прямой. Это методы, в которых любое значение основано на опыте. К ним относятся прямая оценка, нулевая компенсация и дифференциация. Методы прямого измерения отличаются простотой и скоростью.Например, стандартный инструмент измерения давления. Класс точности манометра значительно ниже, чем у других исследований.
· Косвенный. Такие методы основаны на вычислении определенных значений по известным или принятым параметрам.
· Итого. Это методы измерения, при которых искомое значение определяется не только путем решения ряда уравнений, но и с помощью специальных экспериментов. Такие исследования часто используются в лабораторной практике.
Помимо методов измерения величин, существуют еще и специальные измерительные приборы.Это означает поиск неизвестного параметра.
Что такое приборы?
Наверное, каждый человек хоть раз в жизни проводил какие-то эксперименты или лабораторные исследования. Раньше были манометры, вольтметры и другие интересные приспособления. Каждый использовал свое устройство, но было одно – управление, которое было всем одинаково.
Как всегда – для точности измерений все устройства должны четко соответствовать установленным стандартам. Это не исключает некоторых ошибок. Поэтому на национальном и международном уровне были введены классы точности средств измерений.Именно от этого зависит допустимая погрешность расчетов и измерений.
Есть также несколько основных операций управления этими устройствами:
· Тест. Этот метод все еще находится в разработке. Каждое устройство тщательно проверяется на соответствие стандартам качества.
· Чек. При этом по сравнению с чтением образцовых устройств с предметами. В лаборатории, например, все устройства проверяются каждые два года.
· Выпускной. Это операция, при которой все деления шкалы тестируемого устройства выдают соответствующие значения.Как правило, это более точные и чувствительные устройства.
Классификация приборов
Сейчас существует огромное количество приборов, с помощью которых можно проверять данные и показатели. Таким образом, все приборы можно разделить на несколько основных характеристик:
1. По характеру измеряемой величины. Или по предварительной записи. Например, для измерения давления, температуры, уровня, состава и состояния вещества и т. Д. У каждого есть свои стандарты качества и точности, такие как класс точности счетчиков, термометров и т. Д.
2. Способ получения внешней информации. Вот более сложная классификация:
– зарегистрированные – такие устройства, которые независимо записывают все входные и выходные данные для дальнейшего анализа.
– показывать – эти инструменты позволяют отслеживать изменения в любом процессе;
– регулятор – эти устройства автоматически настраиваются на значение измеряемой величины;
– суммирование – есть любой период времени, и блок отображает итоговое значение за весь период;
– сигнализация – такие устройства оснащены специальной системой звукового или визуального оповещения, или датчики
– comparira – это оборудование предназначено для сравнения определенных значений с соответствующими действиями.
3. Расположение. Различают локальные и удаленные устройства взаимодействия. Последние имеют возможность передавать данные на любое расстояние.
Характеристики контрольно-измерительной аппаратуры
В каждой работе следует помнить, что для испытаний необходимо использовать не только рабочий прибор, но и стандартные образцы. Их качество зависит от нескольких факторов, таких как:
· Класс точности или диапазон неопределенности. Все устройства ошибочны, даже стандарты. Единственная разница в том, что ошибок в работе максимально.Очень часто используется класс точности А.
· Чувствительность. Это отношение углового или линейного перемещения стрелки указателя к изменению интересующего значения.
· Вариант. Это приемлемая разница между повторяющимися и действительными показаниями одного и того же устройства при одинаковых условиях.
· Надежность. Этот параметр отражает сохранение всех желаемых характеристик в течение определенного периода времени.
· Инерция. Так характерно запаздывание показаний и измеренных значений.
Также хороший КИП должен обладать такими качествами, как долговечность, надежность и ремонтопригодность.
В чем ошибка?
Специалисты знают, что в любой работе есть небольшие ошибки. При различных измерениях они называют их ошибками. Все они вызваны дефектом и несовершенством средств и методов исследования. Следовательно, любое оборудование соответствует вашему классу точности 1 или 2 классу точности.
При этом бывают следующие типы ошибок:
· Абсолютные.Это разница между производительностью используемого устройства и производительностью эталонного устройства в одинаковых условиях.
· родственник. Такую погрешность можно рассматривать как косвенную, поскольку была обнаружена зависимость абсолютной погрешности от фактического значения указанного значения.
· дано относительное. Это определенная связь между абсолютным значением разницы между верхним и нижним пределами шкалы, используемой прибором.
Также существует классификация по характеру дефекта:
· Случайная.Такие ошибки возникают без какой-либо регулярности и последовательности. Часто на показатели влияют различные внешние факторы.
· Систематический. Такие ошибки происходят по определенному закону или правилу. В большей степени их внешний вид зависит от состояния тюков.
· Ошибки. Такие ошибки довольно сильно искажают ранее полученные данные. Эти ошибки легко устранить, сравнив соответствующие измерения.
Что такое 5 класс точности?
Для систематизации данных, полученных специализированными приборами, а также для определения качества современной наукой принята специальная система измерений.Он определяет соответствующие настройки уровня.
Классы точности средств измерений – это своего рода обобщенное описание. Он обеспечивает определение пределов различных ошибок и свойств, влияющих на точность прибора. При этом у каждого из измерительных приборов есть свои настройки и классы.
По точности и качеству измерений большинство современных приборов контроля имеют такое разделение: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.Таким образом, погрешность диапазона зависит от масштаба прибора. Например, для оборудования со значениями 0 – 1000 ° C допускается ошибочное измерение ± 15 ° C.
Если говорить о промышленном и сельскохозяйственном оборудовании, то их точность делится на следующие классы:
· 1-500 мм. Здесь используются 7 классов точности: 1, 2, 2A, 3, 3A, 4 и 5.
· Более 500 мм. Используемые классы 7, 8 и 9.
Наивысшее качество в устройстве с единицей. А 5 класс точности в основном используется при изготовлении деталей для различной сельскохозяйственной техники, вагоно- и локомотивостроения.Также стоит отметить, что у него две ленды: H и S.
Если говорить о компьютерной технике, например, о печатных платах, 5 класс отвечает повышенной точности и плотности конструкции. Ширина проводника менее 0,15, а расстояние между проводниками и краями просверленных отверстий не превышает 0,025.
Международные стандарты точности в России
Любой современный ученый ищет в вашей системе качество используемых приборов и полученных данных.Для обобщения и систематизации точности измерений приняты межгосударственные стандарты.
Определяют основные положения деления приборов на классы, комплекс требований к такому оборудованию и методы нормирования метрологических характеристик. Классы точности средств измерений регламентируются специальным ГОСТ 8.401-80 ГСИ. Данная система внедрена на основе международных рекомендаций МОЗМ № 34 от 1 июля 1981 года. Она дополнена Общими положениями, определением ошибок и обозначением самих классов точности с конкретными примерами.
Основные положения для определения классов точности
Для определения качества всех измерительных устройств и получения данных существует несколько основных правил:
· классы точности должны выбираться в соответствии с типами используемого оборудования;
· для разных диапазонов значений можно использовать несколько стандартов;
· только ТЭО определяет количество классов точности для конкретного оборудования;
· измерения производятся без учета схемы лечения.Эти стандарты применяются к цифровым устройствам со встроенным вычислительным устройством;
· классы точности измерений, присвоенные на основании имеющихся результатов государственных испытаний.
Электродинамические приборы
К таким устройствам относятся амперметры, вольтметры, ваттметры и другие устройства, преобразующие ток различной величины. Их правильная и стабильная работа – это специальное досмотровое оборудование. Это сделано, например, для повышения класса точности счетчика.
Принцип действия этих устройств заключается в том, что внешнее магнитное поле одновременно увеличивает поле одного измерительного прибора и уменьшает поле другого. Общая стоимость не изменилась.
К преимуществам такого оборудования относятся надежность, надежность и простота. Работает так же, как при постоянном и переменном токе.
И самые существенные минусы – низкая точность и большая потребляемая мощность.
Электростатические приборы
Эти устройства работают по принципу взаимодействия заряженных электродов, разделенных диэлектриком.Конструктивно они выглядят почти как плоский конденсатор. Таким образом, при перемещении подвижной части емкость системы также изменяется.
Самый известный из них – это устройства с линейно-поверхностным механизмом. У них немного другой принцип действия. В устройствах с поверхностным механизмом емкость изменяется из-за колебаний активной области электродов. В другом случае важно расстояние между ними.
К достоинствам таких устройств можно отнести небольшую потребляемую мощность, класс точности ГОСТ, достаточно широкий частотный диапазон и т. Д.
К недостаткам относятся низкая чувствительность прибора, необходимость экранирования и пробоя между электродами.
Магнито KIP
Это один из самых распространенных измерительных приборов. Принцип работы этих устройств основан на взаимодействии магнитного потока магнита и тока катушки. Обычно используется оборудование с внешним магнитом и подвижной рамой. Конструктивно они состоят из трех элементов. Это цилиндрический сердечник, внешний магнит и магнитопровод.
Преимущества инструментальных средств обработки данных включают высокую чувствительность и точность, низкое энергопотребление и хороший комфорт.
К недостаткам устройств можно отнести сложность изготовления, невозможность сохранять свои свойства с течением времени и воздействие температуры. Так, например, класс точности манометра значительно снижен.
Другие типы контрольно-измерительных приборов
Помимо вышеперечисленных устройств, существуют также некоторые базовые измерительные приборы, которые чаще всего используются в повседневной жизни и на производстве.
В состав данного оборудования входят:
· Термоэлектрические устройства. Они измеряют ток, напряжение и мощность.
· Магнитоэлектрические устройства. Они подходят для измерения напряжения и количества электроэнергии.
· Комбинированные устройства. Здесь для измерения нескольких величин используется только один механизм. Классы точности применяемых средств измерений такие же, как у всех. Они часто работают с питанием переменного и постоянного тока, индуктивностью и сопротивлением.
.Измерительные приборы (метрология)
1.4.
Измерительные приборы – это измерительные устройства, которые преобразуют измеряемую величину или связанную величину
в показания или информацию. Измерительные приборы
могут либо напрямую указывать значение измеряемой величины, либо
только указывать ее равенство известной мере той же самой величины (например, равноправное равновесие или нулевой гальванометр
). Они также могут указывать значение небольшой разницы между измеренной величиной
и мерой, имеющей значение, очень близкое к ней (компаратор).Измерительные приборы
обычно используют последовательность измерений, в которой измеренная величина
преобразуется в величину, воспринимаемую наблюдателем (длина, угол, звук, контрастность света
). Измерительные приборы
могут использоваться вместе с отдельными материальными мерами (например, весы
, использующие стандартные массы для сравнения неизвестной массы), или они могут содержать внутренние части для
воспроизведения единицы (например, градуированные линейки, прецизионная резьба и т. Д.)
1.4.1.
Диапазон измерения.
Это диапазон значений измеряемой величины, для которого ошибка
, полученная при однократном измерении при нормальных условиях использования, не превышает максимально допустимую ошибку
.
Диапазон измерения ограничен максимальной и минимальной производительностью.
Максимальная пропускная способность – это верхний предел диапазона измерения, который определяется конструктивными особенностями
или требованиями безопасности, либо и тем, и другим.
Минимальная производительность – это нижний предел диапазона измерения.Обычно это продиктовано требованиями к точности
. Для малых значений измеряемой величины, близких к нулю, относительная ошибка
может быть значительной, даже если абсолютная ошибка мала.
Диапазон измерения может совпадать, а может и не совпадать с диапазоном показаний шкалы.
1.4.2.
Чувствительность
. Это частное от увеличения наблюдаемой переменной (указывается стрелкой
и шкалы) и соответствующего увеличения измеряемой величины.
Он также равен длине любого деления шкалы, деленной на значение этого деления
, выраженное в единицах измеренной величины.
Чувствительность может быть постоянной или переменной по шкале. В первом случае мы получаем линейную передачу
, а во втором случае мы получаем нелинейную передачу.
1.4.3.
Интервал шкалы.
Это разница между двумя последовательными отметками шкалы в единицах измеряемой величины
.(В случае числовой индикации это разница между двумя последовательными числами
).
Интервал шкалы – важный параметр, определяющий способность прибора
давать точную индикацию значения измеряемой величины.
Шаг шкалы или длина шкалы должны быть удобными для оценки
долей.
1.4.4.
Дискриминация.
Это способность измерительного прибора реагировать на небольшие изменения
измеряемой величины.
1.4.5.
Гистерезис.
Это разница между показаниями измерительного прибора
, когда одно и то же значение измеряемой величины достигается путем увеличения или уменьшения этого значения
.
Явление гистерезиса связано с наличием сухого трения, а также со свойствами
упругих элементов. Это приводит к тому, что кривые нагрузки и разгрузки прибора
разделены разницей, называемой ошибкой гистерезиса.Это также приводит к тому, что указатель не возвращается полностью к нулю
при снятии нагрузки.
Гистерезис особенно заметен в инструментах с упругими элементами. Явление гистерезиса
в материалах в основном связано с наличием внутренних напряжений. Его можно значительно уменьшить на
при правильной термообработке.
1.4.6.
Время отклика.
Это время, которое проходит после внезапного изменения измеренной величины
до тех пор, пока прибор не выдаст показание
, отличающееся от истинного значения на величину, на
меньше заданной допустимой погрешности.
Кривая, показывающая изменение показаний прибора из-за внезапного изменения
измеряемой величины, может принимать различные формы
в зависимости от соотношения между емкостями
, которые должны быть заполнены, инерционными элементами и
демпфирующими элементами.
Когда элементы инерции достаточно малы
, чтобы ими можно было пренебречь, мы получаем реакцию первого порядка
, которая связана с заполнением емкостей в системе
через конечные каналы. Кривая изменения показания
во времени в этом случае представляет собой экспоненциальную кривую
.(См. Рис. 1.1)
Если силами инерции нельзя пренебречь, мы получаем реакцию второго порядка. Существует три варианта реакции
(см. Рис. 1.2.) В соответствии с соотношением сил демпфирования и инерции, как следует из
:
Рис. 1.1. Отклик инструмента первого порядка.
– система с избыточным демпфированием –
, где конечный показатель
приближается к
экспоненциально с одной стороны
.
– система с недостаточным демпфированием
– где указатель ap-
достигает позиции
, соответствующей окончательному считыванию
, проходит ее, а
совершает ряд колебаний os-
вокруг нее
перед тем, как остановиться.
Рис. 1.2. Ответ инструмента второго порядка.
– система с критическим демпфированием – где движение стрелки апериодично, но быстрее, чем в случае
системы с избыточным демпфированием.
Во всех этих случаях время отклика определяется пересечением одной (или двух) линий
, окружающих линию конечной индикации на расстоянии, равном допустимому значению динамической погрешности
, с кривой отклика прибора.
1.4.7.
Повторяемость.
Это способность измерительного прибора давать одно и то же значение
каждый раз, когда измерение заданной величины повторяется.
Любой процесс измерения, осуществляемый с использованием данного прибора и метода измерения
, подвержен большому количеству источников вариаций, таких как изменения окружающей среды, вариативность работы оператора
и параметров прибора. Повторяемость характеризуется разбросом показаний
при многократном измерении одной и той же величины.Дисперсия
описывается двумя предельными значениями или стандартным отклонением.
Необходимо указать условия, при которых проверяется повторяемость.
1.4.8.
Смещение.
Характеристика меры или измерительного прибора – давать показания
значения измеряемой величины, среднее значение которой отличается от истинного значения этой величины. Ошибка смещения
возникает из-за алгебраического суммирования всех систематических ошибок, влияющих на показание прибора
.Источниками погрешности являются неправильная юстировка прибора, постоянная установка,
нелинейных ошибок, погрешности материальных мер и т. Д.
1.4.9.
Неточность.
Это общая погрешность меры или измерительного прибора при определенных условиях использования
, включая погрешности смещения и повторяемости.
Погрешность определяется двумя предельными значениями, полученными путем добавления и вычитания из ошибки смещения
предельного значения ошибки повторяемости.
Если известные систематические ошибки исправлены, остающаяся неточность связана со случайными
ошибками и остаточными систематическими ошибками, которые также имеют случайный характер.
Эта неточность называется «неопределенностью измерения».
1.4.10.
Класс точности.
Измерительные приборы подразделяются на классы точности
в соответствии с их метрологическими свойствами. На практике используются два метода классификации приборов
по классам точности.
1. Класс точности может быть выражен просто порядковым номером класса, который дает представление о
, но не дает прямого указания на точность (например, блочные калибры класса точности 0,1, 2 и т. Д.).
2. Класс точности выражается числом, указывающим максимально допустимую погрешность
как% возраст наивысшего показания, выдаваемого прибором (например, прибор с классом точности 0,2
и максимальной производительностью 0-100 будет иметь максимально допустимую погрешность). погрешность ± 0.2 в любой точке
шкалы инструмента.
1.4.11.
Точность и аккуратность.
Оба этих термина связаны с измерительным прибором
, который использует точные весы в соответствии со стандартными весами. В этом случае важна точность шкалы
, и она должна быть изготовлена так, чтобы ее единицы измерения соответствовали набору стандартных единиц
.
Различие между точностью и аккуратностью станет очевидным из следующего примера
(показанного на рис.1.3), в котором выполняется несколько измерений компонента различными типами инструментов
и результаты отображаются на графике.
Из рис. 1.3, очевидно, что точность связана с процессом или набором из
измерений, а не с одним измерением. В любом наборе измерений отдельные измерения
разбросаны относительно среднего, а точность говорит нам о том, насколько хорошо разные измерения
, выполненные одним и тем же прибором на одном и том же компоненте, согласуются друг с другом.Следует понимать, что
плохая повторяемость – верный признак плохой точности. Хорошая повторяемость прибора
является необходимым, но не достаточным условием хорошей точности. Точность может быть найдена как
, извлекая из среднего квадрата повторяемости и систематической ошибки, т.е.
Ошибка
– это разница между средним значением набора показаний одного и того же компонента и истинным значением
. Чем меньше погрешность, тем точнее прибор. Поскольку истинное значение никогда не известно, появляется неопределенность
, и величина ошибки должна оцениваться другими способами.Оценка
неопределенности процесса измерения может быть сделана путем учета систематических и постоянных ошибок,
и других вкладов в неопределенность из-за разброса результатов относительно среднего.
Таким образом, везде, где требуется высокая точность при производстве сопрягаемых компонентов, они производятся
на одном заводе, где измерения проводятся по одним и тем же стандартам, а внутренняя точность измерения
позволяет достичь желаемых результатов. Если они должны производиться на разных заводах
и впоследствии собираться на другом, важна точность измерения двух заводов с истинным стандартным значением
.
1.4.12.
Точность.
В механическом контроле точность измерения является наиболее важным аспектом
. Точность инструмента – это его способность давать правильные результаты. Поэтому
лучше понять различные факторы, которые влияют на него и на которые он влияет. Точность
измерения в некоторой степени также зависит от слуха, осязания или зрения
, т.е.g., в определенном инструменте пропорции подразделений должны оцениваться по
зрению; конечно, в некоторых случаях может использоваться нониусное устройство, чтобы
заменить «оценку пропорции» на «распознавание совпадения». В некоторых приборах точность считывания
зависит от распознавания порогового эффекта, то есть от того, находится ли указатель
«просто движется» или «просто не движется».
Одно можно сказать наверняка: нет ничего лучше абсолютной или идеальной точности, и не существует
ни одного прибора, который мог бы сказать нам, получили мы это или нет.Такие фразы, как «совершенно точно»
или «совершенно точно» становятся бессмысленными и имеют лишь относительную ценность. Другими словами, никакое измерение
не может быть абсолютно правильным; и всегда есть некоторая погрешность, величина которой зависит от точности
и конструкции используемого измерительного оборудования и навыков оператора, использующего его,
и от метода, принятого для измерения. В некоторых приборах точность зависит от
распознавания порогового эффекта. В некоторых инструментах пропорция подразделений должна быть оценена в
единиц.В таких случаях за точность отвечает умение оператора, Parallax также очень распространен
, и о нем можно позаботиться, установив зеркало под указателем. Как метод измерения
влияет на точность, может быть реализовано при измерении угла с помощью синусоиды, т.е. могут возникнуть большие ошибки
, когда синусоида предназначена для измерения больших углов. Аппаратура и методы
должны быть спроектированы так, чтобы ошибки в окончательных результатах были небольшими по сравнению с ошибками в реальных измерениях –
сделанных измерений.Оборудование, выбранное для конкретного измерения, должно иметь какое-то отношение к желаемой точности результата
, и, как правило, следует использовать прибор, который может быть считан до следующего десятичного знака
сверх того, который требуется при измерении, т. Е. если требуется измерение
с точностью до 0,01 мм, то для
следует использовать прибор с точностью до 0,001 мм.
Когда делаются попытки достичь более высокой точности в измерительных приборах, они
становятся все более чувствительными.Но прибор не может быть более точным, чем допускается степенью чувствительности
, при этом чувствительность определяется как отношение изменения показаний прибора к
изменению измеряемой величины. Можно понять, что степень чувствительности прибора
не обязательно одинакова во всем диапазоне его показаний. Еще одно важное соображение
для достижения более высокой точности состоит в том, что показания, полученные для данного количества, должны быть
одинаковыми все время, т.е.е. другими словами, показания должны быть последовательными. Высокочувствительный прибор
не обязательно соответствует своим показаниям, и ясно, что несовместимый прибор
не может быть точнее в большей степени, чем его непостоянство. Также следует помнить, что диапазон измерения
обычно уменьшается с увеличением увеличения, и инструмент
может больше зависеть от колебаний температуры и больше зависеть от навыков использования.
Таким образом, можно сказать, что высокоточный прибор обладает как большей чувствительностью
, так и стабильностью.Но в то же время чувствительный и последовательный инструмент не обязательно должен иметь точность
, потому что эталон, по которому откалиброван его масштаб, может быть неправильным. (Это
, конечно, предполагается, что всегда существует инструмент, точность которого выше
того, который нас интересует). В таком приборе ошибки будут постоянными при любом заданном показании
и, следовательно, его можно будет откалибровать.
Совершенно очевидно, что более высокая точность может быть достигнута путем включения в инструмент увеличительных устройств
, и эти увеличивающие устройства несут с собой свои собственные неточности,
e.g., в оптической системе система линз может искажать луч различными способами, и успех системы
зависит от точности, с которой система линз может создавать увеличенные изображения
и т. д. В механической системе вводятся ошибки из-за изгиба рычагов, люфта в шарнирах
, инерции движущихся частей, погрешностей резьбы винтов и т. д. Вероятно, неправильный геометрический дизайн
также может внести ошибки. Принимая многие меры предосторожности, мы можем сделать эти ошибки
чрезвычайно маленькими, но чем меньше мы пытаемся их сделать, тем больше усложняется наша задача
, и с этим увеличивающимся усложнением, тем больше количество возможных источников ошибок, которые
мы должны позаботиться о.Таким образом, чем выше точность, тем большее количество источников
ошибок необходимо исследовать и контролировать. Что касается инструментальных погрешностей, то их можно свести к минимуму
. Постоянные или известные источники ошибок могут быть определены с помощью
более совершенных приборов, и прибор может быть соответствующим образом откалиброван. Переменные или неизвестные
источники ошибок приводят к тому, что истинное значение находится в пределах плюс-минус отклонения от наблюдаемого значения
и не может быть привязано более точно.Однако точный измерительный прибор
должен удовлетворять следующим требованиям:
(i) Он должен обладать необходимой и постоянной точностью.
(ii) По возможности, ошибки должны быть устранены с помощью юстировки
внутри самого прибора.
(iii) Должен быть известен каждый важный источник неточности.
(iv) Если ошибка не может быть устранена, ее следует делать как можно меньше.
(v) Если ошибка не может быть устранена, она должна иметь возможность измерения с помощью самого прибора
, и прибор должен быть откалиброван соответствующим образом.
(vi) По мере возможности должен соблюдаться принцип подобия, т.е. измеряемая величина
должна быть аналогична той, которая используется для калибровки прибора. Кроме того,
операций измерения, выполняемых на эталоне и на неизвестном, должны быть настолько идентичными, насколько это возможно, и
при одинаковых физических условиях (температура окружающей среды и т. Д. И с использованием одинаковых процедур
во всех отношениях как для калибровки, так и для измерения). .
В некоторых приборах точность выражается в процентах от полного отклонения шкалы, т.е.е.
процентов от максимального показания прибора. Таким образом, при более низких показаниях в диапазоне точность
может быть очень низкой. Диапазон таких инструментов должен быть выбран правильно, чтобы измеренное значение
находилось примерно на 70-90% от полного диапазона.
Точность измерения важна на всех этапах разработки продукта: от исследований до разработки и проектирования
, производства, испытаний и оценки, обеспечения качества, стандартизации, онлайн-контроля
, оценки эксплуатационных характеристик, оценки надежности и т. Д.
Последнее слово в связи с точностью состоит в том, что точность, к которой мы стремимся, то есть, скажем,
, усилия, которые мы предпринимаем, чтобы избежать ошибок при производстве и при измерении этих ошибок во время проверки
, должны зависеть от самой работы и от характера того, что требуется, то есть
мы должны быть уверены, хотим ли мы такой точности, и затраты на ее достижение будут компенсированы
той целью, для которой это требуется.
1.4.13.
Точность и стоимость
. Основной целью метрологии должно быть обеспечение требуемой точности
при наиболее экономичных затратах. Точность измерительной системы включает элементы
, такие как:
(a) калибровочных стандартов,
(b) измеряемая деталь,
(c) измерительные приборы
(d) Человек или инспектор, выполняющий измерения и
(c) Влияние окружающей среды.
Вышеупомянутое расположение и анализ пяти основных элементов метрологии может быть объединено
в сокращение SWIPE для удобства:
S = стандарт, W = деталь, / = инструмент, P = человек и E = окружающая среда.
Более высокая точность может быть достигнута только в том случае, если все источники ошибок из-за вышеупомянутых пяти элементов
в измерительной системе будут проанализированы и приняты меры для их устранения. Здесь сделана попытка
обобщить различные факторы, влияющие на эти пять элементов.
1. Standard.lt может быть подвержен влиянию окружающей среды (тепловое расширение), стабильность в течение
времени, эластичные свойства, геометрическая совместимость и место использования.
2. Сама деталь может быть подвержена влиянию окружающей среды, чистоты, состояния поверхности, упругих свойств
, геометрической истинности, расположения опор, наличия определяющих данных и т. Д.
3. На инструмент могут влиять гистерезис, люфт, трение, ошибка дрейфа нуля, деформация
при обращении или использовании тяжелых деталей, недостаточное усиление, ошибки в устройстве усиления, ошибки калибровки
, стандартные ошибки, правильность геометрического соотношения заготовка и стандарт
, надлежащее функционирование управления контактным давлением, механические части (направляющие, направляющие или движущиеся элементы
) работают эффективно, адекватность повторяемости и т. д.
4. Личные ошибки могут быть многочисленными и в основном из-за неправильного обучения использованию и обращению, навыкам
, чувству точности и признательности за точность, правильному выбору инструмента, отношению к
и достижению личной точности и т. Д.
5. Окружающая среда оказывает большое влияние. На это может повлиять температура; тепловые эффекты расширения
из-за теплового излучения от света, нагрев компонентов солнечным светом и людьми,
выравнивание температуры работы, инструмента и эталона; окружение; вибрации; освещение;
градиентов давления (влияют на оптические измерительные системы) и т. Д.
Проектирование измерительных систем включает в себя надлежащий анализ
соотношения затрат и точности, и общие характеристики
стоимости и точности выглядят так, как показано
на рис. 1.4.
Из графика видно, что цена на
растет экспоненциально с точностью. Если измеренная величина соответствует допуску (т. Е. Допустимому отклонению в измеренной величине
), цель точности должна составлять 10%
или немного меньше допуска. В некоторых случаях из-за технологических ограничений
точность может составлять 20% от допуска
; потому что требование слишком высокой точности может привести к тому, что
сделает измерение ненадежным.На практике желаемое отношение точности к допуску
определяется путем рассмотрения таких факторов, как стоимость измерения по сравнению с качеством и критерия надежности продукта
.
1.4.14.
Увеличение.
Человеческие ограничения или неспособность читать инструменты накладывают
предел чувствительности инструментов. Увеличение (или усиление) сигнала от измерительного прибора
может сделать его более читаемым.Увеличение возможно на механическом, пневматическом, оптическом, электрическом принципах
или их комбинациях.
Увеличение с помощью механических средств – самый простой и экономичный метод.
Различные методы механического увеличения основаны на принципах рычага, клина, зубчатого колеса
и т. Д.
В случае увеличения методом клина увеличение равно tan 8, где 6 – угол клина
.
Метод механического увеличения обычно группируется с другими типами увеличения
, чтобы объединить их достоинства.
Оптическое увеличение основано на принципе отражения при наклоне зеркала или на проекционной технике
. В случае отражения зеркалом угловое увеличение равно 2, потому что
отраженный луч наклонен на удвоенный угол наклона зеркала. При использовании двухзеркальной системы достигается четырехкратное увеличение
раз.
В случае оптического рычажного увеличения различные характеристики испытуемого образца устанавливаются на экране проектора с использованием опорных линий в качестве точки отсчета.В
таких системах возможно очень большое увеличение.
Пневматический метод увеличения идеально подходит для внутренних измерений. Он предлагает лучшую надежность и стабильность
. Возможны очень большие увеличения (до 30 000: 1). Методы электрического увеличения
обладают преимуществами лучшего управления величиной увеличения
, быстрой реакцией, большим диапазоном линейности и т. Д. Электрическое увеличение основано на изменении индуктивности или емкости
, которое измеряется мостом Уитстона.
Электронный метод увеличения более надежен и точен. Электронные методы
идеально подходят для обработки сигналов, а именно. усиление, фильтрация, проверка сигнала, определение верхнего и нижнего пределов
, автокалибровка, телеметрия дистанционного управления и т. д.
1.4.15.
Повторяемость.
Повторяемость – наиболее важная фабрика в любой измерительной системе
, поскольку это характеристики измерительной системы, посредством которых повторные испытания идентичных входов для
измеренного значения производят одинаковый отображаемый выходной сигнал системы.
Он определяется как способность измерительной системы воспроизводить выходные показания, когда к ней последовательно, при одинаковых условиях и в одном направлении
применяется одно и то же значение измеряемой величины
. Это может быть выражено либо как максимальная разница между выходными показаниями, либо как
«в пределах… процентов полной шкалы выхода».
Повторяемость – единственная характеристическая ошибка, которую нельзя откалибровать вне измерительной системы
. Таким образом, повторяемость становится ограничивающим фактором в процессе калибровки, тем самым ограничивая
общую точность измерения.Фактически, повторяемость – это минимальная погрешность при сравнении измеряемой величины и эталона
.
1.4.16.
Неопределенность.
Это диапазон измеренного значения, в котором истинное значение
измеренной величины, вероятно, будет находиться на заявленном уровне достоверности. Его можно рассчитать, если известно стандартное отклонение для торговли или совокупности
, или его можно оценить на основе стандартного отклонения
, рассчитанного на основе конечного числа наблюдений, имеющих нормальное распределение.
1.4.17.
Уровни уверенности.
Это мера степени надежности, с которой могут быть выражены результаты
измерения. Таким образом, если u – неопределенность в измеренной величине x при уровне достоверности 98%
, то вероятность того, что истинное значение будет находиться между x + u и x – u, составляет 98%. Таким образом, на
, измеряющем эту величину большое количество раз, 98% значений будут лежать между x + u
и x – u.
1.4.18.
Калибровка.
Калибровка любой измерительной системы очень важна для получения
значимых результатов. В случае, если сенсорная система и измерительная система различны, то необходимо выполнить калибровку
системы как единого целого, чтобы учесть ошибку
, определяющую свойства каждого компонента. Калибровка обычно выполняется путем регулировки
таким образом, чтобы считывающее устройство вырабатывало нулевой выходной сигнал для входа нулевой измеряемой величины, и аналогично
должно отображать выходной сигнал, эквивалентный входному известному измеряемому значению, рядом с входным значением полной шкалы.
Важно, чтобы любая калибровка измерительной системы проводилась в условиях окружающей среды,
максимально приближенных к тем условиям, в которых должны производиться реальные измерения
.
Также важно, чтобы эталонный измеренный вход был известен с гораздо большей точностью
– обычно эталон калибровки для системы должен быть по крайней мере на порядок на
более точным, чем желаемая точность системы измерения, т.е.е. коэффициент точности
10: 1.
1.4.19.
Калибровка и сертификация
. Калибровка – это процесс проверки размеров.
и допуски манометра, или точность измерительного прибора, сравнивая его с аналогичным прибором / манометром
, который был сертифицирован как эталон известной точности. Калибровка выполняется
, выявляя и корректируя любые неточности прибора, чтобы привести их в допустимые пределы
.Калибровка выполняется в течение определенного периода времени в зависимости от использования прибора и материалов
, из которых изготовлены его детали. Размеры и допуски прибора / манометра проверяются до
, чтобы определить, отклонился ли он от ранее принятого сертифицированного состояния. Если вылет
в пределах, вносятся исправления. Если ухудшение доходит до такой степени, что требования не могут быть удовлетворены более чем на
, тогда прибор / калибр можно понизить и использовать в качестве приблизительной проверки, или он может быть переработан и повторно сертифицирован, или списан.Если манометр используется часто, он потребует более частого обслуживания
и более частой калибровки. Сертификация
проводится перед использованием прибора / манометра, а затем для повторной проверки того, был ли
переработан, чтобы он снова соответствовал его требованиям. Сертификация выдается путем сравнения с эталонным стандартом
, калибровка которого прослеживается до принятого национального стандарта. Кроме того, такие эталоны
должны быть сертифицированы и откалиброваны как эталоны не более чем за шесть месяцев
до использования.
1.4.20.
Чувствительность и читаемость.
Термины «чувствительность» и «читаемость»
часто путают с точностью и точностью. Чувствительность и читаемость в первую очередь связаны с оборудованием
, в то время как точность и точность связаны с процессом измерения. Необязательно, чтобы наиболее чувствительное или наиболее читаемое оборудование давало наиболее точные или наиболее точные результаты
.
Чувствительность относится к способности измерительного устройства обнаруживать небольшие различия в измеряемой величине
.Может случиться так, что прибор с высокой чувствительностью может привести к дрейфу из-за теплового
или других эффектов, так что его показания могут быть менее воспроизводимыми или менее точными, чем показания прибора
с более низкой чувствительностью.
Читаемость относится к восприимчивости измерительного прибора к преобразованию его показаний
в значащее число. Микрометрический прибор можно сделать более читаемым, если использовать нониус
. Очень мелкие линии могут сделать шкалу более читаемой при использовании микроскопа, но
для невооруженного глаза читаемость плохая.
1.4.21.
Неопределенность измерения.
Каждый раз, когда значение физической величины определяется
в процессе измерения, процессу измерения присущи некоторые ошибки
, и это только наилучшее оценочное значение физической величины, полученное из данных экспериментальных
данных. Таким образом, количественная оценка измеряемой величины с помощью любого процесса измерения имеет значение
только в том случае, если значение величины, измеренной с использованием надлежащей единицы измерения, сопровождается
общей неопределенностью измерения.Он состоит из двух компонентов, возникающих из-за случайных ошибок и
систематических ошибок. Неопределенность измерения может быть определена как часть выражения
, являющегося результатом измерения, в котором указывается диапазон значений, в котором, по оценке, находится истинное значение, или, если подходит
, условное истинное значение. В случаях, когда имеется адекватная информация
, основанная на статистическом распределении, оценка может быть связана с указанной вероятностью
. В других случаях может быть предоставлена альтернативная форма числового выражения степени уверенности
, которая должна быть добавлена к оценке.
1.4.22.
Случайная неопределенность и систематическая неопределенность.
Случайная неопределенность – это та часть неопределенности, которая составляет
при присвоении значения измеренной величины, которая возникает из-за случайных ошибок.
Значение случайной неопределенности получается путем умножения меры случайных ошибок
, которая обычно является стандартным отклонением, на определенный коэффициент t \ Коэффициент’t ’зависит от размера выборки
и уровня достоверности.Систематическая неопределенность – это та часть неопределенности, которая составляет
из-за систематических ошибок и не может быть экспериментально определена, если не изменить оборудование и условия окружающей среды
. Он получается подходящим сочетанием всех систематических ошибок
, возникающих из-за различных компонентов измерительной системы.
Необходимо понимать разницу между систематической неопределенностью и поправкой.
Сертификат калибровки прибора показывает соответствие между его показанием
и величиной, которую он, скорее всего, измерит.Разница между ними – поправка, которая должна применяться неизменно
. Тем не менее, будет некоторое сомнение в значении указанной поправки
. Это сомнение количественно выражается как точность или общая неопределенность при присвоении
значения указанной поправке и будет одним из компонентов систематической неопределенности этого прибора
. Например, в случае шкалы метра расстояние между отметкой
от нуля и 1000 мм может быть задано как 1000.025 ± 0,005 мм. Тогда 0,025 мм – это поправка, а 0,005
мм – составляющая систематической погрешности шкалы счетчика.
1.4.23.
Прослеживаемость.
Это концепция установления действительной калибровки измерительного прибора или эталона
путем пошагового сравнения с лучшими эталонами до принятого или указанного стандарта
. В целом концепция прослеживаемости подразумевает возможную ссылку на
, соответствующий национальному или международному стандарту.
1.4.24.
Исходное значение.
Заданное значение величины, на которую сделана ссылка, например,
, чтобы определить значение ошибки как долю этого заданного значения.
Точность, прецизионность приборов и погрешности измерений – Учебный материал для IIT JEE
- Кинематика и вращательное движение
ПРЕДЛАГАЕМАЯ ЦЕНА: рупий.636
- Просмотр подробностей
Введение в ошибку
Измерение – основное требование почти любого научного эксперимента и теории.Будь то изучение единиц и размеров тела или изучение глубоких теорий электричества и магнетизма, нам нужны измерения во всем, чтобы понять основные концепции, лежащие в основе этого. Каждое измерение включает некоторую форму неопределенности в эксперименте.
Например, . Предположим, вы измеряете высоту здания, чтобы вычислить скорость объекта, когда он отбрасывается вертикально вверх в определенный момент, и инструмент, который вы используете для измерения здания, сломан или поврежден, тогда ваш ответ точно будет неправильным.Причина неправильного измерения – неточность прибора.
Неопределенности, возникающие при проведении эксперимента, называются ошибками. Обычно ошибки возникают в результатах наших экспериментов, так как каждое измеренное значение содержит ошибку. Очень важно исключить ошибки из наших результатов, чтобы они не создавали проблем в будущем. Природа ошибки основана на двух терминах, а именно на точности и точности.
Точность
Изображение 1: Разница между точностью и точностью
Точность определяется как близость измеренного значения к стандартному значению .Предположим, вы взвесили ящик и отметили 3,1 кг, но его известное значение составляет 9 кг, тогда ваше измерение неточно.
Точность инструментов
Изображение 2: Пример точности и точности
Точность определяется как близость двух или более измеренных значений друг к другу. Предположим, вы взвесили один и тот же ящик пять раз и получили близкие результаты, такие как 3,1, 3,2, 3,22, 3,4, и 3.0 , тогда ваши измерения точны.
Помните: Точность и Прецизионность – два независимых термина. Вы можете быть очень точными, но неточными, или наоборот.
Единицы измерения вращаются вокруг точности , и точности , , поэтому мы находим показания нашего эксперимента в десятичной форме.
Типы ошибок
Изображение 3: Систематическая ошибка может возникать двумя способами
Обычно ошибки бывают двух типов:
Систематические ошибки
Случайные ошибки
Систематические ошибки
Ошибки, возникающие только в одном направлении, называются Систематическими ошибками .Направление может быть положительным или отрицательным, но не одновременно. Систематическая ошибка также известна как повторяющаяся ошибка , поскольку она возникает из-за оборудования по умолчанию и неправильного экспериментального оборудования. Эти ошибки возникают, если устройство, которое используется для измерения, неправильно откалибровано. Вот некоторые источники систематических ошибок:
Инструментальные ошибки: Ошибки, возникающие из-за неточности инструмента, называются инструментальными ошибками.Инструментальная ошибка возникает по следующим причинам:
Если прибор неправильно сконструирован и неточен
Неправильная калибровка прибора
Если чешуя стерлась по краям или где-то сломалась
Если прибор выдает неправильные показания вместо фактических
Примеры
Если маркировка термометра откалибрована неправильно, допустим, 108 ° C вместо 100 ° C, тогда он называется An Instrumental Error
Если измерительная шкала стерлась на конце
Если атмосферное давление 1 бар и прибор показывает 1.5 тактов, значит опять инструментальная ошибка
В штангенциркуле с нониусом, если 0 на основной шкале не совпадает с нулем на шкале Вернье, то это инструментальная ошибка, поскольку штангенциркуль с нониусом не соответствует своей конструкции.
Несовершенство техники: Если эксперимент не проводится в соответствии с надлежащими инструкциями или окружающие физические условия не постоянны, то это приводит к несовершенству технических ошибок.Эти ошибки возникают из-за:
При неправильном использовании прибора
При несоблюдении инструкций по правилам эксперимента
Если окружающая среда не соответствует внешним физическим условиям
Если методика неточная
Пример
- Если поместить термометр под подмышку, а не язык, температура всегда будет ниже, чем у тела, так как техника использования термометра неправильная
Персональные ошибки: Эти ошибки возникают из-за неправильной настройки оборудования, отсутствия навыков наблюдения в эксперименте и основаны только на небрежности человека.Личные ошибки зависят от пользователя или студента, проводящего эксперимент, и не имеют ничего общего с настройками прибора.
Пример
- Для измерения высоты объекта, если ученик неправильно поставит голову, это может привести к параллаксу и показания будут неправильными.
Как уменьшить систематические ошибки?
Систематические ошибки можно преуменьшить с помощью:
Улучшение экспериментальной техники путем проведения эксперимента в соответствии с руководящими принципами и мерами предосторожности эксперимента
Используя правильные, точно точные инструменты и отправляя старые изношенные инструменты на техническое обслуживание
Больше концентрации во время проведения эксперимента, чтобы избежать глупых ошибок при снятии показаний измерения
По возможности устранение личных ошибок и безопасное хранение приборов после эксперимента
Случайные ошибки
Случайные ошибки не фиксируются по общим периметрам и зависят от измерений к измерениям.Вот почему они называются случайными ошибками, поскольку они случайны по своей природе. Случайные ошибки также определяются как колебания статистических показаний из-за ограничений точности прибора. Случайные ошибки возникают из-за:
Пример
Мы можем только уменьшить количество случайных ошибок и не можем полностью их устранить, поскольку они непредсказуемы и не исправлены по своей природе, как систематические ошибки.
Ошибка наименьшего счета
Изображение 4: Все измерительные приборы имеют наименьшее значение .
Наименьшее значение, которое может быть измерено в приборе, называется Наименьшее значение счетчика прибора . Наименьшее количество определяет основную часть измерения и встречается как в случайных, так и в систематических ошибках
Наименьшая ошибка счета зависит от разрешения прибора. Наименьшую ошибку подсчета можно рассчитать, если мы знаем наблюдения и наименьшее количество инструментов. В приведенной ниже таблице показано наименьшее количество некоторых инструментов.
| Инструмент | Наименьшее количество |
| Штангенциркуль | 0.01 см |
| Сферометр | 0,001 см |
| Микрометр | 0,0001 см |
Мы используем высокоточные инструменты, чтобы улучшить технику экспериментов, тем самым уменьшив ошибку подсчета. Чтобы уменьшить наименьшую ошибку подсчета, мы проводим эксперимент несколько раз и берем среднее арифметическое всех наблюдений. Среднее значение всегда почти близко к фактическому значению измерения.
Абсолютная ошибка
Абсолютная ошибка определяется как разность между точным значением и приблизительным значением соответствующих показаний . Он показывает, насколько далек результат измерения от его истинного значения. В качестве примера предположим, что мы проводим эксперимент, в котором показания: 1 , 2 , 3 , 4 , 5 …. до n и общее количество наблюдений «n»,
Тогда среднее значение измерения можно рассчитать как:
a среднее значение = a 1 + a 2 + a 3 + ………….+ а n / n
Абсолютная ошибка обозначается обозначением | Δa | , а ошибки в отдельных измерениях можно рассчитать как:
Δa 1 = a среднее – a 1
Δa 2 = среднее значение – a 2
Δa 3 = a среднее – a 3
……. ……… ..…
Δa n = a среднее – a n
Помните, что Δa может быть положительным или отрицательным знаком, но всегда будет фокусироваться на его величине.Кроме того, среднее арифметическое всех абсолютных ошибок является окончательным средним абсолютных ошибок эксперимента.
Δa среднее = Δa 1 + Δa 2 + Δa 3 + …………… .. + Δa n / n
Во-вторых, обратите внимание, что значение всегда находится между средним значением – Δa средним и средним значением + Δa средним. Математически диапазон измеряемого значения «а» равен
a среднее – Δa среднее среднее + Δa среднее
Простыми словами Абсолютная погрешность = Фактическое значение – Приблизительное значение
Относительная ошибка
Относительная погрешностьопределяется как отношение средней абсолютной ошибки Δa , среднее значение , к среднему значению a , среднее значение величины, измеренной в эксперименте.Вместо абсолютной ошибки мы используем относительную ошибку, так как становится проще вычислить ошибки и сделать необходимые приближения.
Относительная ошибка = Δa среднее / a среднее
Пример
Если фактическое значение величины 50, а измеренное значение 49,8. Затем вычислите в нем абсолютную погрешность и относительную погрешность.
У нас есть среднее значение , = 50 (среднее значение , и фактическое значение – одно и то же)
Измеренное значение = 49.8
Абсолютная ошибка = Фактическое значение – Измеренное значение
= 50 – 49,8
= 0,2
Относительная погрешность = 0,2 / 50 = 0,4%
Ошибка в процентах
Изображение 5: Формулы для вычисления процентной ошибки
Когда мы умножаем относительную ошибку на 100, мы получаем ошибку в процентах. Поскольку величина относительной погрешности очень мала, нам становится удобно записывать ее в процентах.Математически
Ошибка в процентах = относительная ошибка × 100
Ошибка в процентах = Δa среднее / a среднее × 100
Комбинация ошибок
Когда мы проводим физический эксперимент, нам приходится иметь дело с рядом ошибок. Ошибки могут быть в форме сложения или вычитания или могут быть в форме деления или умножения. В примере давление определяется как сила на единицу площади, и затем, если есть некоторая ошибка в силе и площади, есть вероятность, что будет ошибка и в давлении.Как теперь вычислить эту ошибку? Есть два способа вычисления комбинированных ошибок:
Ошибка суммы или разницы
Ошибка в произведении или частном
Ошибка при возведении измеряемой величины в степень
Ошибка суммы или разницы
Допустим, две физические величины A и B имеют фактические значения как A ± ΔA и B ± ΔB, тогда ошибка в их сумме C может быть рассчитана как
C = A + B, тогда максимальная ошибка в C будет
ΔC = ΔA + ΔB, для разницы также используйте ту же формулу.Помните, что когда две величины складываются или вычитаются, абсолютная ошибка в окончательном ответе всегда будет суммой отдельных абсолютных ошибок.
Пример
Длина двух шкал дается как l 1 = 20 см ± 0,5 см и l 2 = 30 см ± 0,5 см, тогда окончательная длина путем сложения длины обеих шкал будет равна 50 см ± 1 см
Ошибка продукта или частного
Когда две величины делятся или умножаются, относительная ошибка в окончательном ответе выражается как сумма относительной ошибки каждой величины
Предположим, что A и B – две величины, с абсолютной ошибкой ΔA и ΔB, а C – произведение A и B, то есть C = AB, тогда относительная ошибка в C может быть рассчитана как:
ΔC / C = ΔA / A + ΔB / B
Пример
Масса вещества составляет 100 ± 5 г, а объем составляет 200 ± 10 см. 3 , тогда относительная погрешность плотности будет суммой процентной погрешности в массе, которая составляет 5/100 × 100 = 5%, и погрешности в процентах. в объеме, который составляет 10/200 × 100 = 5%, что составляет 10%.
Ошибка при увеличении измеряемой величины до некоторой степени
Относительная ошибка физической величины, возведенная в степень «s», может быть вычислена умножением «s» на относительную ошибку физической величины.
Предположим, что существует величина S = A 2 , где A – любая измеряемая величина, тогда относительная погрешность S будет выражаться как:
ΔS / S = 2ΔA / A
Общая формула для определения относительной погрешности в таких случаях может быть записана как:
Предположим, что S = A x B y C z, , затем
ΔS / S = x ΔA / A + y ΔB / B + z ΔC / C
Пример
Относительная ошибка в S = A 3 B 4 C 2 , будет записана как,
ΔS / S = 3ΔA / A + 4ΔB / B + 2 ΔC / C
Посмотрите это видео для получения дополнительной информации
Дополнительная информация
Точность, прецизионность приборов и погрешности измерений
Особенности курса
- 731 Видео-лекции
- Примечания к редакции
- Документы за предыдущий год
- Ментальная карта
- Планировщик обучения
- Решения NCERT
- Обсуждение Форум
- Тестовая бумага с видео-решением
.
ZBL U5700 Автоматический измерительный прибор Ультразвуковой измерительный прибор | |
ZBL-U5700 Автоматический измерительный прибор Ультразвуковой измерительный прибор
1. Область применения
Многоканальный ультразвуковой детектор арматуры серии ZBL-U5 является идеальным устройством для метода передачи акустических волн через отверстия. Этот прибор специально разработан для проверки целостности свайного фундамента с использованием метода передачи акустических волн и волн и содержит уникальную многоканальную функцию самоизлучения / самоприема.Он также позволяет проводить полнопрофильные испытания бетонных свай с помощью всего одного подъема (заделаны 3 или 4 трубы для акустических испытаний), что делает процесс обнаружения более эффективным и простым.
2. Характеристики
- Тестирование 3 или 6 профилей на подъемник, скорость подъема> 300 контрольных точек в минуту.
- Усиления и задержки регулируются для любого канала в любое время, что обеспечивает точность и надежность данных.
- Отображение информации обо всех 6 профилях на одном экране, что позволяет четко определить качество всей сваи арматуры.
- Функция интерактивной справки в режиме реального времени упрощает работу.
- Поставляемое программное обеспечение разработано специально для полевых работ; удобно и эффективно.
- Горизонтальное испытание, испытание под наклоном, повторное испытание и многорежимное испытание с более мелкими приращениями позволяют точно идентифицировать дефекты ствола сваи.
- Встроенный массовый SSD (твердотельный диск) и массовая литиевая батарея идеально подходят для работы в полевых условиях.
- Флеш-накопитель обеспечивает прямую передачу данных; удобно и просто.
- Профессиональное программное обеспечение для анализа и обработки, генерирует и распечатывает отчеты об испытаниях;
- Прочный и прочный кейс для переноски, водонепроницаемый, влаго- и пыленепроницаемый.
3. основная конфигурация
ZBL-U5700 039002Переходник шкива трубы | Штатив | Радикальный преобразователь |