Högprecisionsenheter används inom olika livssfärer och produktion av det moderna samhället. Utan specialutrustning skulle det inte finnas några rymdflygningar, utveckling av militär och civil utrustning och mycket mer. Det är ganska svårt att reparera sådan utrustning. Därför används olika styr- och mätinstrument. Deras kvalitet bestäms av graden av överensstämmelse med denna utrustning med dess avsedda syfte. För att underlätta mätningen tillämpas även noggrannhetsklasser för mätinstrument.
Vad är måttenheten?
Varje steg i en teknisk eller naturlig process kännetecknas av vissa värden: temperatur, tryck, densitet etc. Genom att ständigt övervaka dessa parametrar kan du kontrollera och till och med korrigera ev.handling. För enkelhetens skull har standardmåttenheter för varje specifik process skapats, såsom meter, J, kg, etc. De är indelade i:
· Huvudsaklig. Dessa är fasta och allmänt accepterade måttenheter.
· Sammanhängande. Dessa är derivat relaterade till andra enheter. Deras numeriska koefficient är lika med en.
· Derivat. Dessa måttenheter bestäms utifrån baskvantiteter.
· Multipler och submultiplar. De skapas genom att multiplicera eller dividera med 10 grundläggande eller godtyckliga enheter.
I varje bransch finns det en grupp värderingar som ständigt används i övervakning och justering av processer. En sådan uppsättning måttenheter kallas ett system. Processparametrarna övervakas och verifieras med speciell instrumentering. Deras parametrar ställs in med hjälp av International System of Units.
Metoder och mätmetoder
För att jämföra eller analysera det erhållna värdet bör en serie experiment utföras. De utförs på flera vanliga sätt:
· Direkt. Detta är metoder där vilket värde som helst erhålls empiriskt. Dessa inkluderar direkt utvärdering, noll ersättning och differentiering. Direkta mätmetoder är enkla och snabba. Till exempel mäta tryck med ett standardinstrument. Samtidigt är noggrannhetsklassen för tryckmätaren betydligt lägre än i andra studier.
· Indirekt. Sådana metoder är baserade på beräkning av vissa kvantiteter från kända eller allmänt accepteradeparametrar.
· Kumulativ. Dessa är mätmetoder där det önskade värdet bestäms inte bara genom att lösa ett antal ekvationer, utan också med hjälp av speciella experiment. Sådana studier används oftast i laboratoriepraxis.
Förutom metoder för att mäta mängder finns det även speciella mätinstrument. Dessa är sätten att hitta den önskade parametern.
Vad är testinstrument?
Förmodligen har varje person minst en gång i sitt liv genomfört någon form av experiment eller laboratorieforskning. Där användes manometrar, voltmetrar och andra intressanta apparater. Alla använde sin egen enhet, men det fanns bara en - kontrollenheten, som alla var lika med.
Som alltid - för noggrannheten av mätkvaliteten måste alla enheter klart överensstämma med den etablerade standarden. Vissa fel är dock inte uteslutna. Därför infördes på statlig och internationell nivå noggrannhetsklasser av mätinstrument. Det är av dem som det tillåtna felet i beräkningar och indikatorer bestäms.
Det finns också flera grundläggande kontrolloperationer för sådana enheter:
· Test. Denna metod utförs i produktionsstadiet. Varje enhet kontrolleras noggrant för kvalitetsstandarder.
· Kontrollerar. Samtidigt jämförs avläsningarna av exemplariska instrument med de som testats. I ett labb, till exempel, testas alla enheter vartannat år.
Examen. Detta är en operation där alla divisioner av skalan för instrumentet som testas ges lämpliga värden. Vanligtvis görs dettamer exakta och mycket känsliga enheter.
Klassificering av instrumentering
Nu finns det ett stort antal enheter för att kontrollera data och indikatorer. Därför kan all instrumentering klassificeras enligt flera huvuddrag:
1. Beroende på typen av mätvärde. Eller efter överenskommelse. Till exempel mätning av tryck, temperatur, nivå eller sammansättning, samt materiens tillstånd etc. Samtidigt har var och en sina egna kvalitets- och noggrannhetsnormer, till exempel som noggrannhetsklass för mätare, termometrar etc.
2. Genom att få extern information. Här kommer en mer komplex klassificering:
- inspelning - sådana enheter registrerar alla in- och utdata oberoende av varandra för efterföljande analys;
- visar - dessa enheter gör det möjligt att uteslutande observera förändringar i en process;
- reglering - dessa enheter justeras automatiskt till värdet för det uppmätta värdet;
- sammanfattande - här tas vilken tidsperiod som helst och enheten visar det totala värdet av värdet för hela perioden;
- signalering - sådana enheter är utrustade med ett speciellt ljud- eller ljusvarningssystem eller sensorer;
- komparator - den här utrustningen är utformad för att jämföra vissa värden med motsvarande mått.
3. Efter plats. Skilj mellan lokala och fjärrmätare. Samtidigt har de senare möjlighetenöverför mottagen data till valfritt avstånd.
Karakteristika för instrumentering
I varje arbete bör man komma ihåg att inte bara fungerande enheter utan även standardprover är föremål för verifiering. Deras kvalitet beror på flera indikatorer samtidigt, såsom:
· Noggrannhetsklass eller felintervall. Alla enheter tenderar att fela, även standarder. Den enda skillnaden är att det är så få fel i arbetet som möjligt. Mycket ofta används noggrannhetsklass A här.
· Känslighet. Detta är förhållandet mellan pekarens vinkel- eller linjära rörelse och förändringen i det undersökta värdet.
· Variation. Detta är den tillåtna skillnaden mellan upprepade och faktiska avläsningar av samma instrument under samma förhållanden.
· Tillförlitlighet. Den här parametern återspeglar bevarandet av alla specificerade egenskaper under en viss tid.
· Tröghet. Så här karakteriseras en viss tidsfördröjning av instrumentets avläsningar och det uppmätta värdet.
Bra instrumentering måste dessutom ha egenskaper som hållbarhet, tillförlitlighet och underhållsbarhet.
Vad är felmarginal?
Specialister vet att det finns små misstag i alla arbeten. När man utför olika mätningar kallas de för fel. Alla beror på ofullkomligheten och ofullkomligheten i forskningens medel och metoder. Därför har all utrustning sin egen noggrannhetsklass, till exempel 1 eller 2 noggrannhetsklass.
Samtidigt urskiljs följande typer av fel:
· Absolut. Detta är skillnaden mellan prestandan för instrumentet som används och prestanda för referensanordningen under samma förhållanden.
· Släkting. Ett sådant fel kan kallas indirekt, eftersom detta är förhållandet mellan det hittade absoluta felet och det faktiska värdet för det angivna värdet.
· Relativt reducerad. Detta är ett visst förhållande mellan det absoluta värdet och skillnaden mellan de övre och nedre gränserna för skalan för det instrument som används.
Det finns också en klassificering enligt felets natur:
· Slumpmässigt. Sådana fel uppstår utan någon regelbundenhet eller konsistens. Ofta är det olika externa faktorer som påverkar prestandan.
· Systematisk. Sådana fel uppstår enligt en viss lag eller regel. I större utsträckning beror deras utseende på instrumenteringens tillstånd.
· Missar. Sådana fel förvränger de tidigare erhållna uppgifterna kraftigt. Dessa fel kan enkelt tas bort genom att jämföra motsvarande mått.
Vad är grad 5 noggrannhet?
Modern vetenskap har antagit ett speciellt mätsystem för att effektivisera data som erhålls från specialiserade enheter, samt för att fastställa deras kvalitet. Det är hon som bestämmer den lämpliga nivån på inställningarna.
Noggrannhetsklasser för mätinstrument är en sorts generaliserad egenskap. Den tillhandahåller bestämning av gränserna för olika fel och egenskaper som påverkar instrumentens noggrannhet. Samtidigt har varje typ av mätinstrument sina egna parametrar och klasser.
Enligt noggrannheten och kvaliteten på mätningen, mest modernkontrollenheter har följande divisioner: 0, 1; 0,15; 0,2;0,25; 0,4; 0,5; 0,6; tio; femton; 20; 2, 5; 4, 0. I detta fall beror felomfånget på vilken instrumentskala som används. Till exempel, för utrustning med värden0 - 1000 °C, är felaktiga mätningar på ± 15 °C tillåtna.
Om vi talar om industri- och jordbruksutrustning, är deras noggrannhet indelad i följande klasser:
· 1-500 mm. 7 noggrannhetsklasser används här: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 och 5.
· Över 500 mm. Betyg 7, 8 och 9 används.
Samtidigt kommer enheten med en enhet att ha högsta kvalitet. Och den 5:e noggrannhetsklassen används främst vid tillverkning av delar till olika jordbruksmaskiner, bil- och ångloksbyggnad. Det är också värt att notera att den har två landningar: X₅ och C₅.
Om vi pratar om datorteknik, till exempel kretskort, så motsvarar klass 5 ökad noggrannhet och densitet i designen. I detta fall är ledarens bredd mindre än 0,15, och avståndet mellan ledarna och kanterna på det borrade hålet överstiger inte 0,025.
Interstate noggrannhetsstandarder i Ryssland
Alla moderna forskare letar efter sitt eget system för att bestämma kvaliteten på de instrument som används och de data som erhålls. För att generalisera och systematisera mätningarnas noggrannhet antogs mellanstatliga standarder.
De definierar de grundläggande bestämmelserna för att dela in enheter i klasser, en uppsättning av alla krav för sådan utrustning och metoder för att standardisera olika metrologiska egenskaper. Noggrannhetsklassermätinstrument är etablerade av speciell GOST 8.401-80 GSI. Detta system infördes på grundval av OIML:s internationella rekommendation nr 34 från den 1 juli 1981. Här finns allmänna bestämmelser, definitionen av fel och beteckningen av själva noggrannhetsklasserna med specifika exempel.
Grundläggande bestämmelser för att bestämma noggrannhetsklasser
För att korrekt bestämma kvaliteten på alla mätinstrument och de resulterande data finns det flera grundläggande regler:
· Noggrannhetsklasser bör väljas efter vilken typ av utrustning som används;
· Flera standarder kan användas för olika mätområden och kvantiteter;
· Endast en förstudie bestämmer antalet noggrannhetsklasser för en viss utrustning;
· mätningar utförs utan att ta hänsyn till bearbetningsläget. Dessa standarder gäller digitala instrument med en inbyggd datorenhet;
· Mätnoggrannhetsklasser tilldelas baserat på befintliga testresultat från myndigheter.
Elektrodynamisk instrumentering
Sådana enheter inkluderar amperemetrar, wattmätare eller voltmetrar och andra enheter som omvandlar olika mängder till ström. För korrekt och stabil drift används speciell skärmning av mätutrustning. Detta görs till exempel för att öka noggrannhetsklassen för en voltmeter.
Funktionsprincipen för dessa enheter är att ett externt magnetfält samtidigt förstärker fältet hos en mätenhet ochförsvagar den andres fält. I det här fallet är det totala värdet oförändrat.
Fördelarna med sådan instrumentering inkluderar tillförlitlighet, tillförlitlighet och enkelhet. Det fungerar lika med både DC och AC.
Och de viktigaste nackdelarna är låg noggrannhet och hög strömförbrukning.
Elektrostatisk instrumentering
Dessa enheter fungerar enligt principen om växelverkan mellan laddade elektroder, som är åtskilda av ett dielektrikum. Strukturellt ser de nästan ut som en platt kondensator. Samtidigt, när den rörliga delen flyttas, ändras också systemets kapacitet.
De mest kända av dem är enheter med linjär och ytmekanism. De har en lite annorlunda funktionsprincip. För enheter med ytmekanism ändras kapacitansen på grund av fluktuationer i elektrodernas aktiva område. Annars är avståndet mellan dem viktigt.
Fördelarna med sådana enheter inkluderar låg strömförbrukning, GOST-noggrannhetsklass, ett ganska brett frekvensområde, etc.
Nackdelarna är enhetens låga känslighet, behovet av skärmning och ett haveri mellan elektroderna.
Magnitoelektrisk instrumentering
Detta är en annan typ av de vanligaste mätenheterna. Funktionsprincipen för dessa enheter är baserad på interaktionen mellan magnetflödet hos en magnet och en spole med ström. Oftast används utrustning med en extern magnet och en rörlig ram. Strukturellt består de av tre element. Detta är en cylindrisk kärna, en extern magnet ochmagnetisk kärna.
Fördelarna med dessa instrument inkluderar hög känslighet och noggrannhet, låg strömförbrukning och bra lugnande.
Nackdelarna med de presenterade enheterna inkluderar komplexiteten i tillverkningen, oförmågan att behålla sina egenskaper över tid och känslighet för temperatur. Därför reduceras till exempel noggrannhetsklassen för en tryckmätare avsevärt.
Andra typer av instrumentering
Förutom ovanstående apparater finns det flera mer grundläggande mätinstrument som oftast används i vardagen och produktionen.
Sådan utrustning inkluderar:
· Termoelektriska enheter. De mäter ström, spänning och effekt.
· Magnetoelektriska enheter. De är lämpliga för att mäta spänning och mängd el.
· Kombinerade enheter. Här används endast en mekanism för att mäta flera kvantiteter samtidigt. Noggrannhetsklasserna för mätinstrument är desamma som för alla. Oftast arbetar de med lik- och växelström, induktans och resistans.
