Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання




НазваНу «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання
Сторінка1/12
Дата17.12.2013
Розмір0.88 Mb.
ТипЛекція
nauch.com.ua > История > Лекція
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
НУ «ЛП»

ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИМІРЮВАННЯ та ПРИЛАДИ

Лекція 1
Основні відомості про вимірювання
Технологічні вимірювання – галузь науки і техніки, яка вивчає методи та прилади, що реалізують ці методи, які застосовуються для одержання інформації про хід технологічних процесів.

Під вимірюванням розуміють процес прийняття та перетворення інформації про вимірювану величину з метою отримання кількісного результату, порівняння його з прийнятою шкалою або одиницею вимірювання у формі, яка найбільш зручна для подальшого застосування.

Вимірюванням називається процес знаходження дослідним шляхом, з допомогою спеціальної технічних засобів, співвідношення між вимірюваною величиною і деяким її значенням прийнятим за одиницю порівняння.

Число, яке виражає співвідношення вимірюваної величини до одиниці вимірювання називається числовим значенням вимірюваної величини.



Xвимірювана величина; q числове значення вимірюваної величини; qUрезультат вимірювання.
Лекція 2
Засоби вимірювань і їхні основні елементи
Засоби вимірювань являють собою сукупність технічних засобів, які застосовують при різних вимірюваннях і мають нормовані метрологічні властивості. Тобто відповідають вимогам метрології по одиницях і точності вимірів, надійності і відтворюваності одержаних результатів, а також вимогам щодо розмірів і конструкції.

Основними засобами вимірювання є міри, вимірювальні прилади, вимірювальні перетворювачі, вимірювальні системи.

Мірою називається засіб вимірювання, який призначений для відтворення фізичної величини заданого розміру (гиря – одиниця маси, температурна лампа – міра яскравості, тощо).

^ Вимірювальним приладом або просто приладом називають засіб вимірювання, який призначений для формування сигналу про вимірювану інформацію (електричні, пневматичні, гідравлічні сигнали), у формі, яка доступна для безпосереднього сприйняття спостерігачем. По формі видачі інформації прилади діляться на:

  • аналогові, покази яких є неперервною функцією вимірюваної величини;

  • цифрові, покази яких є дискретними і подаються в цифровій формі.

Для сучасних приладів цей поділ досить умовний, бо аналогові величини перетворюються у цифрові і навпаки, по декілька разів в одному приладі.

^ Вимірювальний перетворювач – це засіб вимірювань, який призначений для формування сигналу про вимірювальну інформацію, у зручному вигляді для передачі і подальшому перетворенні, обробці і зберіганню, але не для безпосереднього спостереження за вимірюваною величиною. Тобто вимірюваний перетворювач може не мати жодного індикатора або мати примітивний індикатор.

^ Первиний перетворювач (давач, датчик) – до нього безпосередньо підводиться вимірювана величина – це пристрій, який стоїть першим у вимірюваному колі і сприймає інформацію про вимірюваний параметр (термометр опору, опір якого залежить від температури, звужуючий пристрій на потоці рідини, по перепаду тиску на якому визначають витрату). Первинні перетворювачі класифікують найчастіше по виду контрольованої величини (первинні перетворювачі температури, тиску, витрати, рівня, густини). Можуть бути і інші класифікації, наприклад, по принципу дії, по характеру вихідного сигналу (електричні, пневматичні, цифрові, може бути окрема група – інтелектуальні або SMART-перетворювачі). Важлива характеристика первинного перетворювача – це вигляд функціональної залежності між змінами вимірюваної величини і вихідним сигналом(вживаються і інші терміни – функція перетворення, функція передачі). Бажано, щоб ця залежність була лінійною.

^ Проміжний перетворювач (нормуючий) – призначений для здійснення всіх необхідних перетворень сигналу, підсилення, лінеаризація, формування уніфікованого вихідного сигналу.

^ Вимірювальні системи – це засоби вимірювань, які являють собою функціонально об’єднанні вимірювальні прилади, вимірювальні перетворювачі і інші допоміжні засоби, які з’єднанні одним конструктивним виконанням.

^ Вторинний вимірювальний прилад (пристрій) – це засіб вимірювання, який призначений для роботи в комплекті з вимірювальним приладом (шкальні, без шкальні, деякі види первинних і проміжних перетворювачів), тобто, вторинний прилад може працювати з уніфікованими сигналами всіх діапазонів зміни, з термометрами опору, термопарами.

По способу відліку вимірювані прилади діляться на показуючі, записуючі, комбіновані, інтегруючі.

^ Показуючі прилади – це прилади, в яких значення вимірюваної величини в момент виміру вказується на пристрої відліку. Як пристрої відліку найчастіше застосовуються шкали або шкальні пристрої. Шкали технічних приладів градуюють у відмітках, які кратні до одиниці виміру.

Шкали діляться на: рухомі і не рухомі. По формі: прямолінійні, дугові, кругові рівномірні, кругові нерівномірні, профільні, барабанні шкали.

^ Початок шкали (нижня межа показу приладу) – це відмітка, яка відповідає найменшому значенню вимірюваної величини по даній шкалі.

Кінець шкали (верхня межа показу приладу) – це відмітка, яка відповідає найбільшому значенню вимірюваної величини.

^ Нуль шкали – це відмітка, яка відповідає нульовому значенню вимірюваної величини, може бути посередині (-5 ÷ +5) або зміщений (-5 ÷ +10).

В залежності від того де знаходиться нуль шкали, шкали діляться на:

  • односторонні (0 ÷ 50 °С);

  • двосторонні (-50 ÷ +50 °С);

  • безнулеві шкали (-100 ÷ +200 °С).

Поділка шкали – проміжок між осями або центрами двох сусідніх відміток. Однакові довжини поділок – для рівномірних шкал, а для нерівномірних шкал довжини поділок неоднакові.

^ Записуючі або реєструючі прилади – мають пристрій для автоматичної фіксації на паперовій стрічці біжучого значення вимірюваної величини в часі. Запис може бути у вигляді неперервної стрічки або віддруку числових значень результатів вимірювання.

^ Комбіновані прилади – прилади, які виконують одночасно декілька функцій, наприклад, покази, запис, сигналізацію, регулювання (двопозиційне).

Зсумовуючі або інтегруючі прилади – виконують функцію інтегрування по часу. Найбільш поширене – інтегрування витрати.

^ Робочі засоби – всі міри, прилади, перетворювачі, які призначені для практичних вимірювань. Вони діляться на засоби підвищеної точності (лабораторні) і технічні (з допомогою яких здійснюють промислове вимірювання).

^ Зразкові міри, вимірювальні прилади і перетворювачі – призначені для перевірки і градуювання на них робочих засобів.

Еталони – призначені для відтворення і зберігання одиниць вимірювання з найбільшою точністю, яка досягнена при даному рівні науки і техніки, а також для перевірки мір, приладів і перетворювачів вищого розряду.

Перевірка – операція порівняння показів, засобів вимірювань із зразковими, з метою визначення їх похибок або поправок до їхніх показів.

Градуювання – операція з допомогою якої поділкам шкали надають значення у встановлених одиницях вимірювання (зразкові пружинні манометри мають 100, 250, 400 поділок).

^ Поріг чутливості, чутливість – з курсу метрології.
Похибки вимірювальних приладів.

Похибка вимірювального приладу – відхилення результату вимірювань від істинного значення вимірюваної величини.

^ Абсолютна похибка – це різниця між показами приладу (хП) і істинним значенням вимірюваної величини (хІ).



Розмірність – одиниця вимірювання. Замість істинного значення вимірюваної величини вводять її дійсне значення (хо).

Лекція 3

Абсолютну похибку можна зводити до виходу приладу, тоді абсолютна похибка буде дорівнювати різниці між фактичним вихідним сигналом та ідеальним очікуваним сигналом.

^ Відносна похибка дорівнює відношенню абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної величини. Може бути розрахована у відсотках (*100%) і може бути розрахована, як по входу, так і по виходу.

^ Відносна зведена (приведена) похибка – це відношення абсолютної похибки до нормованого значення вимірюваної величини (може бути *100%, і розрахована, або по входу, або по виходу).

В залежності від специфіки приладу, вибраних засобів для перевірки, зручності обробки результатів можна задавати дійсні значення вимірювальної величини для точок, які ми вибрали (розрахували) для перевірки, фіксувати відповідні їм значення вихідної величини. Тоді розрахунок абсолютної, відносної, відносної зведеної похибок ведуть по вихідному сигналу.

Можна також задавати змінні значення вимірюваної величини і підганяти значення вихідного сигналу до очікуваних розрахованих (цілих) значень в перевіюваних точках. Тоді розрахунок абсолютної, відносної, відносної зведеної похибок ведуть по значеннях вхідного сигналу.

Все це були основні похибки, які були визначені в нормальних умовах.
Основні похибки подаються у вигляді:


  1. Абсолютна похибка:

  2. Відносна зведена похибка:

  3. Відносна похибка:

a, b, c, d – постійні розмірні і безрозмірні величини;

x – вимірювана величина без врахування знаку;

xk – кінцеве значення діапазону вимірювання;

xN – нормоване значення вимірюваної величини.
Можуть бути наступні залежності перелічених вище типів похибок:

  1. Абсолютна похибка постійна у всьому діапазоні вимірювання (відносна міняється від найменшого значення в кінці діапазону вимірювання до максимального на початку). Це є більшість простих приладів.

  2. Відносна похибка постійна у всьому діапазоні вимірювання (вантажно-поршневий манометр).

  3. Проміжна залежність.

Абсолютна похибка вираховується по певній формулі від вимірюваної величини.



Приклад: 0-100 В – діапазон (вольтметр магніто-електричної системи), ,

Δ = 1 В

- з такою похибкою поміряємо 50 В.

- з такою похибкою поміряємо 1 В.
Для деяких мікропроцесорних приладів, а також лічильників відносна похибка постійна (крива 3).

Для ряду приладів відносна похибка розраховується по формулі:



Приклад: у цифрових вольтметрах і міліамперметрах присутнє позначення 0.1/0.06 – це значення коефіцієнтів c і d.

Діапазон вимірювання 0 – 10 В, міряємо 5 В.

(крива 2)

Висновок: при вимірюваннях треба правильно вибирати діапазон вимірювання приладів. Не можна робити великих запасів по діапазону вимірювання, крім випадків, коли прилади бояться перевантажень (пружинні манометри).
^ Додаткові похибки.

Це похибки, які виникають при роботі приладів в умовах відмінних від нормальних.

Для приладів зараз нормують межі або границі допустимої основної зведеної похибки.

Залежність для додаткових похибок вказують в документах на прилади (наприклад, 0.1% на кожні 10°С). При перевірці їх не завжди визначають.

Є ще параметр “клас точності”, але зараз ним користуються значно менше.

^ Клас точності – це узагальнена характеристика засобу вимірювальної техніки (засобу вимірювань), що визначається границями його допустимих основної та додаткових похибок, а також іншими характеристиками, що впливають на його точність, значення яких регламентуються.

^ Адитивна похибка – похибка, яка має постійну величину, і не залежить від вимірювальної величини.

Мультиплікативна похибка – похибка, яка пропорційна до значення вимірюваної величини (зміна коефіцієнта функції перетворення приладу).


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Схожі:

Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання iconЛекція Методи вимірювання фізичних величин
Вимірювання можна характеризувати, враховуючи їхні різні ознаки. Якість отримуваних результатів значною мірою залежить від застосовуваних...
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання iconПлан Вимірювання лінійних та кутових розмірів Вимірювання товщини...
Лінійні та кутові переміщення, швидкості та приско­рення характеризують просторово-часовий стан об'єктів (матерії) од­ного щодо іншого,...
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання iconВимірювання електричного опору одинарним мостом постійного струму
...
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання iconЗатверджено
Прилади для вимірювання електричних величин та іонізуючих випромінювань (33. 20. 4)
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання iconТеорія та експеримент. Вимірювання. Похибка вимірювання. Фізичні...
Мета уроку: розглянути одиниці фізичних величин, пояснити як визначати похибки вимірювання І розглянути їх класифікацію
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання iconА закон про зорі; б вчення про планети; в вимірювання неба; г знання про Сонце
Складова частина астрономії, яка розв’язує проблеми вимірювання часу, розробляє методи визначення положення світил І відстаней до...
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання iconПрилади дозиметричного контроля
Прилади дозиметричного контроля іонізуючих випромінюваннь призначені для вимірювання потужності іонізуючих випромінюваннь (рівня...
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання icon1: «Кінематика»
Зародження І розвиток фізики як науки. Роль фізичного знання в житті людини. Методи наукового пізнання. Вимірювання. Оцінки похибок...
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання iconЛабораторна робота №13 вимірювання електричного опору одинарним мостом постійного струму
Мета роботи: вивчити особливості та методики вимірювання електричного опору одинарним мостом постійного струму, розрахунку елементів...
Ну «ЛП» технологічні вимірювання та прилади лекція 1 Основні відомості про вимірювання icon«прилади для вимірювання фізичних та хімічних величин»
Вкд та мтз, секретар комітету з конкурсних торгів пат “Укртранснафта” у м. Кременчук
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
nauch.com.ua
Головна сторінка