A nagy pontosságú eszközöket a modern társadalom életének és termelésének különböző területein használják. Speciális eszközök nélkül nem lennének űrrepülések, katonai és polgári felszerelések fejlesztése és még sok minden más. Az ilyen berendezések javítása meglehetősen nehéz. Ezért különféle vezérlő- és mérőműszereket használnak. Minőségüket az határozza meg, hogy a berendezés mennyire felel meg a rendeltetésének. A mérés megkönnyítése érdekében a mérőműszerek pontossági osztályait is alkalmazzák.
Mi a mértékegység?
Egy technológiai vagy természetes folyamat minden szakaszát bizonyos értékek jellemeznek: hőmérséklet, nyomás, sűrűség stb. Ezen paraméterek folyamatos figyelésével szabályozhatja, sőt korrigálhatja bármelyikakció. A kényelem kedvéért minden egyes folyamathoz szabványos mértékegységeket hoztak létre, például méter, J, kg stb. Ezek a következőkre oszlanak:
· Fő. Ezek rögzített és általánosan elfogadott mértékegységek.
· Koherens. Ezek más egységekhez kapcsolódó származékos termékek. Numerikus együtthatójuk eggyel egyenlő.
· Származékok. Ezeket a mértékegységeket alapmennyiségekből határozzák meg.
· Többszörösek és részszorosok. Úgy jön létre, hogy 10 alap- vagy tetszőleges egységgel megszorozzuk vagy osztjuk.
Minden iparágban van egy értékcsoport, amelyet folyamatosan használnak a folyamatok nyomon követésére és beállítására. A mértékegységek ilyen halmazát rendszernek nevezzük. A folyamatparamétereket speciális műszerek figyelik és ellenőrzik. Paramétereik beállítása a Nemzetközi Mértékegységrendszerrel történik.
Mérési módszerek és eszközök
A kapott érték összehasonlítása vagy elemzése érdekében kísérletsorozatot kell végezni. Számos általános módon hajtják végre:
· Közvetlen. Ezek olyan módszerek, amelyek során bármilyen értéket empirikusan kapunk. Ide tartozik a közvetlen értékelés, a nulla kompenzáció és a differenciálás. A közvetlen mérési módszerek egyszerűek és gyorsak. Például nyomásmérés szabványos műszerrel. Ugyanakkor a nyomásmérő pontossági osztálya lényegesen alacsonyabb, mint más tanulmányokban.
· Közvetett. Az ilyen módszerek bizonyos mennyiségek ismert vagy általánosan elfogadott alapján történő kiszámításán alapulnakparaméterek.
· Összesített. Olyan mérési módszerekről van szó, amelyek során nem csak számos egyenlet megoldásával, hanem speciális kísérletek segítségével is meghatározzák a kívánt értéket. Az ilyen vizsgálatokat leggyakrabban a laboratóriumi gyakorlatban alkalmazzák.
A mennyiségmérési módszerek mellett speciális mérőeszközök is léteznek. Ezek az eszközök a kívánt paraméter megtalálásához.
Mik azok a vizsgálóműszerek?
Valószínűleg minden ember életében legalább egyszer végzett valamilyen kísérletet vagy laboratóriumi kutatást. Manométereket, voltmérőket és egyéb érdekes eszközöket használtak ott. Mindenki a saját eszközét használta, de csak egy volt – a vezérlő, amellyel mindenki egyenlő volt.
Mint mindig - a mérési minőség pontossága érdekében minden eszköznek egyértelműen meg kell felelnie a megállapított szabványnak. Néhány hiba azonban nem kizárt. Ezért állami és nemzetközi szinten bevezették a mérőműszerek pontossági osztályait. Ők határozzák meg a számítások és mutatók megengedett hibáját.
Az ilyen eszközökhöz több alapvető vezérlési művelet is létezik:
· Teszt. Ezt a módszert a gyártási szakaszban hajtják végre. Minden eszközt gondosan ellenőriznek a minőségi előírások szempontjából.
· Ellenőrzés. Ugyanakkor a példaértékű műszerek leolvasását összehasonlítják a teszteltekkel. Egy laborban például minden eszközt kétévente tesztelnek.
Érettségi. Ez egy olyan művelet, amelyben a vizsgált műszer skálájának minden osztása megfelelő értéket kap. Általában ez történikpontosabb és rendkívül érzékeny eszközök.
A műszerek osztályozása
Mostantól rengeteg eszköz áll rendelkezésre az adatok és a mutatók ellenőrzésére. Ezért az összes műszer több fő jellemző szerint osztályozható:
1. A mért érték típusának megfelelően. Vagy megbeszélés alapján. Például nyomás, hőmérséklet, szint vagy összetétel, valamint halmazállapot mérése stb. Ugyanakkor mindegyiknek megvannak a saját minőségi és pontossági előírásai, például a mérők, hőmérők stb. pontossági osztálya.
2. Külső információszerzés útján. Itt jön egy összetettebb osztályozás:
- rögzítés - az ilyen eszközök függetlenül rögzítik az összes bemeneti és kimeneti adatot a későbbi elemzéshez;
- megjelenítés - ezek az eszközök lehetővé teszik a folyamatok változásainak kizárólagos megfigyelését;
- szabályozó - ezek az eszközök automatikusan a mért értékhez igazodnak;
- összefoglaló - itt tetszőleges időtartamot veszünk, és a készülék az érték teljes értékét mutatja a teljes időszakra vonatkozóan;
- jelzés - az ilyen eszközök speciális hang- vagy fényjelző rendszerrel vagy érzékelőkkel vannak felszerelve;
- összehasonlító - ezt a berendezést úgy tervezték, hogy bizonyos értékeket összehasonlítson a megfelelő mértékekkel.
3. Helyszín szerint. Tegyen különbséget a helyi és a távoli mérőeszközök között. Utóbbiak ugyanakkor lehetőséget kapnakbármilyen távolságra továbbítsa a fogadott adatokat.
A műszer jellemzői
Minden munka során emlékezni kell arra, hogy nem csak a működő eszközök, hanem a szabványos minták is ellenőrzés alá esnek. Minőségük egyszerre több mutatótól függ, például:
· Pontossági osztály vagy hibatartomány. Minden eszköz hajlamos hibázni, még a szabványok is. Az egyetlen különbség az, hogy a lehető legkevesebb hiba van a munkában. Nagyon gyakran az A pontossági osztályt használják itt.
· Érzékenység. Ez a mutató szög- vagy lineáris mozgásának és a vizsgált érték változásának aránya.
· Változat. Ez a megengedett különbség ugyanazon műszer ugyanazon körülmények között történő ismételt és tényleges leolvasása között.
· Megbízhatóság. Ez a paraméter az összes megadott jellemző megőrzését tükrözi egy bizonyos ideig.
· Tehetetlenség. Így jellemezhető a műszer leolvasásának és a mért értéknek némi időeltolódása.
A jó műszereknek olyan tulajdonságokkal is kell rendelkezniük, mint a tartósság, a megbízhatóság és a karbantarthatóság.
Mi a hibahatár?
A szakemberek tudják, hogy minden munkában vannak apró hibák. Különböző mérések elvégzésekor hibának nevezzük. Mindegyik a kutatás eszközeinek és módszereinek tökéletlenségéből és tökéletlenségéből adódik. Ezért minden berendezésnek megvan a maga pontossági osztálya, például 1 vagy 2 pontossági osztály.
Ugyanakkor a következő típusú hibákat különböztetjük meg:
· Abszolút. Ez a különbség a használt műszer és a referenciaeszköz azonos feltételek melletti teljesítménye között.
· Rokon. Az ilyen hibát közvetettnek nevezhetjük, mert ez a talált abszolút hiba aránya a megadott érték tényleges értékéhez.
· Relatív csökkentett. Ez egy bizonyos arány az abszolút érték és a használt műszer skálájának felső és alsó határa közötti különbség között.
Van egy besorolás a hiba jellege szerint is:
· Véletlenszerű. Az ilyen hibák minden rendszeresség és következetesség nélkül fordulnak elő. Gyakran különböző külső tényezők befolyásolják a teljesítményt.
· Szisztematikus. Az ilyen hibák egy bizonyos törvény vagy szabály szerint fordulnak elő. Megjelenésük nagyobb mértékben függ a műszer állapotától.
· Kisasszonyok. Az ilyen hibák élesen torzítják a korábban kapott adatokat. Ezek a hibák könnyen eltávolíthatók a megfelelő mérések összehasonlításával.
Mi az 5. fokozatú pontosság?
A modern tudomány egy speciális mérési rendszert fogadott el a speciális eszközökből nyert adatok egyszerűsítésére, valamint azok minőségének meghatározására. Ő határozza meg a beállítások megfelelő szintjét.
A mérőműszerek pontossági osztályai egyfajta általánosított jellemzők. Előírja a műszerek pontosságát befolyásoló különféle hibák és tulajdonságok határainak meghatározását. Ugyanakkor minden mérőműszertípusnak saját paraméterei és osztályai vannak.
A mérés pontossága és minősége szerint a legmodernebbA vezérlőeszközök a következő felosztásokkal rendelkeznek: 0, 1; 0,15; 0,2;0,25; 0,4; 0,5; 0,6; tíz; tizenöt; 20; 2, 5; 4, 0. Ebben az esetben a hibatartomány az alkalmazott műszerskálától függ. Például a 0–1000 °C értékű berendezéseknél ± 15 °C-os hibás mérések megengedettek.
Ha ipari és mezőgazdasági berendezésekről beszélünk, akkor ezek pontossága a következő osztályokra oszlik:
· 1-500 mm. Itt 7 pontossági osztályt használunk: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 és 5.
· 500 mm felett. A 7., 8. és 9. osztályt használják.
Ugyanakkor az egységgel rendelkező készülék lesz a legjobb minőség. Az 5. pontossági osztályt pedig főként különféle mezőgazdasági gépek, autó- és gőzmozdony épületek alkatrészeinek gyártásánál használják. Azt is érdemes megjegyezni, hogy két leszállása van: X₅ és C₅.
Ha számítástechnikáról beszélünk, például nyomtatott áramköri lapokról, akkor az 5. osztály a tervezés megnövekedett pontosságának és sűrűségének felel meg. Ebben az esetben a vezeték szélessége kisebb, mint 0,15, és a vezetékek és a fúrt furat élei közötti távolság nem haladja meg a 0,025-öt.
Államközi pontossági szabványok Oroszországban
Minden modern tudós saját rendszert keres a használt műszerek és a kapott adatok minőségének meghatározására. A mérések pontosságának általánosítása és rendszerezése érdekében államközi szabványokat fogadtak el.
Meghatározzák az eszközök osztályokba való felosztásának alapvető rendelkezéseit, az ilyen berendezésekre vonatkozó összes követelményt és a különböző metrológiai jellemzők szabványosítási módszereit. Pontossági osztályokA mérőműszereket speciális GOST 8.401-80 GSI határozza meg. Ezt a rendszert az OIML 34. számú nemzetközi ajánlása alapján vezették be 1981. július 1-től. Itt találhatók az általános rendelkezések, a hibák meghatározása és maguknak a pontossági osztályoknak a megjelölése konkrét példákkal.
A pontossági osztályok meghatározásának alapszabályai
Az összes mérőműszer minőségének és a kapott adatok helyes meghatározásához több alapvető szabály van:
· A pontossági osztályokat a használt berendezés típusának megfelelően kell kiválasztani;
· Több szabvány is használható különböző mérési tartományokhoz és mennyiségekhez;
· Csak egy megvalósíthatósági tanulmány határozza meg egy adott berendezés pontossági osztályainak számát;
· a méréseket a feldolgozási mód figyelembevétele nélkül hajtják végre. Ezek a szabványok a beágyazott számítástechnikai eszközzel rendelkező digitális műszerekre vonatkoznak;
· A mérési pontossági osztályok a meglévő kormányzati teszteredmények alapján vannak hozzárendelve.
Elektrodinamikai műszerek
Az ilyen eszközök közé tartoznak az ampermérők, wattmérők vagy voltmérők, valamint más eszközök, amelyek különféle mennyiségeket alakítanak át árammá. A helyes és stabil működésük érdekében a mérőberendezések speciális árnyékolását használják. Ez például a voltmérő pontossági osztályának növelése érdekében történik.
Ezen eszközök működési elve az, hogy a külső mágneses tér egyidejűleg egy mérőeszköz mezőjét növeli, ill.gyengíti a másik mezőjét. Ebben az esetben a teljes érték nem változik.
Az ilyen műszerek előnyei közé tartozik a megbízhatóság, a megbízhatóság és az egyszerűség. Egyenárammal és váltakozó árammal egyaránt működik.
A legjelentősebb hátránya pedig az alacsony pontosság és a nagy energiafogyasztás.
Elektrosztatikus műszerek
Ezek az eszközök a töltött elektródák kölcsönhatásának elvén működnek, amelyeket dielektrikum választ el egymástól. Szerkezetileg úgy néznek ki, mint egy lapos kondenzátor. Ugyanakkor a mozgó alkatrész mozgatásakor a rendszer kapacitása is változik.
A leghíresebbek közülük a lineáris és felületi mechanizmussal rendelkező eszközök. Kicsit más a működési elvük. A felületi mechanizmussal rendelkező eszközök esetében a kapacitás megváltozik az elektródák aktív területének ingadozása miatt. Ellenkező esetben a köztük lévő távolság fontos.
Az ilyen eszközök előnyei közé tartozik az alacsony fogyasztás, a GOST pontossági osztály, a meglehetősen széles frekvenciatartomány stb.
Hátránya a készülék alacsony érzékenysége, az árnyékolás szükségessége és az elektródák közötti meghibásodás.
Magnitoelektromos műszerek
Ez a legelterjedtebb mérőeszközök másik típusa. Ezeknek az eszközöknek a működési elve a mágnes és a tekercs mágneses fluxusának az árammal való kölcsönhatásán alapul. Leggyakrabban külső mágnessel és mozgatható kerettel ellátott berendezéseket használnak. Szerkezetileg három elemből állnak. Ez egy hengeres mag, egy külső mágnes ésmágneses mag.
E műszerek előnyei közé tartozik a nagy érzékenység és pontosság, az alacsony energiafogyasztás és a jó nyugtatás.
A bemutatott készülékek hátrányai közé tartozik a gyártás bonyolultsága, a tulajdonságaik időbeli megőrzésének képtelensége és a hőmérsékletre való érzékenység. Ezért például a nyomásmérő pontossági osztálya jelentősen csökken.
Más típusú műszerek
A fenti eszközökön kívül számos alapvető mérőműszer is létezik, amelyeket leggyakrabban használnak a mindennapi életben és a gyártásban.
Ez a felszerelés a következőket tartalmazza:
· Termoelektromos eszközök. Áramot, feszültséget és teljesítményt mérnek.
· Magnetoelektromos eszközök. Alkalmasak feszültség és villamos energia mennyiségének mérésére.
· Kombinált eszközök. Itt csak egy mechanizmust használnak több mennyiség egyidejű mérésére. A mérőműszerek pontossági osztályai ugyanazok, mint mindennél. Leggyakrabban egyen- és váltóárammal, induktivitással és ellenállással működnek.
