Dispozitivele de în altă precizie sunt folosite în diverse sfere ale vieții și producției societății moderne. Fără echipamente speciale, nu ar exista zboruri spațiale, dezvoltarea de echipamente militare și civile și multe altele. Este destul de dificil să reparați astfel de echipamente. Prin urmare, se folosesc diverse instrumente de control și măsură. Calitatea lor este determinată de nivelul de conformitate a acestui echipament cu scopul propus. Pentru a ușura măsurarea, se aplică și clasele de precizie ale instrumentelor de măsurare.
Care este unitatea de măsură?
Fiecare etapă a unui proces tehnologic sau natural este caracterizată de anumite valori: temperatură, presiune, densitate etc. Prin monitorizarea constantă a acestor parametri, puteți controla și chiar corecta oriceacțiune. Pentru comoditate, au fost create unități de măsură standard pentru fiecare proces specific, cum ar fi metru, J, kg etc. Acestea sunt împărțite în:
· Principal. Acestea sunt unități de măsură fixe și general acceptate.
· Coerent. Acestea sunt derivate legate de alte unități. Coeficientul lor numeric este egal cu unu.
· Derivate. Aceste unități de măsură sunt determinate din cantități de bază.
· Multipli și submultipli. Acestea sunt create prin înmulțirea sau împărțirea cu 10 unități de bază sau arbitrare.
În fiecare industrie există un grup de valori care sunt utilizate constant în procesele de monitorizare și ajustare. Un astfel de set de unități de măsură se numește sistem. Parametrii procesului sunt monitorizați și verificați prin instrumente speciale. Parametrii acestora sunt setați folosind Sistemul internațional de unități.
Metode și mijloace de măsurare
Pentru a compara sau analiza valoarea obținută ar trebui efectuate o serie de experimente. Acestea sunt realizate în mai multe moduri comune:
· Direct. Acestea sunt metode în care orice valoare este obținută empiric. Acestea includ evaluarea directă, compensarea zero și diferențierea. Metodele de măsurare directă sunt simple și rapide. De exemplu, măsurarea presiunii cu un instrument standard. În același timp, clasa de precizie a manometrului este semnificativ mai mică decât în alte studii.
· Indirect. Astfel de metode se bazează pe calcularea anumitor cantități din cunoscute sau general acceptateparametri.
· Cumulativ. Acestea sunt metode de măsurare în care valoarea dorită este determinată nu numai prin rezolvarea unui număr de ecuații, ci și cu ajutorul unor experimente speciale. Astfel de studii sunt cel mai des folosite în practica de laborator.
Pe lângă metodele de măsurare a cantităților, există și instrumente speciale de măsurare. Acestea sunt mijloacele de a găsi parametrul dorit.
Ce sunt instrumentele de testare?
Probabil, fiecare persoană a efectuat cel puțin o dată în viață un fel de experiment sau cercetare de laborator. Acolo au fost folosite manometre, voltmetre și alte dispozitive interesante. Fiecare își folosea propriul dispozitiv, dar a existat doar unul - cel de control, cu care toată lumea era egală.
Ca întotdeauna - pentru acuratețea calității măsurătorii, toate dispozitivele trebuie să respecte în mod clar standardul stabilit. Cu toate acestea, unele erori nu sunt excluse. Prin urmare, la nivel de stat și internațional au fost introduse clase de precizie ale instrumentelor de măsură. Prin aceștia se determină eroarea permisă în calcule și indicatori.
Există, de asemenea, câteva operații de control de bază pentru astfel de dispozitive:
· Test. Această metodă se realizează în etapa de producție. Fiecare dispozitiv este verificat cu atenție pentru standardele de calitate.
· Verificare. În același timp, citirile instrumentelor exemplare sunt comparate cu cele testate. Într-un laborator, de exemplu, toate dispozitivele sunt testate la fiecare doi ani.
Absolvere. Aceasta este o operație în care toate diviziunile scalei instrumentului testat primesc valorile corespunzătoare. De obicei, acest lucru se facedispozitive mai precise și foarte sensibile.
Clasificarea instrumentației
Acum există un număr mare de dispozitive cu care să verificați datele și indicatorii. Prin urmare, toate instrumentele pot fi clasificate în funcție de mai multe caracteristici principale:
1. După tipul valorii măsurate. Sau cu programare. De exemplu, măsurarea presiunii, a temperaturii, a nivelului sau a compoziției, precum și a stării materiei etc. În același timp, fiecare are propriile standarde de calitate și precizie, de exemplu, ca clasa de precizie a contoarelor, termometrelor etc.
2. Prin obținerea de informații externe. Iată o clasificare mai complexă:
- înregistrare - astfel de dispozitive înregistrează în mod independent toate datele de intrare și de ieșire pentru analize ulterioare;
- afișare - aceste dispozitive fac posibilă observarea exclusivă a modificărilor într-un proces;
- reglare - aceste dispozitive sunt ajustate automat la valoarea valorii măsurate;
- rezumat - aici este luată orice perioadă de timp și dispozitivul arată valoarea totală a valorii pentru întreaga perioadă;
- semnalizare - astfel de dispozitive sunt echipate cu un sistem special de avertizare sonoră sau luminoasă sau cu senzori;
- comparator - acest echipament este conceput pentru a compara anumite valoricu măsurile corespunzătoare.
3. După locație. Distingeți dispozitivele de măsurare locale și de la distanță. În același timp, cei din urmă au ocaziatransmiteți datele primite la orice distanță.
Caracteristicile instrumentației
În fiecare lucrare, trebuie reținut că nu numai dispozitivele de lucru, ci și mostrele standard sunt supuse verificării. Calitatea lor depinde de mai mulți indicatori simultan, cum ar fi:
· Clasa de precizie sau interval de eroare. Toate dispozitivele tind să greșească, chiar și standardele. Singura diferență este că există cât mai puține erori în lucrare. Foarte des, clasa de precizie A este folosită aici.
· Sensibilitate. Acesta este raportul dintre mișcarea unghiulară sau liniară a indicatorului și modificarea valorii investigate.
· Varianta. Aceasta este diferența permisă între citirile repetate și cele reale ale aceluiași instrument în aceleași condiții.
· Fiabilitate. Acest parametru reflectă păstrarea tuturor caracteristicilor specificate pentru un anumit timp.
· Inerție. Acesta este modul în care este caracterizat un anumit decalaj al citirilor instrumentului și al valorii măsurate.
De asemenea, instrumentele bune trebuie să aibă calități precum durabilitatea, fiabilitatea și mentenabilitatea.
Care este marja de eroare?
Specialistii stiu ca in orice lucrare exista mici greseli. Atunci când se efectuează diverse măsurători, acestea se numesc erori. Toate se datorează imperfecțiunii și imperfecțiunii mijloacelor și metodelor de cercetare. Prin urmare, orice echipament are propria sa clasă de precizie, de exemplu, 1 sau 2 clasă de precizie.
În același timp, se disting următoarele tipuri de erori:
· Absolut. Aceasta este diferența dintre performanța instrumentului utilizat și performanța dispozitivului de referință în aceleași condiții.
· Relativ. O astfel de eroare poate fi numită indirectă, deoarece acesta este raportul dintre eroarea absolută găsită și valoarea reală a valorii specificate.
· Relativ redus. Acesta este un anumit raport între valoarea absolută și diferența dintre limitele superioare și inferioare ale scalei instrumentului utilizat.
Există și o clasificare în funcție de natura erorii:
· Aleatoriu. Astfel de erori apar fără nicio regularitate sau consecvență. Adesea, diverși factori externi influențează performanța.
· Sistematic. Astfel de erori apar conform unei anumite legi sau reguli. Într-o măsură mai mare, aspectul lor depinde de starea instrumentării.
· Rasuri. Astfel de erori distorsionează brusc datele obținute anterior. Aceste erori sunt ușor de îndepărtat prin compararea măsurătorilor corespunzătoare.
Ce este precizia de gradul 5?
Știința modernă a adoptat un sistem special de măsurare pentru a eficientiza datele obținute de la dispozitive specializate, precum și pentru a determina calitatea acestora. Ea este cea care determină nivelul adecvat de setări.
Clasele de precizie ale instrumentelor de măsurare sunt un fel de caracteristică generalizată. Acesta prevede determinarea limitelor diferitelor erori și proprietăți care afectează precizia instrumentelor. În același timp, fiecare tip de instrumente de măsură are propriile parametri și clase.
După acuratețea și calitatea măsurătorilor, cea mai modernădispozitivele de control au următoarele diviziuni: 0, 1; 0,15; 0,2;0,25; 0,4; 0,5; 0,6; zece; cincisprezece; 20; 2, 5; 4, 0. În acest caz, intervalul de eroare depinde de scara instrumentului utilizat. De exemplu, pentru echipamente cu valori 0 - 1000 °C, sunt permise măsurători eronate de ± 15 °C.
Dacă vorbim despre echipamente industriale și agricole, atunci precizia lor este împărțită în următoarele clase:
· 1-500 mm. Aici sunt folosite 7 clase de precizie: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 și 5.
· Peste 500 mm. Sunt folosite clasele 7, 8 și 9.
În același timp, dispozitivul cu o unitate va avea cea mai în altă calitate. Și clasa a 5-a de precizie este utilizată în principal la fabricarea de piese pentru diverse mașini agricole, construcția de mașini și locomotive cu abur. De asemenea, este de remarcat faptul că are două aterizări: X₅ și C₅.
Dacă vorbim despre tehnologia computerizată, de exemplu, plăcile de circuite imprimate, atunci clasa 5 corespunde unei precizii și densității crescute a designului. În acest caz, lățimea conductorului este mai mică de 0,15, iar distanța dintre conductori și marginile găurii nu depășește 0,025.
Standarde de precizie interstatale în Rusia
Orice om de știință modern caută propriul sistem de determinare a calității instrumentelor folosite și a datelor obținute. Pentru a generaliza și a sistematiza acuratețea măsurătorilor, au fost adoptate standarde interstatale.
Ele definesc prevederile de bază pentru împărțirea dispozitivelor în clase, un set de toate cerințele pentru astfel de echipamente și metode de standardizare a diferitelor caracteristici metrologice. Clase de precizieinstrumentele de măsurare sunt stabilite prin GOST 8.401-80 GSI special. Acest sistem a fost introdus pe baza recomandării internaționale OIML nr. 34 din 1 iulie 1981. Aici sunt prezentate prevederi generale, definiția erorilor și desemnarea claselor de precizie în sine cu exemple specifice.
Dispoziții de bază pentru determinarea claselor de precizie
Pentru a determina corect calitatea tuturor instrumentelor de măsurare și a datelor rezultate, există câteva reguli de bază:
· Clasele de precizie trebuie selectate în funcție de tipul de echipament utilizat;
· Pot fi utilizate mai multe standarde pentru diferite domenii și cantități de măsurare;
· Doar un studiu de fezabilitate determină numărul de clase de precizie pentru un anumit echipament;
· măsurătorile sunt efectuate fără a lua în considerare modul de procesare. Aceste standarde se aplică instrumentelor digitale cu un dispozitiv de calcul încorporat;
· Clasele de precizie a măsurătorilor sunt atribuite pe baza rezultatelor testelor guvernamentale existente.
Instrumentație electrodinamică
Astfel de dispozitive includ ampermetre, wattmetre sau voltmetre și alte dispozitive care convertesc diferite cantități în curent. Pentru funcționarea lor corectă și stabilă, se utilizează ecranare specială a echipamentelor de măsurare. Acest lucru se face, de exemplu, pentru a crește clasa de precizie a unui voltmetru.
Principiul de funcționare al acestor dispozitive este că un câmp magnetic extern îmbunătățește simultan câmpul unui dispozitiv de măsurare șislăbește câmpul celuil alt. În acest caz, valoarea totală este neschimbată.
Avantajele unei astfel de instrumente includ fiabilitatea, fiabilitatea și simplitatea. Funcționează în mod egal atât cu DC, cât și cu AC.
Și cele mai semnificative dezavantaje sunt precizia scăzută și consumul mare de energie.
Instrumentație electrostatică
Aceste dispozitive funcționează pe principiul interacțiunii electrozilor încărcați, care sunt separați printr-un dielectric. Din punct de vedere structural, arată aproape ca un condensator plat. În același timp, la mutarea piesei mobile, se modifică și capacitatea sistemului.
Cele mai faimoase dintre ele sunt dispozitivele cu mecanism liniar și de suprafață. Au un principiu de funcționare ușor diferit. Pentru dispozitivele cu mecanism de suprafață, capacitatea se modifică din cauza fluctuațiilor în zona activă a electrozilor. În caz contrar, distanța dintre ele este importantă.
Avantajele unor astfel de dispozitive includ consumul redus de energie, clasa de precizie GOST, o gamă de frecvență destul de largă etc.
Dezavantajele sunt sensibilitatea scăzută a dispozitivului, nevoia de ecranare și o defecțiune între electrozi.
Instrumentație magnetoelectrică
Acesta este un alt tip de dispozitive de măsurare cele mai comune. Principiul de funcționare al acestor dispozitive se bazează pe interacțiunea fluxului magnetic al unui magnet și al unei bobine cu curentul. Cel mai adesea, se folosesc echipamente cu un magnet extern și un cadru mobil. Din punct de vedere structural, ele constau din trei elemente. Acesta este un miez cilindric, un magnet extern șimiez magnetic.
Avantajele acestor instrumente includ sensibilitate și precizie ridicate, consum redus de energie și o bună calmare.
Dezavantajele dispozitivelor prezentate includ complexitatea fabricației, incapacitatea de a-și menține proprietățile în timp și susceptibilitatea la temperatură. Prin urmare, de exemplu, clasa de precizie a unui manometru este redusă semnificativ.
Alte tipuri de instrumente
Pe lângă dispozitivele de mai sus, există mai multe instrumente de măsurare de bază, care sunt cel mai des folosite în viața de zi cu zi și în producție.
Un astfel de echipament include:
· Dispozitive termoelectrice. Măsoară curentul, tensiunea și puterea.
· Dispozitive magnetoelectrice. Sunt potrivite pentru măsurarea tensiunii și cantității de energie electrică.
· Dispozitive combinate. Aici, un singur mecanism este utilizat pentru a măsura mai multe cantități simultan. Clasele de precizie ale instrumentelor de măsurare sunt aceleași ca pentru toate. Cel mai adesea funcționează cu curent continuu și alternativ, inductanță și rezistență.
