Visoko natančne naprave se uporabljajo v različnih sferah življenja in proizvodnje sodobne družbe. Brez posebne opreme ne bi bilo vesoljskih poletov, razvoja vojaške in civilne opreme in še marsičesa. Takšno opremo je precej težko popraviti. Zato se uporabljajo različni kontrolni in merilni instrumenti. Njihova kakovost je določena s stopnjo skladnosti te opreme z predvidenim namenom. Za lažje merjenje se uporabljajo tudi razredi točnosti merilnih instrumentov.
Kakšna je merska enota?
Za vsako stopnjo tehnološkega ali naravnega procesa so značilne določene vrednosti: temperatura, tlak, gostota itd. S stalnim spremljanjem teh parametrov lahko nadzorujete in celo popravljate katero kolidejanje. Za udobje so bile ustvarjene standardne merske enote za vsak poseben proces, kot so meter, J, kg itd. Razdeljene so na:
· Glavni. To so fiksne in splošno sprejete merske enote.
· Skladno. To so izpeljanke, povezane z drugimi enotami. Njihov številčni koeficient je enak ena.
· Izvedeni finančni instrumenti. Te merske enote so določene iz osnovnih količin.
· Množniki in podmnožniki. Nastanejo z množenjem ali deljenjem z 10 osnovnih ali poljubnih enot.
V vsaki industriji obstaja skupina vrednot, ki se nenehno uporabljajo pri spremljanju in prilagajanju procesov. Takšen niz merskih enot se imenuje sistem. Parametri procesa se spremljajo in preverjajo s posebnimi instrumenti. Njihovi parametri so nastavljeni z uporabo mednarodnega sistema enot.
Metode in sredstva za merjenje
Za primerjavo ali analizo pridobljene vrednosti je treba izvesti vrsto poskusov. Izvajajo se na več običajnih načinov:
· Direktno. To so metode, pri katerih se katera koli vrednost pridobi empirično. Ti vključujejo neposredno vrednotenje, ničelno nadomestilo in diferenciacijo. Metode neposrednega merjenja so preproste in hitre. Na primer merjenje tlaka s standardnim instrumentom. Hkrati je razred točnosti manometra bistveno nižji kot v drugih študijah.
· Posredno. Takšne metode temeljijo na izračunu določenih količin iz znanih ali splošno sprejetihparametri.
· Kumulativno. To so merilne metode, pri katerih se želena vrednost določi ne le z reševanjem številnih enačb, ampak tudi s pomočjo posebnih poskusov. Takšne študije se najpogosteje uporabljajo v laboratorijski praksi.
Poleg metod merjenja količin obstajajo tudi posebni merilni instrumenti. To so načini za iskanje želenega parametra.
Kaj so testni instrumenti?
Verjetno je vsak človek vsaj enkrat v življenju opravil kakšen poskus ali laboratorijsko raziskavo. Tam so bili uporabljeni manometri, voltmetri in druge zanimive naprave. Vsak je uporabljal svojo napravo, a obstajala je le ena - kontrolna, kateri so bili vsi enakovredni.
Kot vedno - za natančnost kakovosti meritve morajo vse naprave jasno ustrezati uveljavljenemu standardu. Vendar pa nekatere napake niso izključene. Zato so bili na državni in mednarodni ravni uvedeni razredi točnosti merilnih instrumentov. Z njimi se določi dopustna napaka v izračunih in kazalcih.
Za takšne naprave obstaja tudi več osnovnih nadzornih operacij:
· Test. Ta metoda se izvaja v fazi proizvodnje. Vsaka naprava je skrbno preverjena glede na standarde kakovosti.
· Preverjanje. Hkrati se odčitki vzorčnih instrumentov primerjajo s testiranimi. V laboratoriju se na primer vse naprave testirajo vsaki dve leti.
Diploma. To je operacija, pri kateri se vsem delitvam lestvice preizkušanega instrumenta dodelijo ustrezne vrednosti. Običajno se to naredinatančnejše in visoko občutljive naprave.
Razvrstitev instrumentov
Zdaj obstaja ogromno naprav, s katerimi lahko preverjate podatke in indikatorje. Zato lahko vse instrumente razvrstimo glede na več glavnih značilnosti:
1. Glede na vrsto merjene vrednosti. Ali po dogovoru. Na primer merjenje tlaka, temperature, nivoja ali sestave, pa tudi agregatnega stanja itd. Hkrati ima vsak svoje standarde kakovosti in točnosti, na primer kot točni razred merilnikov, termometrov itd.
2. Na način pridobivanja zunanjih informacij. Tukaj je bolj zapletena klasifikacija:
- snemanje - takšne naprave samostojno beležijo vse vhodne in izhodne podatke za nadaljnjo analizo;
- prikaz - te naprave omogočajo izključno opazovanje sprememb v procesu;
- regulacija - te naprave se samodejno prilagodijo vrednosti izmerjene vrednosti;
- povzetek - tukaj se vzame poljubno časovno obdobje in naprava prikaže skupno vrednost vrednosti za celotno obdobje;
- signalizacija - takšne naprave so opremljene s posebnim zvočnim ali svetlobnim opozorilnim sistemom ali senzorji;
- primerjalnik - ta oprema je zasnovana za primerjavo določenih vrednostiz ustreznimi merami.
3. Po lokaciji. Razlikovati med lokalnimi in oddaljenimi merilnimi napravami. Hkrati imajo slednji možnostprenesite prejete podatke na poljubno razdaljo.
Značilnosti instrumentov
Pri vsakem delu je treba zapomniti, da niso samo delujoče naprave, ampak tudi standardni vzorci predmet preverjanja. Njihova kakovost je odvisna od več kazalnikov hkrati, kot so:
· Razred natančnosti ali obseg napak. Vse naprave so nagnjene k napakam, tudi standardi. Edina razlika je v tem, da je pri delu čim manj napak. Zelo pogosto se tukaj uporablja razred točnosti A.
· Občutljivost. To je razmerje med kotnim ali linearnim premikanjem kazalca in spremembo preiskovane vrednosti.
· Različica. To je dovoljena razlika med ponavljajočimi se in dejanskimi odčitki istega instrumenta pod enakimi pogoji.
· Zanesljivost. Ta parameter odraža ohranitev vseh določenih lastnosti za določen čas.
· Inercija. Tako je označeno nekaj časovnega zamika odčitkov instrumenta in izmerjene vrednosti.
Prav tako mora imeti dobra instrumentacija lastnosti, kot so vzdržljivost, zanesljivost in vzdržljivost.
Kaj je stopnja napake?
Strokovnjaki vedo, da so pri vsakem delu majhne napake. Pri izvajanju različnih meritev se imenujejo napake. Vse so posledica nepopolnosti in nepopolnosti raziskovalnih sredstev in metod. Zato ima vsaka oprema svoj razred točnosti, na primer 1 ali 2 razred točnosti.
Hkrati se razlikujejo naslednje vrste napak:
· Absolutno. To je razlika med zmogljivostjo instrumenta, ki se uporablja, in zmogljivostjo referenčne naprave pod enakimi pogoji.
· Relativno. Takšno napako lahko imenujemo posredna, ker to je razmerje med najdeno absolutno napako in dejansko vrednostjo podane vrednosti.
· Relativno znižano. To je določeno razmerje med absolutno vrednostjo in razliko med zgornjo in spodnjo mejo lestvice uporabljenega instrumenta.
Obstaja tudi razvrstitev glede na naravo napake:
· Naključno. Takšne napake se pojavljajo brez vsakršne pravilnosti ali doslednosti. Pogosto različni zunanji dejavniki vplivajo na uspešnost.
· Sistematično. Takšne napake nastanejo po določenem zakonu ali pravilu. Njihov videz je v večji meri odvisen od stanja instrumentov.
· Gospodične. Takšne napake močno izkrivljajo predhodno pridobljene podatke. Te napake je enostavno odstraniti s primerjavo ustreznih meritev.
Kaj je natančnost 5. stopnje?
Sodobna znanost je sprejela poseben merilni sistem za poenostavitev podatkov, pridobljenih iz specializiranih naprav, in za ugotavljanje njihove kakovosti. Ona je tista, ki določa ustrezno raven nastavitev.
Razredi točnosti merilnih instrumentov so nekakšna posplošena značilnost. Omogoča določanje mej različnih napak in lastnosti, ki vplivajo na natančnost instrumentov. Hkrati ima vsaka vrsta merilnih instrumentov svoje parametre in razrede.
Po natančnosti in kakovosti meritve najsodobnejšikrmilne naprave imajo naslednje delitve: 0, 1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; deset; petnajst; 20; 2, 5; 4, 0. V tem primeru je območje napake odvisno od uporabljene lestvice instrumenta. Na primer, za opremo z vrednostmi 0 - 1000 °C so dovoljene napačne meritve ± 15 °C.
Če govorimo o industrijski in kmetijski opremi, potem je njihova natančnost razdeljena v naslednje razrede:
· 1-500 mm. Tukaj je uporabljenih 7 razredov točnosti: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 in 5.
· Več kot 500 mm. Uporabljene so ocene 7, 8 in 9.
Hkrati bo naprava z enotnostjo imela najvišjo kakovost. In 5. razred točnosti se uporablja predvsem pri izdelavi delov za različne kmetijske stroje, avtomobile in parne lokomotive. Omeniti velja tudi, da ima dva pristanka: X₅ in C₅.
Če govorimo o računalniški tehnologiji, na primer o tiskanih vezjih, potem razred 5 ustreza povečani natančnosti in gostoti oblikovanja. V tem primeru je širina prevodnika manjša od 0,15, razdalja med vodniki in robovi izvrtane luknje pa ne presega 0,025.
Meddržavni standardi natančnosti v Rusiji
Vsak sodobni znanstvenik išče svoj sistem za ugotavljanje kakovosti uporabljenih instrumentov in pridobljenih podatkov. Za posplošitev in sistematizacijo točnosti meritev so bili sprejeti meddržavni standardi.
Opredeljujejo osnovne določbe za razdelitev naprav v razrede, nabor vseh zahtev za tovrstno opremo in metode za standardizacijo različnih meroslovnih značilnosti. Razredi natančnostimerilni instrumenti so določeni s posebnim GOST 8.401-80 GSI. Ta sistem je bil uveden na podlagi mednarodnega priporočila OIML št. 34 od 1. julija 1981. Tu so podane splošne določbe, opredelitev napak in poimenovanje samih razredov točnosti s posebnimi primeri.
Osnovne določbe za določanje razredov točnosti
Za pravilno določitev kakovosti vseh merilnih instrumentov in dobljenih podatkov obstaja več osnovnih pravil:
· Razrede natančnosti je treba izbrati glede na vrsto uporabljene opreme;
· Za različna merilna območja in količine je mogoče uporabiti več standardov;
· Samo študija izvedljivosti določa število razredov natančnosti za določeno opremo;
· meritve se izvajajo brez upoštevanja načina obdelave. Ti standardi veljajo za digitalne instrumente z vgrajeno računalniško napravo;
· Razredi merilne točnosti so dodeljeni na podlagi obstoječih rezultatov državnih testov.
Elektrodinamični instrumenti
Te naprave vključujejo ampermetre, vatmetre ali voltmetre in druge naprave, ki pretvarjajo različne količine v tok. Za njihovo pravilno in stabilno delovanje se uporablja posebna zaščita merilne opreme. To se naredi na primer za povečanje razreda točnosti voltmetra.
Načelo delovanja teh naprav je, da zunanje magnetno polje hkrati poveča polje ene merilne naprave inoslabi polje drugega. V tem primeru je skupna vrednost nespremenjena.
Prednosti takšnih instrumentov vključujejo zanesljivost, zanesljivost in preprostost. Deluje enako z DC in AC.
In najpomembnejše pomanjkljivosti so nizka natančnost in visoka poraba energije.
Elektrostatična instrumentacija
Te naprave delujejo na principu interakcije nabitih elektrod, ki so ločene z dielektrikom. Strukturno so videti skoraj kot ploščati kondenzator. Hkrati se pri premikanju gibljivega dela spreminja tudi zmogljivost sistema.
Najbolj znane med njimi so naprave z linearnim in površinskim mehanizmom. Imajo nekoliko drugačno načelo delovanja. Pri napravah s površinskim mehanizmom se kapacitivnost spreminja zaradi nihanj v aktivnem območju elektrod. Sicer je pomembna razdalja med njima.
Prednosti takšnih naprav vključujejo nizko porabo energije, razred natančnosti GOST, precej široko frekvenčno območje itd.
Slabosti so nizka občutljivost naprave, potreba po oklopu in okvara med elektrodama.
magnitoelektrični instrumenti
To je še ena vrsta najpogostejših merilnih naprav. Načelo delovanja teh naprav temelji na interakciji magnetnega toka magneta in tuljave s tokom. Najpogosteje se uporablja oprema z zunanjim magnetom in premičnim okvirjem. Strukturno so sestavljeni iz treh elementov. To je valjasto jedro, zunanji magnet inmagnetno jedro.
Prednosti teh instrumentov vključujejo visoko občutljivost in natančnost, nizko porabo energije in dobro pomiritev.
Slabosti predstavljenih naprav vključujejo zapletenost izdelave, nezmožnost ohranjanja svojih lastnosti skozi čas in občutljivost na temperaturo. Zato je na primer razred točnosti merilnika tlaka znatno zmanjšan.
Druge vrste instrumentov
Poleg zgornjih naprav obstaja še nekaj osnovnih merilnih instrumentov, ki se najpogosteje uporabljajo v vsakdanjem življenju in proizvodnji.
Ta oprema vključuje:
· Termoelektrične naprave. Merijo tok, napetost in moč.
· Magnetoelektrične naprave. Primerni so za merjenje napetosti in količine električne energije.
· Kombinirane naprave. Tukaj se uporablja samo en mehanizem za merjenje več količin hkrati. Razredi točnosti merilnih instrumentov so enaki kot pri vseh. Najpogosteje delujejo z enosmernim in izmeničnim tokom, induktivnostjo in uporom.
