Visoko precizni uređaji se koriste u različitim sferama života i proizvodnje modernog društva. Bez posebne opreme ne bi bilo svemirskih letova, razvoja vojne i civilne opreme i još mnogo toga. Takvu opremu je prilično teško popraviti. Stoga se koriste različiti kontrolni i mjerni instrumenti. Njihov kvalitet je određen stepenom usklađenosti ove opreme sa predviđenom namjenom. Radi lakšeg mjerenja primjenjuju se i klase tačnosti mjernih instrumenata.
Koja je mjerna jedinica?
Svaku fazu tehnološkog ili prirodnog procesa karakterišu određene vrednosti: temperatura, pritisak, gustina itd. Konstantnim praćenjem ovih parametara možete kontrolisati, pa čak i korigovati bilo kojiakcija. Radi praktičnosti, kreirane su standardne mjerne jedinice za svaki specifični proces, kao što su metar, J, kg, itd. Podijeljene su na:
· Glavni. Ovo su fiksne i opšte prihvaćene mjerne jedinice.
· Koherentan. To su derivati koji se odnose na druge jedinice. Njihov brojčani koeficijent je jednak jedan.
· Derivati. Ove mjerne jedinice su određene iz osnovnih veličina.
· Višestruki i podvišestruki. Nastaju množenjem ili dijeljenjem sa 10 osnovnih ili proizvoljnih jedinica.
U svakoj industriji postoji grupa vrijednosti koje se stalno koriste u praćenju i prilagođavanju procesa. Takav skup mjernih jedinica naziva se sistem. Parametri procesa se prate i verificiraju posebnim instrumentima. Njihovi parametri su postavljeni korišćenjem međunarodnog sistema jedinica.
Metode i sredstva mjerenja
Da bi se uporedila ili analizirala dobijena vrijednost, potrebno je provesti niz eksperimenata. Izvode se na nekoliko uobičajenih načina:
· Direktno. To su metode u kojima se bilo koja vrijednost dobiva empirijski. To uključuje direktnu evaluaciju, nultu kompenzaciju i diferencijaciju. Direktne metode mjerenja su jednostavne i brze. Na primjer, mjerenje tlaka standardnim instrumentom. Istovremeno, klasa tačnosti manometra je znatno niža nego u drugim studijama.
· Indirektno. Takve metode se zasnivaju na proračunu određenih količina iz poznatih ili opšteprihvaćenihparametri.
· Kumulativno. To su metode mjerenja u kojima se željena vrijednost određuje ne samo rješavanjem niza jednadžbi, već i uz pomoć posebnih eksperimenata. Ovakve studije se najčešće koriste u laboratorijskoj praksi.
Pored metoda mjerenja veličina, postoje i posebni mjerni instrumenti. Ovo su načini za pronalaženje željenog parametra.
Šta su testni instrumenti?
Vjerovatno je svaka osoba barem jednom u životu provela neku vrstu eksperimenta ili laboratorijskog istraživanja. Tu su korišteni manometri, voltmetri i drugi zanimljivi uređaji. Svako je koristio svoj uređaj, ali postojao je samo jedan - kontrolni, kojem su svi bili jednaki.
Kao i uvijek - za tačnost kvaliteta mjerenja, svi uređaji moraju jasno biti u skladu sa utvrđenim standardom. Međutim, nisu isključene neke greške. Stoga su na državnom i međunarodnom nivou uvedene klase tačnosti mjernih instrumenata. Po njima se utvrđuje dozvoljena greška u proračunima i pokazateljima.
Postoji i nekoliko osnovnih kontrolnih operacija za takve uređaje:
· Test. Ova metoda se provodi u fazi proizvodnje. Svaki uređaj je pažljivo provjeren za standarde kvaliteta.
· Provjeravam. U isto vrijeme, očitavanja primjernih instrumenata se upoređuju sa onima testiranim. U laboratoriji, na primjer, svi uređaji se testiraju svake dvije godine.
Graduation. Ovo je operacija u kojoj se svim dijelovima skale instrumenta koji se ispituje daju odgovarajuće vrijednosti. Obično se to radiprecizniji i visoko osjetljiviji uređaji.
Klasifikacija instrumentacije
Sada postoji ogroman broj uređaja sa kojima se provjeravaju podaci i indikatori. Stoga se svi instrumenti mogu klasificirati prema nekoliko glavnih karakteristika:
1. Prema vrsti izmjerene vrijednosti. Ili po dogovoru. Na primjer, mjerenje pritiska, temperature, nivoa ili sastava, kao i agregatnog stanja, itd. Istovremeno, svako ima svoje standarde kvaliteta i tačnosti, na primjer, kao klasa tačnosti mjerača, termometara itd.
2. Putem pribavljanja eksternih informacija. Evo složenije klasifikacije:
- snimanje - takvi uređaji samostalno snimaju sve ulazne i izlazne podatke za naknadnu analizu;
- prikaz - ovi uređaji omogućavaju isključivo praćenje promjena u procesu;
- regulacija - ovi uređaji se automatski prilagođavaju vrijednosti izmjerene vrijednosti;
- sumiranje - ovdje se uzima bilo koji vremenski period i uređaj prikazuje ukupnu vrijednost vrijednosti za cijeli period;
- signalizacija - takvi uređaji su opremljeni posebnim zvučnim ili svjetlosnim sistemom upozorenja ili senzorima;
- komparator - ova oprema je dizajnirana da uporedi određene vrijednostisa odgovarajućim mjerama.
3. Po lokaciji. Razlikovati lokalne i udaljene mjerne uređaje. Istovremeno, ovi drugi imaju prilikuprenijeti primljene podatke na bilo koju udaljenost.
Karakteristike instrumentacije
U svakom radu treba imati na umu da ne samo radni uređaji, već i standardni uzorci podliježu verifikaciji. Njihov kvalitet zavisi od nekoliko pokazatelja odjednom, kao što su:
· Klasa tačnosti ili opseg greške. Svi uređaji imaju tendenciju da greše, čak i standardi. Jedina razlika je u tome što je što manje grešaka u radu. Vrlo često se ovdje koristi klasa tačnosti A.
· Osjetljivost. Ovo je odnos ugaonog ili linearnog pomeranja pokazivača i promene u ispitivanoj vrednosti.
· Varijacija. Ovo je dozvoljena razlika između ponovljenih i stvarnih očitavanja istog instrumenta pod istim uslovima.
· Pouzdanost. Ovaj parametar odražava očuvanje svih specificiranih karakteristika za određeno vrijeme.
· Inercija. Ovako se karakteriše neko vremensko kašnjenje očitavanja instrumenta i izmerene vrednosti.
Takođe, dobra instrumentacija mora imati kvalitete kao što su izdržljivost, pouzdanost i mogućnost održavanja.
Šta je margina greške?
Specijalci znaju da u svakom poslu ima malih grešaka. Prilikom izvođenja različitih mjerenja nazivaju se greške. Sve su to posljedica nesavršenosti i nesavršenosti sredstava i metoda istraživanja. Stoga svaka oprema ima svoju klasu tačnosti, na primjer, 1 ili 2 klasu tačnosti.
U isto vrijeme razlikuju se sljedeće vrste grešaka:
· Apsolutno. Ovo je razlika između performansi instrumenta koji se koristi i performansi referentnog uređaja pod istim uslovima.
· Relativno. Takva greška se može nazvati indirektnom, jer ovo je omjer pronađene apsolutne greške i stvarne vrijednosti navedene vrijednosti.
· Relativno smanjeno. Ovo je određeni omjer između apsolutne vrijednosti i razlike između gornje i donje granice skale korištenog instrumenta.
Postoji i klasifikacija prema prirodi greške:
· Slučajno. Takve greške se javljaju bez ikakve regularnosti ili dosljednosti. Često različiti vanjski faktori utiču na performanse.
· Sistematično. Takve greške se dešavaju prema određenom zakonu ili pravilu. Njihov izgled u većoj mjeri zavisi od stanja instrumentacije.
· Misses. Takve greške oštro iskrivljuju prethodno dobijene podatke. Ove greške se lako uklanjaju poređenjem odgovarajućih mjerenja.
Šta je tačnost 5. razreda?
Moderna nauka usvojila je poseban sistem mjerenja kako bi pojednostavila podatke dobijene od specijalizovanih uređaja, kao i za određivanje njihovog kvaliteta. Ona je ta koja određuje odgovarajući nivo podešavanja.
Klase tačnosti mjernih instrumenata su neka vrsta generalizirane karakteristike. Omogućava određivanje granica različitih grešaka i svojstava koja utiču na tačnost instrumenata. Istovremeno, svaka vrsta mjernih instrumenata ima svoje parametre i klase.
Prema tačnosti i kvaliteti mjerenja, najmodernijiupravljački uređaji imaju sljedeće podjele: 0, 1; 0,15; 0,2;0,25; 0,4; 0,5; 0,6; deset; petnaest; 20; 2, 5; 4, 0. U ovom slučaju opseg greške zavisi od skale instrumenta koja se koristi. Na primjer, za opremu sa vrijednostima 0 - 1000 °C, dozvoljena su pogrešna mjerenja od ± 15 °C.
Ako govorimo o industrijskoj i poljoprivrednoj opremi, onda je njihova tačnost podijeljena u sljedeće klase:
· 1-500 mm. Ovdje se koristi 7 klasa tačnosti: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 i 5.
· Preko 500 mm. Koriste se ocjene 7, 8 i 9.
U isto vrijeme, uređaj sa jedinstvom će imati najviši kvalitet. A 5. klasa točnosti koristi se uglavnom u proizvodnji dijelova za razne poljoprivredne mašine, izgradnju automobila i parnih lokomotiva. Također je vrijedno napomenuti da ima dva doskoka: X₅ i C₅.
Ako govorimo o kompjuterskoj tehnologiji, na primjer, štampanim pločama, onda klasa 5 odgovara povećanoj preciznosti i gustoći dizajna. U ovom slučaju širina provodnika je manja od 0,15, a razmak između provodnika i ivica izbušene rupe ne prelazi 0,025.
Međudržavni standardi tačnosti u Rusiji
Svaki savremeni naučnik traži svoj sistem za određivanje kvaliteta upotrebljenih instrumenata i dobijenih podataka. Za generalizaciju i sistematizaciju tačnosti mjerenja usvojeni su međudržavni standardi.
Definišu osnovne odredbe za podelu uređaja na klase, skup svih zahteva za takvu opremu i metode za standardizaciju različitih metroloških karakteristika. Klase tačnostimjerni instrumenti su uspostavljeni posebnim GOST 8.401-80 GSI. Ovaj sistem je uveden na osnovu međunarodne preporuke OIML-a broj 34 od 1. jula 1981. godine. Ovdje su izložene opšte odredbe, definicija grešaka i oznaka samih klasa tačnosti sa konkretnim primjerima.
Osnovne odredbe za određivanje klasa tačnosti
Da biste ispravno odredili kvalitetu svih mjernih instrumenata i rezultirajućih podataka, postoji nekoliko osnovnih pravila:
· Klase tačnosti treba odabrati prema vrsti opreme koja se koristi;
· Višestruki standardi se mogu koristiti za različite mjerne opsege i količine;
· Samo studija izvodljivosti određuje broj klasa tačnosti za određenu opremu;
· mjerenja se vrše bez uzimanja u obzir načina obrade. Ovi standardi se odnose na digitalne instrumente sa ugrađenim računarskim uređajem;
· Klase tačnosti mjerenja se dodjeljuju na osnovu postojećih rezultata vladinih testova.
Elektrodinamička instrumentacija
Takvi uređaji uključuju ampermetre, vatmetre ili voltmetre i druge uređaje koji pretvaraju različite količine u struju. Za njihov ispravan i stabilan rad koristi se posebna zaštita mjerne opreme. Ovo se radi, na primjer, kako bi se povećala klasa tačnosti voltmetra.
Princip rada ovih uređaja je da vanjsko magnetsko polje istovremeno pojačava polje jednog mjernog uređaja islabi polje drugog. U ovom slučaju, ukupna vrijednost je nepromijenjena.
Prednosti takve instrumentacije uključuju pouzdanost, pouzdanost i jednostavnost. Podjednako radi i sa DC i AC.
A najznačajniji nedostaci su niska preciznost i velika potrošnja energije.
Elektrostatička instrumentacija
Ovi uređaji rade na principu interakcije naelektrisanih elektroda, koje su razdvojene dielektrikom. Strukturno, izgledaju gotovo kao ravni kondenzator. Istovremeno, prilikom pomeranja pokretnog dela menja se i kapacitet sistema.
Najpoznatiji od njih su uređaji sa linearnim i površinskim mehanizmom. Imaju malo drugačiji princip rada. Za uređaje s površinskim mehanizmom, kapacitivnost se mijenja zbog fluktuacija u aktivnom području elektroda. Inače, udaljenost između njih je važna.
Prednosti ovakvih uređaja uključuju nisku potrošnju energije, GOST klasu tačnosti, prilično širok raspon frekvencija, itd.
Nedostaci su niska osjetljivost uređaja, potreba za zaštitom i kvar između elektroda.
Magnitoelektrični instrumenti
Ovo je još jedna vrsta najčešćih mjernih uređaja. Princip rada ovih uređaja temelji se na interakciji magnetskog toka magneta i zavojnice sa strujom. Najčešće se koristi oprema s vanjskim magnetom i pokretnim okvirom. Strukturno se sastoje od tri elementa. Ovo je cilindrično jezgro, vanjski magnet imagnetno jezgro.
Prednosti ovih instrumenata uključuju visoku osjetljivost i preciznost, nisku potrošnju energije i dobro smirivanje.
Nedostaci predstavljenih uređaja uključuju složenost proizvodnje, nemogućnost održavanja svojih svojstava tokom vremena i osjetljivost na temperaturu. Stoga je, na primjer, klasa tačnosti manometra značajno smanjena.
Druge vrste instrumentacije
Pored navedenih uređaja postoji još nekoliko osnovnih mjernih instrumenata koji se najčešće koriste u svakodnevnom životu i proizvodnji.
Takva oprema uključuje:
· Termoelektrični uređaji. Oni mjere struju, napon i snagu.
· Magnetoelektrični uređaji. Pogodni su za mjerenje napona i količine električne energije.
· Kombinovani uređaji. Ovdje se samo jedan mehanizam koristi za mjerenje nekoliko veličina odjednom. Klase tačnosti mjernih instrumenata su iste kao kod svih. Najčešće rade sa jednosmernom i naizmeničnom strujom, induktivnošću i otporom.
