Hoogprecisie-apparaten worden gebruikt in verschillende levenssferen en producties van de moderne samenleving. Zonder speciale uitrusting zouden er geen ruimtevluchten zijn, geen militaire en civiele uitrusting ontwikkeld en nog veel meer. Het is vrij moeilijk om dergelijke apparatuur te repareren. Daarom worden verschillende regel- en meetinstrumenten gebruikt. Hun kwaliteit wordt bepaald door het niveau van overeenstemming van deze apparatuur met het beoogde doel. Voor het gemak van meten worden ook nauwkeurigheidsklassen van meetinstrumenten toegepast.
Wat is de meeteenheid?
Elke fase van een technologisch of natuurlijk proces wordt gekenmerkt door bepaalde waarden: temperatuur, druk, dichtheid, enz. Door deze parameters constant te controleren, kunt u elkeactie. Voor het gemak zijn er standaard meeteenheden voor elk specifiek proces gemaakt, zoals meter, J, kg, enz. Ze zijn onderverdeeld in:
· Hoofd. Dit zijn vaste en algemeen aanvaarde meeteenheden.
· Samenhangend. Dit zijn derivaten gerelateerd aan andere eenheden. Hun numerieke coëfficiënt is gelijk aan één.
· Derivaten. Deze meeteenheden worden bepaald op basis van basisgrootheden.
· Veelvouden en subveelvouden. Ze worden gemaakt door te vermenigvuldigen of te delen door 10 basiseenheden of willekeurige eenheden.
In elke branche is er een groep waarden die constant wordt gebruikt bij het bewaken en bijsturen van processen. Zo'n verzameling meeteenheden wordt een systeem genoemd. De procesparameters worden bewaakt en geverifieerd door speciale instrumentatie. Hun parameters worden ingesteld met behulp van het International System of Units.
Methoden en meetmethoden
Om de verkregen waarde te vergelijken of te analyseren, moet een reeks experimenten worden uitgevoerd. Ze worden op verschillende veelvoorkomende manieren uitgevoerd:
· Direct. Dit zijn methoden waarbij enige waarde empirisch wordt verkregen. Deze omvatten directe evaluatie, nulcompensatie en differentiatie. Directe meetmethoden zijn eenvoudig en snel. Bijvoorbeeld druk meten met een standaard instrument. Tegelijkertijd is de nauwkeurigheidsklasse van de manometer aanzienlijk lager dan in andere onderzoeken.
· Indirect. Dergelijke methoden zijn gebaseerd op de berekening van bepaalde hoeveelheden van bekende of algemeen aanvaardeparameters.
· Cumulatief. Dit zijn meetmethoden waarbij de gewenste waarde niet alleen wordt bepaald door het oplossen van een aantal vergelijkingen, maar ook met behulp van speciale experimenten. Dergelijke onderzoeken worden het meest gebruikt in de laboratoriumpraktijk.
Naast methoden om hoeveelheden te meten, zijn er ook speciale meetinstrumenten. Dit zijn de middelen om de gewenste parameter te vinden.
Wat zijn testinstrumenten?
Waarschijnlijk heeft elke persoon minstens één keer in zijn leven een of ander experiment of laboratoriumonderzoek uitgevoerd. Daar werden manometers, voltmeters en andere interessante apparaten gebruikt. Iedereen gebruikte zijn eigen apparaat, maar er was er maar één - het controleapparaat, waar iedereen gelijk aan was.
Zoals altijd - voor de nauwkeurigheid van de meetkwaliteit moeten alle apparaten duidelijk voldoen aan de vastgestelde norm. Sommige fouten zijn echter niet uitgesloten. Daarom werden op staats- en internationaal niveau nauwkeurigheidsklassen van meetinstrumenten geïntroduceerd. Het is door hen dat de toelaatbare fout in berekeningen en indicatoren wordt bepaald.
Er zijn ook verschillende basisbedieningshandelingen voor dergelijke apparaten:
· Testen. Deze methode wordt uitgevoerd in de productiefase. Elk apparaat wordt zorgvuldig gecontroleerd op kwaliteitsnormen.
· Controle. Tegelijkertijd worden de meetwaarden van voorbeeldinstrumenten vergeleken met de geteste instrumenten. In een laboratorium worden alle apparaten bijvoorbeeld om de twee jaar getest.
Afstuderen. Dit is een bewerking waarbij alle schaalverdelingen van het te testen instrument de juiste waarden krijgen. Meestal wordt dit gedaannauwkeuriger en zeer gevoelige apparaten.
Classificatie van instrumentatie
Nu zijn er een groot aantal apparaten waarmee gegevens en indicatoren kunnen worden gecontroleerd. Daarom kan alle instrumentatie worden geclassificeerd op basis van verschillende hoofdkenmerken:
1. Volgens het type meetwaarde. Of op afspraak. Bijvoorbeeld het meten van druk, temperatuur, niveau of samenstelling, maar ook de toestand van de materie, enz. Tegelijkertijd heeft elk zijn eigen kwaliteits- en nauwkeurigheidsnormen, bijvoorbeeld als de nauwkeurigheidsklasse van meters, thermometers, enz.
2. Door het verkrijgen van externe informatie. Hier komt een meer complexe classificatie:
- opname - dergelijke apparaten registreren onafhankelijk alle invoer- en uitvoergegevens voor latere analyse;
- laten zien - deze apparaten maken het mogelijk om uitsluitend veranderingen in een proces waar te nemen;
- regulerend - deze apparaten worden automatisch aangepast aan de waarde van de gemeten waarde;
- samenvattend - hier wordt elke tijdsperiode genomen en het apparaat toont de totale waarde van de waarde voor de hele periode;
- signalering - dergelijke apparaten zijn uitgerust met een speciaal geluids- of lichtwaarschuwingssysteem of sensoren;
- comparator - deze apparatuur is ontworpen om bepaalde waarden te vergelijken met de bijbehorende metingen.
3. Op locatie. Maak onderscheid tussen lokale meetapparatuur en meetapparatuur op afstand. Tegelijkertijd hebben de laatste de mogelijkheidverzend ontvangen gegevens naar elke afstand.
Kenmerken van instrumentatie
Bij elk werk moet eraan worden herinnerd dat niet alleen werkende apparaten, maar ook standaardmonsters worden gecontroleerd. Hun kwaliteit hangt af van meerdere indicatoren tegelijk, zoals:
· Nauwkeurigheidsklasse of foutbereik. Alle apparaten hebben de neiging om fouten te maken, zelfs standaarden. Het enige verschil is dat er zo min mogelijk fouten in het werk zitten. Heel vaak wordt hier nauwkeurigheidsklasse A gebruikt.
· Gevoeligheid. Dit is de verhouding tussen de hoekige of lineaire beweging van de aanwijzer en de verandering in de onderzochte waarde.
· Variatie. Dit is het toegestane verschil tussen herhaalde en werkelijke metingen van hetzelfde instrument onder dezelfde omstandigheden.
· Betrouwbaarheid. Deze parameter weerspiegelt het behoud van alle gespecificeerde kenmerken voor een bepaalde tijd.
· Inertie. Dit is hoe enige tijdsvertraging van de instrumentuitlezingen en de gemeten waarde wordt gekarakteriseerd.
Goede instrumentatie moet ook eigenschappen hebben zoals duurzaamheid, betrouwbaarheid en onderhoudbaarheid.
Wat is foutmarge?
Specialisten weten dat er in elk werk kleine fouten zitten. Bij het uitvoeren van verschillende metingen worden ze fouten genoemd. Ze zijn allemaal te wijten aan de onvolmaaktheid en onvolmaaktheid van de middelen en methoden van onderzoek. Daarom heeft elke apparatuur zijn eigen nauwkeurigheidsklasse, bijvoorbeeld 1 of 2 nauwkeurigheidsklasse.
Tegelijk worden de volgende soorten fouten onderscheiden:
· Absoluut. Dit is het verschil tussen de prestatie van het gebruikte instrument en de prestatie van het referentieapparaat onder dezelfde omstandigheden.
· Relatief. Zo'n fout kan indirect worden genoemd, omdat: dit is de verhouding tussen de gevonden absolute fout en de werkelijke waarde van de opgegeven waarde.
· Relatief verminderd. Dit is een bepaalde verhouding tussen de absolute waarde en het verschil tussen de boven- en ondergrens van de schaal van het gebruikte instrument.
Er is ook een classificatie volgens de aard van de fout:
· Willekeurig. Dergelijke fouten treden op zonder enige regelmaat of consistentie. Vaak beïnvloeden verschillende externe factoren de prestaties.
· Systematisch. Dergelijke fouten ontstaan volgens een bepaalde wet of regel. Hun uiterlijk hangt in grotere mate af van de staat van de instrumentatie.
· Missers. Dergelijke fouten vervormen de eerder verkregen gegevens scherp. Deze fouten kunnen eenvoudig worden verwijderd door de bijbehorende metingen te vergelijken.
Wat is graad 5 nauwkeurigheid?
De moderne wetenschap heeft een speciaal meetsysteem ingevoerd om de gegevens die zijn verkregen van gespecialiseerde apparaten te stroomlijnen en om de kwaliteit ervan te bepalen. Zij is het die het juiste niveau van instellingen bepa alt.
Nauwkeurigheidsklassen van meetinstrumenten zijn een soort algemeen kenmerk. Het voorziet in de bepaling van de limieten van verschillende fouten en eigenschappen die de nauwkeurigheid van instrumenten beïnvloeden. Tegelijkertijd heeft elk type meetinstrument zijn eigen parameters en klassen.
Volgens de nauwkeurigheid en kwaliteit van de meting, de meest modernebedieningsapparaten hebben de volgende onderverdelingen: 0, 1; 0,15; 0,2;0,25; 0,4; 0,5; 0,6; tien; vijftien; 20; 2, 5; 4, 0. In dit geval hangt het foutbereik af van de gebruikte instrumentschaal. Voor apparatuur met waarden van 0 - 1000 ° C zijn bijvoorbeeld foutieve metingen van ± 15 ° C toegestaan.
Als we het hebben over industriële en landbouwmachines, dan is hun nauwkeurigheid onderverdeeld in de volgende klassen:
· 1-500 mm. Hier worden 7 nauwkeurigheidsklassen gebruikt: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 en 5.
· Meer dan 500 mm. Cijfers 7, 8 en 9 worden gebruikt.
Tegelijkertijd zal het apparaat met een eenheid de hoogste kwaliteit hebben. En de 5e nauwkeurigheidsklasse wordt voornamelijk gebruikt bij de fabricage van onderdelen voor verschillende landbouwmachines, auto- en stoomlocomotiefbouw. Het is ook vermeldenswaard dat het twee landingen heeft: X₅ en C₅.
Als we het hebben over computertechnologie, bijvoorbeeld printplaten, dan komt klasse 5 overeen met verhoogde nauwkeurigheid en dichtheid van het ontwerp. In dit geval is de breedte van de geleider kleiner dan 0,15 en is de afstand tussen de geleiders en de randen van het geboorde gat niet groter dan 0,025.
Nauwkeurigheidsnormen tussen staten in Rusland
Elke moderne wetenschapper is op zoek naar zijn eigen systeem om de kwaliteit van de gebruikte instrumenten en de verkregen gegevens te bepalen. Om de nauwkeurigheid van metingen te generaliseren en te systematiseren, zijn interstatelijke normen aangenomen.
Ze definiëren de basisvoorzieningen voor het verdelen van apparaten in klassen, een reeks van alle vereisten voor dergelijke apparatuur en methoden voor het standaardiseren van verschillende metrologische kenmerken. Nauwkeurigheidsklassenmeetinstrumenten worden vastgesteld door speciale GOST 8.401-80 GSI. Dit systeem is ingevoerd op basis van de OIML internationale aanbeveling nr. 34 van 1 juli 1981. Hier worden algemene bepalingen uiteengezet, de definitie van fouten en de aanduiding van de nauwkeurigheidsklassen zelf met specifieke voorbeelden.
Basisbepalingen voor het bepalen van nauwkeurigheidsklassen
Om de kwaliteit van alle meetinstrumenten en de resulterende gegevens correct te bepalen, zijn er verschillende basisregels:
· Nauwkeurigheidsklassen moeten worden gekozen op basis van het type apparatuur dat wordt gebruikt;
· Meerdere standaarden kunnen worden gebruikt voor verschillende meetbereiken en hoeveelheden;
· Alleen een haalbaarheidsstudie bepa alt het aantal nauwkeurigheidsklassen voor een bepaalde apparatuur;
· metingen worden uitgevoerd zonder rekening te houden met de verwerkingsmodus. Deze normen zijn van toepassing op digitale instrumenten met een ingebouwd computerapparaat;
· Meetnauwkeurigheidsklassen worden toegewezen op basis van bestaande testresultaten van de overheid.
Elektrodynamische instrumentatie
Dergelijke apparaten zijn onder meer ampèremeters, wattmeters of voltmeters en andere apparaten die verschillende hoeveelheden in stroom omzetten. Voor hun correcte en stabiele werking wordt speciale afscherming van meetapparatuur gebruikt. Dit wordt bijvoorbeeld gedaan om de nauwkeurigheidsklasse van een voltmeter te verhogen.
Het werkingsprincipe van deze apparaten is dat een extern magnetisch veld tegelijkertijd het veld van één meetapparaat verbetert enverzwakt het veld van de ander. In dit geval blijft de totale waarde ongewijzigd.
De voordelen van dergelijke instrumenten zijn betrouwbaarheid, betrouwbaarheid en eenvoud. Het werkt gelijk met zowel DC als AC.
En de belangrijkste nadelen zijn de lage nauwkeurigheid en het hoge stroomverbruik.
Elektrostatische instrumentatie
Deze apparaten werken volgens het principe van de interactie van geladen elektroden, die worden gescheiden door een diëlektricum. Structureel zien ze er bijna uit als een platte condensator. Tegelijkertijd verandert bij het verplaatsen van het bewegende deel ook de capaciteit van het systeem.
De meest bekende zijn apparaten met een lineair en oppervlaktemechanisme. Ze hebben een iets ander werkingsprincipe. Voor apparaten met een oppervlaktemechanisme verandert de capaciteit als gevolg van fluctuaties in het actieve gebied van de elektroden. Anders is de afstand tussen hen belangrijk.
De voordelen van dergelijke apparaten zijn onder meer een laag stroomverbruik, GOST-nauwkeurigheidsklasse, een vrij breed frequentiebereik, enz.
De nadelen zijn de lage gevoeligheid van het apparaat, de noodzaak van afscherming en een storing tussen de elektroden.
Magnito-elektrische instrumentatie
Dit is een ander type van de meest voorkomende meetapparatuur. Het werkingsprincipe van deze apparaten is gebaseerd op de interactie van de magnetische flux van een magneet en een spoel met stroom. Meestal wordt apparatuur met een externe magneet en een verplaatsbaar frame gebruikt. Structureel bestaan ze uit drie elementen. Dit is een cilindrische kern, een externe magneet enmagnetische kern.
De voordelen van deze instrumenten zijn onder meer een hoge gevoeligheid en nauwkeurigheid, een laag stroomverbruik en een goede kalmerende werking.
De nadelen van de gepresenteerde apparaten zijn de complexiteit van de fabricage, het onvermogen om hun eigenschappen in de loop van de tijd te behouden en de gevoeligheid voor temperatuur. Daarom wordt bijvoorbeeld de nauwkeurigheidsklasse van een manometer aanzienlijk verminderd.
Andere soorten instrumentatie
Naast de bovenstaande apparaten zijn er nog een aantal basismeetinstrumenten die het meest worden gebruikt in het dagelijks leven en de productie.
Dergelijke uitrusting omvat:
· Thermo-elektrische apparaten. Ze meten stroom, spanning en vermogen.
· Magneto-elektrische apparaten. Ze zijn geschikt voor het meten van spanning en hoeveelheid elektriciteit.
· Gecombineerde apparaten. Hier wordt slechts één mechanisme gebruikt om meerdere hoeveelheden tegelijk te meten. De nauwkeurigheidsklassen van meetinstrumenten zijn dezelfde als voor alle. Meestal werken ze met gelijk- en wisselstroom, inductantie en weerstand.
