Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


 алибровка средств измерений. ѕо мере продвижени€ вверх по поверочной схеме oт paбочих мер и измерительных приборов к эталонам неизбежно сокращаетс€ число мер




ѕо мере продвижени€ вверх по поверочной схеме oт paбочих мер и измерительных приборов к эталонам неизбежно сокращаетс€ число мер, различных по номинальному значению. ѕоэтому на некоторой ступени поверочной схемы иногда разность номинальных значений повер€емой и ближайшей к ней по разр€ду исходной меры превышает диапазон измерени€ измерительного прибора соответствующей данному разр€ду точности. B этих случа€х поверка осуществл€етс€ способом калибровки.

 алибровка - способ поверки измерительных средств, заключающийс€ в сравнении различных мер, их сочетаний или отметок шкал в различных комбинаци€х и вычислении по результатам сравнений значений отдельных мер или отметок шкалы исход€ из известного значени€ одной из них.

¬ результате сравнени€ получают систему уравнений, решив которую наход€т действительные значени€ мер. ≈сли число уравнений равно числу повер€емых мер, то действительные значени€ мер и погрешности их аттестации наход€т с помощью методов обработки результатов косвенных измерений. ќднако дл€ повышени€ точности аттестации мер стрем€тс€ увеличить число уравнений, и тогда действительные значени€ мер определ€ют по схеме обработки результатов совокупных измерений.

ƒл€ иллюстрации способа калибровки рассмотрим следующий пример.

 

ѕример. √раммовые наборы √Ќ1 и √Ќ2, состо€щие из гирь массой 500, 200, 200*, 100, 50, 20, 20*, 10, 5, 2, 2*, 1 г (звездочкой отмечены вторые гири набора того же номинала), сличают с рабочим эталоном массой в 1 кг по следующей схеме:

а) рабочий эталон 1 кг = 1000 г сличают одним из методов точного взвешивани€ на весах 1-го разр€да повышенной точности с гир€ми массой 500, 200, 200*, 100 г:

1000 Ц (500+200+200*+100) = , где Ц разность между массой рабочего эталона и массой суммы гирь;

б) гири 500 г набора сличают с суммой гирь массой 200, 200* и 100 г, в результате чего получают уравнение

500 Ц (200 +200* +100) = , где Ц результат второго сличени€;

в) аналогично провод€т остальные сличени€ и получают уравнени€:

200 Ц (100 + 50 + 20 + 20* + 10) = ,

100 Ц (50 + 20+ 20* + 10) = ,

50 Ц (20+20*+10) = ,

20 Ц (10+5+2+2*+1) = ,

20 Ц (10+5+2+2*+1) = ,

10 Ц (5+2+2*+1) = ,

5 Ц (2+2*+1) = ,

2 Ц (l+1*)* = ,

2 Ц (l+1*) = ,

l Ц 1* = .

¬ результате тринадцати проведенных сличений получили систему из тринадцати уравнений с тринадцатью неизвестными. –ешив эту систему, найдем действительные значени€ масс гирь набора. ѕогрешности определени€ действительных значений могут быть вычислены способами обработки результатов косвенных измерений.

ќбщие методы измерений

ƒл€ точных измерений величин в метрологии разработаны приемы использовани€ принципов и средств измерений, применение которых позвол€ет исключить из результатов измерений р€д систематических погрешностей и тем самым освобождает экспериментатора от необходимости определ€ть многочисленные поправки дл€ их компенсации, а в некоторых случа€х вообще €вл€етс€ предпосылкой получени€ сколько-нибудь достоверных результатов. ћногие из этих приемов используют при измерении только определенных величин, однако существуют и некоторые общие приемы, названные методами измерени€.

Ќаиболее просто реализуетс€ метод непосредственной оценки, заключающийс€ в определении величины непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора пр€мого действи€, например взвешивание на циферблатных весах, определение размера детали с помощью микрометра или измерение давлени€ пружинным манометром.

»змерени€ с помощью этого метода провод€тс€ очень быстро, просто и не требуют высокой квалификации оператора, поскольку не нужно создавать специальные измерительные установки и выполн€ть какие-либо сложные вычислени€. ќднако точность измерений чаще всего оказываетс€ невысокой из-за погрешностей, св€занных с необходимостью градуировки шкал приборов и воздействием вли€ющих величин (непосто€нство температуры, нестабильность источников питани€ и пр.).

ѕри проведении наиболее точных измерений предпочтение отдаетс€ различным модификаци€м метода сравнени€ с мерой, при котором измер€емую величину наход€т сравнением с величиной, воспроизводимой мерой. –езультат измерени€ либо вычисл€ют как сумму значени€ используемой дл€ сравнени€ меры и показани€ измерительного прибора, либо принимают равным значению меры.

ћетод сравнени€ с мерой, заключающийс€ в том, что измер€ема€ величина и величина, воспроизводима€ мерой, одновременно воздействуют на измерительный прибор сравнени€, с помощью которого устанавливаетс€ соотношение между ними, называетс€ методом противопоставлени€. ѕримером этого метода €вл€етс€ взвешивание груза на равноплечих весах, когда измер€ема€ масса определ€етс€ как сумма массы гирь, ее уравновешивающих. ѕрименение метода противопоставлени€ позвол€ет значительно уменьшить воздействие на результаты измерений вли€ющих величин, поскольку они более или менее одинаково искажают сигналы измерительной информации как в цепи преобразовани€ измер€емой величины, так и в цепи преобразовани€ величины, воспроизводимой мерой. ќтсчетное устройство прибора сравнени€ реагирует на разность сигналов, вследствие чего эти искажени€ в некоторой степени компенсируют друг друга.

–азновидностью метода сравнени€ с мерой €вл€етс€ также нулевой метод измерени€, который состоит в том, что подбором размера воспроизводимой мерой величины или путем ее принудительного изменени€ эффект воздействи€ сравниваемых величин на прибор сравнени€ довод€т до нул€. ¬ этом случае компенсаци€ воздействий вли€ющих величин оказываетс€ более полной, а значение измер€емой величины принимаетс€ равным значению меры.

ѕри дифференциальном методе измерени€ на измерительный прибор (не об€зательно прибор сравнени€) подаетс€ непосредственно разность измер€емой величины и величины, воспроизводимой мерой. Ётот метод может быть использован, конечно, только в тех случа€х, когда просто и точно реализуетс€ операци€ вычитани€ величин (длины, перемещени€, электрические напр€жени€). ƒифференциальный метод неприменим при измерении таких величин, как температура или твердость тел.

  разновидност€м метода сравнени€ с мерой относитс€ и метод замещени€, широко примен€емый в практике точных метрологических исследований. —ущность метода в том, что измер€ема€ величина замещаетс€ в измерительной установке некоторой известной величиной, воспроизводимой мерой. «амещение может быть полным или неполным, в зависимости от чего говор€т о методе полного или неполного замещени€. ѕри полном замещении показани€ не измен€ютс€ и результат измерени€ принимаетс€ равным значению меры. ѕри неполном замещении дл€ получени€ значени€ измер€емой величины к значению меры следует прибавить величину, на которую изменилось показание прибора.

ѕреимущество метода замещени€ - в последовательном во времени сравнении измер€емой величины и величины, воспроизводимой мерой. Ѕлагодар€ тому, что обе эти величины включаютс€ одна за другой в одну и ту же часть измерительной цепи прибора, точностные возможности измерений значительно повышаютс€ по сравнению с измерени€ми, провод€щимис€ с помощью других разновидностей метода сравнени€, где несимметри€ цепей, в которые включаютс€ сравниваемые величины, приводит к возникновению систематических погрешностей. —пособ замещени€ примен€етс€ при электрических измерени€х с помощью мостов переменного тока, условие равновеси€ которых определ€етс€ не только значени€ми величин, воспроизводимых элементами плеч моста, но также и вли€нием паразитных токов, емкостей, индуктивностей и р€дом других факторов. Ёти причины вызывают по€вление погрешностей, которые могут быть исключены, если проводить измерени€ методом замещени€. ƒл€ этого вначале мост уравновешиваетс€ с включенной в его цепь измер€емой величиной, котора€ затем замещаетс€ известной величиной, и мост уравновешиваетс€ вновь. ≈сли при этом никаких изменений ни в мосте, ни во внешних услови€х не происходит, то указанные выше погрешности исключаютс€ почти полностью.

ќдним из общих методов измерений €вл€етс€ метод совпадений, представл€ющий собой разновидность метода сравнени€ с мерой. ѕри проведении измерений методом совпадений разность между измер€емой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измер€ют, использу€ совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

ѕо принципу метода совпадений построен нониус, вход€щий в состав р€да измерительных приборов. “ак, например, шкала нониуса штангенциркул€ имеет дес€ть делений через 0.9 мм.  огда нулева€ отметка шкалы нониуса оказываетс€ между отметками основной шкалы штангенциркул€, это означает, что к целому числу миллиметров необходимо добавить число дес€тых долей миллиметра, равное пор€дковому номеру совпадающей отметки нониуса.

¬ рамках перечисленных выше методов измерений в метрологической практике и в общем приборостроении часто примен€ютс€ специальные приемы дл€ исключени€ самих источников систематических погрешностей или их компенсации. –ассмотрим наиболее употребительные из этих приемов.

ѕараметрическа€ стабилизаци€ очень широко примен€етс€ при ответственных измерени€х. Ётот прием используют дл€ поддержани€ в заданных пределах температуры и влажности окружающей среды, напр€жени€ питани€ и других. Ќаиболее распространены такие способы параметрической стабилизации, как термостатирование приборов, защита от воздействи€ вибраций, использование эффективных стабилизаторов в цеп€х электропитани€ приборов, экранирование приборов дл€ защиты их от воздействи€ посторонних электрических, магнитных, радиационных и других полей. ѕрименение этих способов иногда позвол€ет избежать введени€ в результаты измерени€ поправок.

ѕараметрическа€ стабилизаци€ очень широко примен€етс€ при ответственных измерени€х. Ётот прием используют дл€ поддержани€ в заданных пределах температуры и влажности окружающей среды, напр€жени€ питани€ и других. Ќаиболее распространены такие способы параметрической стабилизации, как термостатирование приборов, защита от воздействи€ вибраций, использование эффективных стабилизаторов в цеп€х электропитани€ приборов, экранирование приборов дл€ защиты их от воздействи€ посторонних электрических, магнитных, радиационных и других полей. ѕрименение этих способов иногда позвол€ет избежать введени€ в результаты измерени€ поправок.

—пособ компенсации посто€нных и периодических погрешностей по знаку. ѕри реализации этого способа процесс измерени€ строитс€ таким образом, что посто€нна€ систематическа€ погрешность входит в результат измерени€ один раз с одним знаком, а другой раз - с другим. “огда среднее из двух полученных результатов оказываетс€ свободным от посто€нной погрешности.

—пособ вспомогательных измерений примен€етс€ в тех случа€х, когда воздействие вли€ющих величин на результаты измерений вызывает большие погрешности измерений. “огда идут на заведомое усложнение схемы измерительной установки, включа€ в нее элементы, воспринимающие значение вли€ющих величин, автоматически вычисл€ющие соответствующие поправки и внос€щие их в полезные сигналы, которые поступают на отсчетные или регулирующие устройства.

—пособ вспомогательных измерений в большой степени относитс€ к инструментальным методам борьбы с систематическими погрешност€ми, поэтому в рамках насто€щего курса не рассматриваетс€.

¬ообще следует заметить, что многие из приведенных методов и приемов исключени€ систематических погрешностей в насто€щее врем€ все в большей степени реализуютс€ схемами самих измерительных средств. ¬ результате разработка методологии измерений приобретает все большее значение непосредственно дл€ проектировани€ измерительной аппаратуры.

„асть 2. ќ–√јЌ»«ј÷»я ћ≈“–ќЋќ√»„≈— ќ√ќ  ќЌ“–ќЋя

√лава 8. ћ≈“–ќЋќ√»„≈— ќ≈ ќЅ≈—ѕ≈„≈Ќ»≈ (ћќ)

“олько тот, кто планирует, и может организовывать

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 575 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

„еловек, которым вам суждено стать Ц это только тот человек, которым вы сами решите стать. © –альф ”олдо Ёмерсон
==> читать все изречени€...

1331 - | 1249 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.018 с.