Peranti berketepatan tinggi digunakan dalam pelbagai bidang kehidupan dan pengeluaran masyarakat moden. Tanpa peralatan khas, tidak akan ada penerbangan angkasa lepas, pembangunan peralatan ketenteraan dan awam, dan banyak lagi. Agak sukar untuk membaiki peralatan tersebut. Oleh itu, pelbagai alat kawalan dan pengukur digunakan. Kualiti mereka ditentukan oleh tahap pematuhan peralatan ini dengan tujuan yang dimaksudkan. Untuk memudahkan pengukuran, kelas ketepatan alat pengukur juga digunakan.
Apakah unit ukuran?
Setiap peringkat proses teknologi atau semula jadi dicirikan oleh nilai tertentu: suhu, tekanan, ketumpatan, dll. Dengan sentiasa memantau parameter ini, anda boleh mengawal dan juga membetulkan sebarangtindakan. Untuk kemudahan, unit ukuran piawai untuk setiap proses tertentu telah dibuat, seperti meter, J, kg, dll. Ia dibahagikan kepada:
· Utama. Ini adalah unit ukuran tetap dan diterima umum.
· Koheren. Ini adalah terbitan yang berkaitan dengan unit lain. Pekali berangkanya adalah sama dengan satu.
· Derivatif. Unit ukuran ini ditentukan daripada kuantiti asas.
· Gandaan dan subganda. Ia dicipta dengan mendarab atau membahagi dengan 10 unit asas atau sewenang-wenangnya.
Dalam setiap industri terdapat sekumpulan nilai yang sentiasa digunakan dalam memantau dan menyesuaikan proses. Set unit ukuran sedemikian dipanggil sistem. Parameter proses dipantau dan disahkan oleh instrumentasi khas. Parameternya ditetapkan menggunakan Sistem Unit Antarabangsa.
Kaedah dan cara pengukuran
Untuk membandingkan atau menganalisis nilai yang diperoleh, satu siri eksperimen perlu dijalankan. Ia dijalankan dalam beberapa cara biasa:
· Terus. Ini adalah kaedah di mana sebarang nilai diperolehi secara empirik. Ini termasuk penilaian langsung, pampasan sifar, dan pembezaan. Kaedah pengukuran langsung adalah mudah dan cepat. Contohnya, mengukur tekanan dengan alat piawai. Pada masa yang sama, kelas ketepatan tolok tekanan jauh lebih rendah berbanding kajian lain.
· Tidak langsung. Kaedah sedemikian adalah berdasarkan pengiraan kuantiti tertentu daripada yang diketahui atau diterima umumparameter.
· Terkumpul. Ini adalah kaedah pengukuran di mana nilai yang dikehendaki ditentukan bukan sahaja dengan menyelesaikan beberapa persamaan, tetapi juga dengan bantuan eksperimen khas. Kajian sedemikian paling kerap digunakan dalam amalan makmal.
Selain kaedah mengukur kuantiti, terdapat juga alat pengukur khas. Ini ialah cara mencari parameter yang diingini.
Apakah itu instrumen ujian?
Mungkin, setiap orang sekurang-kurangnya sekali dalam hidupnya menjalankan sejenis eksperimen atau penyelidikan makmal. Manometer, voltmeter dan peranti menarik lain digunakan di sana. Semua orang menggunakan peranti mereka sendiri, tetapi hanya ada satu - alat kawalan, yang semua orang setara.
Seperti biasa - untuk ketepatan kualiti pengukuran, semua peranti mesti mematuhi piawaian yang ditetapkan dengan jelas. Walau bagaimanapun, beberapa ralat tidak dikecualikan. Oleh itu, di peringkat negeri dan antarabangsa, kelas ketepatan alat pengukur diperkenalkan. Ia adalah oleh mereka bahawa kesilapan yang dibenarkan dalam pengiraan dan penunjuk ditentukan.
Terdapat juga beberapa operasi kawalan asas untuk peranti sedemikian:
· Ujian. Kaedah ini dijalankan pada peringkat pengeluaran. Setiap peranti disemak dengan teliti untuk memastikan standard kualiti.
· Menyemak. Pada masa yang sama, bacaan instrumen teladan dibandingkan dengan yang diuji. Di makmal, sebagai contoh, semua peranti diuji setiap dua tahun.
Pengijazahan. Ini ialah operasi di mana semua bahagian skala instrumen yang diuji diberi nilai yang sesuai. Biasanya, ini dilakukanperanti yang lebih tepat dan sangat sensitif.
Klasifikasi instrumentasi
Kini terdapat sejumlah besar peranti yang digunakan untuk menyemak data dan penunjuk. Oleh itu, semua instrumentasi boleh dikelaskan mengikut beberapa ciri utama:
1. Mengikut jenis nilai yang diukur. Atau dengan temujanji. Contohnya, mengukur tekanan, suhu, tahap atau komposisi, serta keadaan jirim, dsb. Pada masa yang sama, masing-masing mempunyai piawaian kualiti dan ketepatannya sendiri, contohnya, sebagai kelas ketepatan meter, termometer, dsb.
2. Dengan cara mendapatkan maklumat luaran. Inilah klasifikasi yang lebih kompleks:
- rakaman - peranti sedemikian merekodkan semua data input dan output secara bebas untuk analisis seterusnya;
- menunjukkan - peranti ini memungkinkan untuk memerhati secara eksklusif perubahan dalam sesuatu proses;
- mengawal selia - peranti ini dilaraskan secara automatik kepada nilai nilai yang diukur;
- meringkaskan - di sini sebarang tempoh masa diambil dan peranti menunjukkan jumlah nilai nilai untuk keseluruhan tempoh;
- isyarat - peranti sedemikian dilengkapi dengan sistem atau penderia amaran bunyi atau cahaya khas;
- pembanding - peralatan ini direka untuk membandingkan nilai tertentudengan ukuran yang sepadan.
3. Mengikut lokasi. Bezakan antara peranti pengukur tempatan dan jauh. Pada masa yang sama, yang terakhir mempunyai peluanghantar data yang diterima ke mana-mana jarak.
Ciri-ciri instrumentasi
Dalam setiap kerja, perlu diingat bahawa bukan sahaja peranti yang berfungsi, tetapi juga sampel standard tertakluk pada pengesahan. Kualitinya bergantung pada beberapa penunjuk sekaligus, seperti:
· Kelas ketepatan atau julat ralat. Semua peranti cenderung melakukan kesilapan, malah standard. Satu-satunya perbezaan ialah terdapat sedikit kesilapan dalam kerja yang mungkin. Selalunya, kelas ketepatan A digunakan di sini.
· Kepekaan. Ini ialah nisbah pergerakan sudut atau linear penuding kepada perubahan dalam nilai yang disiasat.
· Variasi. Ini ialah perbezaan yang dibenarkan antara bacaan berulang dan sebenar bagi instrumen yang sama di bawah keadaan yang sama.
· Kebolehpercayaan. Parameter ini mencerminkan pemeliharaan semua ciri yang ditentukan untuk masa tertentu.
· Inersia. Beginilah cara lag masa bacaan instrumen dan nilai yang diukur dicirikan.
Selain itu, instrumentasi yang baik mesti mempunyai kualiti seperti ketahanan, kebolehpercayaan dan kebolehselenggaraan.
Apakah margin ralat?
Pakar tahu bahawa dalam mana-mana kerja terdapat kesilapan kecil. Apabila melakukan pelbagai ukuran, ia dipanggil ralat. Kesemuanya adalah disebabkan oleh ketidaksempurnaan dan ketidaksempurnaan cara dan kaedah penyelidikan. Oleh itu, mana-mana peralatan mempunyai kelas ketepatannya sendiri, contohnya, kelas ketepatan 1 atau 2.
Pada masa yang sama, jenis ralat berikut dibezakan:
· Mutlak. Ini ialah perbezaan antara prestasi instrumen yang digunakan dan prestasi peranti rujukan dalam keadaan yang sama.
· Relatif. Ralat sedemikian boleh dipanggil tidak langsung, kerana ini ialah nisbah ralat mutlak yang ditemui kepada nilai sebenar nilai yang ditentukan.
· Relatif berkurangan. Ini ialah nisbah tertentu antara nilai mutlak dan perbezaan antara had atas dan bawah skala instrumen yang digunakan.
Terdapat juga klasifikasi mengikut sifat ralat:
· Rawak. Ralat sedemikian berlaku tanpa sebarang keteraturan atau konsistensi. Selalunya, pelbagai faktor luaran mempengaruhi prestasi.
· Bersistematik. Kesilapan tersebut berlaku mengikut undang-undang atau peraturan tertentu. Pada tahap yang lebih besar, penampilannya bergantung pada keadaan instrumentasi.
· Rindu. Ralat sedemikian secara mendadak memesongkan data yang diperoleh sebelum ini. Ralat ini mudah dialih keluar dengan membandingkan ukuran yang sepadan.
Apakah itu ketepatan Gred 5?
Sains moden telah menggunakan sistem pengukuran khas untuk menyelaraskan data yang diperoleh daripada peranti khusus, serta untuk menentukan kualitinya. Dialah yang menentukan tahap tetapan yang sesuai.
Kelas ketepatan alat pengukur ialah sejenis ciri umum. Ia memperuntukkan penentuan had pelbagai ralat dan sifat yang menjejaskan ketepatan instrumen. Pada masa yang sama, setiap jenis alat pengukur mempunyai parameter dan kelas tersendiri.
Mengikut ketepatan dan kualiti ukuran, paling modenperanti kawalan mempunyai bahagian berikut: 0, 1; 0.15; 0.2;0.25; 0.4; 0.5; 0.6; sepuluh; lima belas; 20; 2, 5; 4, 0. Dalam kes ini, julat ralat bergantung pada skala instrumen yang digunakan. Contohnya, untuk peralatan dengan nilai0 - 1000 ° C, pengukuran yang salah ± 15 ° C dibenarkan.
Jika kita bercakap tentang peralatan industri dan pertanian, maka ketepatannya dibahagikan kepada kelas berikut:
· 1-500 mm. 7 kelas ketepatan digunakan di sini: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 dan 5.
· Lebih 500 mm. Gred 7, 8 dan 9 digunakan.
Pada masa yang sama, peranti dengan perpaduan akan mempunyai kualiti tertinggi. Dan kelas ketepatan ke-5 digunakan terutamanya dalam pembuatan bahagian untuk pelbagai mesin pertanian, kereta dan bangunan lokomotif wap. Perlu diingat juga bahawa ia mempunyai dua pendaratan: X₅ dan C₅.
Jika kita bercakap tentang teknologi komputer, contohnya, papan litar bercetak, maka kelas 5 sepadan dengan peningkatan ketepatan dan ketumpatan reka bentuk. Dalam kes ini, lebar konduktor adalah kurang daripada 0.15, dan jarak antara konduktor dan tepi lubang yang digerudi tidak melebihi 0.025.
Piawaian ketepatan antara negeri di Rusia
Mana-mana saintis moden sedang mencari sistem sendiri untuk menentukan kualiti instrumen yang digunakan dan data yang diperolehi. Untuk menyamaratakan dan mensistematisasikan ketepatan ukuran, piawaian antara negeri telah diterima pakai.
Mereka mentakrifkan peruntukan asas untuk membahagikan peranti ke dalam kelas, satu set semua keperluan untuk peralatan tersebut dan kaedah untuk menyeragamkan pelbagai ciri metrologi. Kelas ketepatanalat pengukur ditubuhkan oleh GOST 8.401-80 GSI khas. Sistem ini telah diperkenalkan berdasarkan syor antarabangsa OIML No. 34 dari 1 Julai 1981. Berikut dibentangkan peruntukan am, takrifan ralat dan penetapan kelas ketepatan itu sendiri dengan contoh khusus.
Peruntukan asas untuk menentukan kelas ketepatan
Untuk menentukan kualiti semua alat pengukur dan data yang terhasil dengan betul, terdapat beberapa peraturan asas:
· Kelas ketepatan hendaklah dipilih mengikut jenis peralatan yang digunakan;
· Pelbagai piawai boleh digunakan untuk julat dan kuantiti ukuran yang berbeza;
· Hanya kajian kemungkinan menentukan bilangan kelas ketepatan untuk peralatan tertentu;
· pengukuran dilakukan tanpa mengambil kira mod pemprosesan. Piawaian ini digunakan untuk instrumen digital dengan peranti pengkomputeran terbenam;
· Kelas ketepatan pengukuran ditetapkan berdasarkan keputusan ujian kerajaan sedia ada.
Peralatan elektrodinamik
Peranti sedemikian termasuk ammeter, wattmeter atau voltmeter dan peranti lain yang menukarkan pelbagai kuantiti kepada arus. Untuk operasi yang betul dan stabil, perisai khas peralatan pengukur digunakan. Ini dilakukan, sebagai contoh, untuk meningkatkan kelas ketepatan voltmeter.
Prinsip pengendalian peranti ini ialah medan magnet luaran secara serentak meningkatkan medan satu alat pengukur danmelemahkan bidang yang lain. Dalam kes ini, jumlah nilai tidak berubah.
Kelebihan instrumentasi tersebut termasuk kebolehpercayaan, kebolehpercayaan dan kesederhanaan. Ia berfungsi sama dengan DC dan AC.
Dan kelemahan yang paling ketara ialah ketepatan yang rendah dan penggunaan kuasa yang tinggi.
Peralatan elektrostatik
Peranti ini berfungsi berdasarkan prinsip interaksi elektrod bercas, yang dipisahkan oleh dielektrik. Secara struktur, mereka kelihatan hampir seperti kapasitor rata. Pada masa yang sama, apabila menggerakkan bahagian yang bergerak, kapasiti sistem juga berubah.
Yang paling terkenal ialah peranti dengan mekanisme linear dan permukaan. Mereka mempunyai prinsip operasi yang sedikit berbeza. Untuk peranti dengan mekanisme permukaan, kapasitansi berubah disebabkan oleh turun naik dalam kawasan aktif elektrod. Jika tidak, jarak antara mereka adalah penting.
Kelebihan peranti sedemikian termasuk penggunaan kuasa yang rendah, kelas ketepatan GOST, julat frekuensi yang agak luas, dsb.
Kelemahannya ialah sensitiviti peranti yang rendah, keperluan untuk pelindung dan kerosakan antara elektrod.
Peralatan magnitoelektrik
Ini adalah satu lagi jenis peranti pengukur yang paling biasa. Prinsip operasi peranti ini adalah berdasarkan interaksi fluks magnet magnet dan gegelung dengan arus. Selalunya, peralatan dengan magnet luaran dan bingkai boleh alih digunakan. Secara struktur, ia terdiri daripada tiga elemen. Ini adalah teras silinder, magnet luar danteras magnet.
Kelebihan instrumentasi ini termasuk sensitiviti dan ketepatan yang tinggi, penggunaan kuasa yang rendah dan penenang yang baik.
Kelemahan peranti yang dibentangkan termasuk kerumitan pembuatan, ketidakupayaan untuk mengekalkan sifatnya dari semasa ke semasa dan terdedah kepada suhu. Oleh itu, sebagai contoh, kelas ketepatan tolok tekanan berkurangan dengan ketara.
Jenis instrumentasi lain
Selain peranti di atas, terdapat beberapa lagi alat pengukur asas yang paling kerap digunakan dalam kehidupan seharian dan pengeluaran.
Peralatan tersebut termasuk:
· Peranti termoelektrik. Mereka mengukur arus, voltan dan kuasa.
· Peranti magnetoelektrik. Ia sesuai untuk mengukur voltan dan kuantiti elektrik.
· Peranti gabungan. Di sini, hanya satu mekanisme digunakan untuk mengukur beberapa kuantiti sekaligus. Kelas ketepatan alat pengukur adalah sama seperti untuk semua. Selalunya ia berfungsi dengan arus terus dan ulang alik, kearuhan dan rintangan.
