Hochpräzise Geräte werden in verschiedenen Lebens- und Produktionsbereichen der modernen Gesellschaft eingesetzt. Ohne Spezialausrüstung gäbe es keine Raumfahrt, die Entwicklung von militärischer und ziviler Ausrüstung und vieles mehr. Es ist ziemlich schwierig, solche Geräte zu reparieren. Daher kommen verschiedene Kontroll- und Messinstrumente zum Einsatz. Ihre Qualität wird durch den Grad der Konformität dieser Geräte mit ihrem beabsichtigten Zweck bestimmt. Zur Vereinfachung der Messung werden auch Genauigkeitsklassen von Messgeräten angewendet.
Was ist die Maßeinheit?
Jede Phase eines technologischen oder natürlichen Prozesses ist durch bestimmte Werte gekennzeichnet: Temperatur, Druck, Dichte usw. Durch die ständige Überwachung dieser Parameter können Sie alle kontrollieren und sogar korrigierenHandlung. Der Einfachheit halber wurden Standardmaßeinheiten für jeden spezifischen Prozess erstellt, wie z. B. Meter, J, kg usw. Sie sind unterteilt in:
· Haupt. Dies sind feste und allgemein anerkannte Maßeinheiten.
· Stimmig. Dies sind Derivate, die sich auf andere Einheiten beziehen. Ihr numerischer Koeffizient ist gleich eins.
· Derivate. Diese Maßeinheiten werden aus Basisgrößen ermittelt.
· Vielfache und Teiler. Sie entstehen durch Multiplikation oder Division mit 10 Basis- oder beliebigen Einheiten.
In jeder Branche gibt es eine Gruppe von Werten, die ständig zur Überwachung und Anpassung von Prozessen verwendet werden. Eine solche Menge von Maßeinheiten wird als System bezeichnet. Die Prozessparameter werden überwacht und durch spezielle Instrumente verifiziert. Ihre Parameter werden mit dem Internationalen Einheitensystem eingestellt.
Messmethoden und -mittel
Um den erh altenen Wert zu vergleichen oder zu analysieren, sollte eine Versuchsreihe durchgeführt werden. Sie werden auf verschiedene gängige Weise ausgeführt:
· Direkt. Dies sind Methoden, bei denen jeder Wert empirisch ermittelt wird. Dazu gehören die direkte Bewertung, die Nullkompensation und die Differenzierung. Direkte Messmethoden sind einfach und schnell. Zum Beispiel Druckmessung mit einem Standardinstrument. Gleichzeitig ist die Genauigkeitsklasse des Manometers deutlich niedriger als in anderen Studien.
· Indirekt. Solche Methoden basieren auf der Berechnung bestimmter Größen aus bekannten oder allgemein anerkanntenParameter.
· Kumulativ. Dies sind Messverfahren, bei denen der Sollwert nicht nur durch Lösen einer Reihe von Gleichungen, sondern auch mit Hilfe spezieller Experimente ermittelt wird. Solche Studien werden am häufigsten in der Laborpraxis verwendet.
Neben Methoden der Mengenmessung gibt es auch spezielle Messgeräte. Dies sind die Mittel, um den gewünschten Parameter zu finden.
Was sind Testinstrumente?
Wahrscheinlich hat jeder Mensch mindestens einmal in seinem Leben irgendeine Art von Experiment oder Laborforschung durchgeführt. Dort kamen Manometer, Voltmeter und andere interessante Geräte zum Einsatz. Jeder benutzte sein eigenes Gerät, aber es gab nur eines – das Kontrollgerät, dem alle gleich waren.
Wie immer - für die Genauigkeit der Messqualität müssen alle Geräte eindeutig dem etablierten Standard entsprechen. Einige Fehler sind jedoch nicht ausgeschlossen. Daher wurden auf staatlicher und internationaler Ebene Genauigkeitsklassen von Messgeräten eingeführt. Von ihnen wird der zulässige Fehler in Berechnungen und Indikatoren bestimmt.
Außerdem gibt es einige grundlegende Steuerungsfunktionen für solche Geräte:
· Test. Dieses Verfahren wird in der Produktionsphase durchgeführt. Jedes Gerät wird sorgfältig auf Qualitätsstandards geprüft.
· Überprüfung. Gleichzeitig werden die Messwerte exemplarischer Geräte mit den getesteten verglichen. In einem Labor werden beispielsweise alle zwei Jahre alle Geräte getestet.
Abschluss. Dies ist eine Operation, bei der allen Unterteilungen der Skala des zu testenden Instruments die entsprechenden Werte gegeben werden. Normalerweise wird dies getangenauere und hochempfindliche Geräte.
Klassifizierung der Instrumentierung
Jetzt gibt es eine riesige Anzahl von Geräten, mit denen man Daten und Indikatoren überprüfen kann. Daher können alle Instrumente nach mehreren Hauptmerkmalen klassifiziert werden:
1. Je nach Art des Messwerts. Oder nach Vereinbarung. Zum Beispiel das Messen von Druck, Temperatur, Füllstand oder Zusammensetzung, sowie des Aggregatzustands etc. Gleichzeitig hat jeder seine eigenen Qualitäts- und Genauigkeitsstandards, zum Beispiel als Genauigkeitsklasse von Messgeräten, Thermometern etc.
2. Durch die Einholung externer Informationen. Hier kommt eine komplexere Klassifizierung:
- Aufzeichnung - solche Geräte zeichnen selbstständig alle Eingangs- und Ausgangsdaten für die nachfolgende Analyse auf;
- Zeigen - diese Geräte ermöglichen es, Veränderungen in einem Prozess ausschließlich zu beobachten;
- regulieren - diese Geräte werden automatisch auf den Wert des Messwertes eingestellt;
- zusammenfassend - hier wird ein beliebiger Zeitraum genommen und das Gerät zeigt den Gesamtwert des Wertes für den gesamten Zeitraum an;
- Signalisierung - solche Geräte sind mit einem speziellen Ton- oder Lichtwarnsystem oder Sensoren ausgestattet;
- Komparator - Dieses Gerät dient dazu, bestimmte Werte mit den entsprechenden Maßen zu vergleichen.
3. Nach Standort. Unterscheiden Sie zwischen lokalen und entfernten Messgeräten. Gleichzeitig haben letztere die MöglichkeitEmpfangene Daten über beliebige Entfernungen übertragen.
Merkmale der Instrumentierung
Bei jeder Arbeit ist zu bedenken, dass nicht nur Arbeitsgeräte, sondern auch Standardmuster der Eichung unterliegen. Ihre Qualität hängt von mehreren Indikatoren gleichzeitig ab, wie zum Beispiel:
· Genauigkeitsklasse oder Fehlerbereich. Alle Geräte neigen dazu, sich zu irren, sogar Standards. Der einzige Unterschied besteht darin, dass möglichst wenige Fehler in der Arbeit vorkommen. Sehr oft wird hier die Genauigkeitsklasse A verwendet.
· Empfindlichkeit. Dies ist das Verhältnis der Winkel- oder Linearbewegung des Zeigers zur Änderung des untersuchten Wertes.
· Variation. Dies ist die zulässige Differenz zwischen wiederholten und tatsächlichen Messungen desselben Instruments unter denselben Bedingungen.
· Zuverlässigkeit. Dieser Parameter spiegelt die Erh altung aller spezifizierten Eigenschaften für eine bestimmte Zeit wider.
· Trägheit. So wird eine gewisse zeitliche Verzögerung der Instrumentenanzeige und des Messwerts charakterisiert.
Außerdem muss eine gute Instrumentierung Eigenschaften wie H altbarkeit, Zuverlässigkeit und Wartbarkeit aufweisen.
Was ist die Fehlerspanne?
Spezialisten wissen, dass es bei jeder Arbeit kleine Fehler gibt. Bei der Durchführung verschiedener Messungen werden sie als Fehler bezeichnet. Sie alle sind auf die Unvollkommenheit und Unvollkommenheit der Mittel und Methoden der Forschung zurückzuführen. Daher hat jedes Gerät seine eigene Genauigkeitsklasse, zum Beispiel Genauigkeitsklasse 1 oder 2.
Gleichzeitig werden folgende Fehlerarten unterschieden:
· Absolut. Dies ist der Unterschied zwischen der Leistung des verwendeten Instruments und der Leistung des Referenzgeräts unter denselben Bedingungen.
· Relativ. Ein solcher Fehler kann als indirekt bezeichnet werden, weil dies ist das Verhältnis des gefundenen absoluten Fehlers zum tatsächlichen Wert des angegebenen Werts.
· Relativ reduziert. Dies ist ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem absoluten Wert und der Differenz zwischen der oberen und unteren Grenze der Skala des verwendeten Instruments.
Es gibt auch eine Klassifizierung nach Art des Fehlers:
· Zufällig. Solche Fehler treten ohne Regelmäßigkeit oder Konsistenz auf. Oft beeinflussen verschiedene äußere Faktoren die Leistung.
· Systematisch. Solche Fehler treten gemäß einem bestimmten Gesetz oder einer bestimmten Regel auf. Ihr Aussehen hängt in größerem Maße vom Zustand der Instrumentierung ab.
· Verfehlt. Solche Fehler verzerren die zuvor erh altenen Daten stark. Diese Fehler lassen sich leicht durch Vergleich der entsprechenden Messungen beseitigen.
Was ist Grad-5-Genauigkeit?
Die moderne Wissenschaft hat ein spezielles Messsystem eingeführt, um die von spezialisierten Geräten erh altenen Daten zu rationalisieren und ihre Qualität zu bestimmen. Sie bestimmt die angemessene Einstellungsebene.
Genauigkeitsklassen von Messgeräten sind eine Art verallgemeinertes Merkmal. Es sieht die Bestimmung der Grenzen verschiedener Fehler und Eigenschaften vor, die die Genauigkeit von Instrumenten beeinflussen. Gleichzeitig hat jeder Messgerätetyp seine eigenen Parameter und Klassen.
Nach der Genauigkeit und Qualität der Messung am modernstenSteuergeräte haben folgende Unterteilungen: 0, 1; 0,15; 0,2;0,25; 0,4; 0,5; 0,6; zehn; fünfzehn; 20; 2, 5; 4, 0. In diesem Fall hängt der Fehlerbereich von der verwendeten Instrumentenskala ab. Beispielsweise sind bei Geräten mit Werten von 0 - 1000 °C Fehlmessungen von ± 15 °C zulässig.
Wenn wir über industrielle und landwirtschaftliche Geräte sprechen, wird ihre Genauigkeit in die folgenden Klassen eingeteilt:
· 1-500 mm. Hier werden 7 Genauigkeitsklassen verwendet: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 und 5.
· Über 500 mm. Es werden die Klassen 7, 8 und 9 verwendet.
Gleichzeitig hat das Gerät mit einer Einheit die höchste Qualität. Und die 5. Genauigkeitsklasse wird hauptsächlich bei der Herstellung von Teilen für verschiedene landwirtschaftliche Maschinen, im Auto- und Dampflokbau verwendet. Es ist auch erwähnenswert, dass es zwei Landungen gibt: X₅ und C₅.
Wenn wir über Computertechnologie sprechen, zum Beispiel Leiterplatten, dann entspricht Klasse 5 einer erhöhten Genauigkeit und Dichte des Designs. In diesem Fall ist die Breite des Leiters kleiner als 0,15, und der Abstand zwischen den Leitern und den Rändern des Bohrlochs überschreitet nicht 0,025.
Zwischenstaatliche Genauigkeitsstandards in Russland
Jeder moderne Wissenschaftler sucht nach einem eigenen System zur Bestimmung der Qualität der verwendeten Instrumente und der gewonnenen Daten. Um die Messgenauigkeit zu verallgemeinern und zu systematisieren, wurden zwischenstaatliche Standards eingeführt.
Sie definieren die grundlegenden Bestimmungen für die Einteilung von Geräten in Klassen, eine Sammlung aller Anforderungen an solche Geräte und Methoden zur Standardisierung verschiedener metrologischer Merkmale. GenauigkeitsklassenMessgeräte werden durch spezielle GOST 8.401-80 GSI festgelegt. Dieses System wurde auf der Grundlage der internationalen OIML-Empfehlung Nr. 34 vom 1. Juli 1981 eingeführt. Hier sind allgemeine Bestimmungen, die Definition von Fehlern und die Bezeichnung der Genauigkeitsklassen selbst mit konkreten Beispielen aufgeführt.
Grundlagen zur Bestimmung der Genauigkeitsklassen
Um die Qualität aller Messgeräte und der daraus resultierenden Daten richtig zu bestimmen, gibt es einige Grundregeln:
· Genauigkeitsklassen sollten entsprechend der Art der verwendeten Geräte ausgewählt werden;
· Mehrere Standards können für verschiedene Messbereiche und Größen verwendet werden;
· Nur eine Machbarkeitsstudie bestimmt die Anzahl der Genauigkeitsklassen für ein bestimmtes Gerät;
· Messungen werden ohne Berücksichtigung des Verarbeitungsmodus durchgeführt. Diese Standards gelten für digitale Instrumente mit einem eingebetteten Computergerät;
· Messgenauigkeitsklassen werden basierend auf bestehenden staatlichen Testergebnissen zugewiesen.
Elektrodynamische Instrumentierung
Zu diesen Geräten gehören Amperemeter, Wattmeter oder Voltmeter und andere Geräte, die verschiedene Größen in Strom umwandeln. Für ihren korrekten und stabilen Betrieb wird eine spezielle Abschirmung von Messgeräten verwendet. Dies geschieht beispielsweise, um die Genauigkeitsklasse eines Voltmeters zu erhöhen.
Das Funktionsprinzip dieser Geräte besteht darin, dass ein externes Magnetfeld gleichzeitig das Feld eines Messgeräts verstärkt undschwächt das Feld des anderen. In diesem Fall bleibt der Gesamtwert unverändert.
Zu den Vorteilen einer solchen Instrumentierung gehören Zuverlässigkeit, Zuverlässigkeit und Einfachheit. Es funktioniert gleichermaßen mit DC und AC.
Und die wichtigsten Nachteile sind die geringe Genauigkeit und der hohe Stromverbrauch.
Elektrostatische Instrumentierung
Diese Geräte arbeiten nach dem Prinzip der Wechselwirkung geladener Elektroden, die durch ein Dielektrikum getrennt sind. Strukturell sehen sie fast wie ein flacher Kondensator aus. Gleichzeitig ändert sich beim Bewegen des beweglichen Teils auch die Kapazität des Systems.
Die bekanntesten von ihnen sind Geräte mit Linear- und Oberflächenmechanismus. Sie haben ein etwas anderes Funktionsprinzip. Bei Geräten mit Oberflächenmechanismus ändert sich die Kapazität aufgrund von Schwankungen im aktiven Bereich der Elektroden. Ansonsten ist der Abstand zwischen ihnen wichtig.
Zu den Vorteilen solcher Geräte gehören ein geringer Stromverbrauch, die GOST-Genauigkeitsklasse, ein ziemlich breiter Frequenzbereich usw.
Die Nachteile sind die geringe Empfindlichkeit des Geräts, die Notwendigkeit einer Abschirmung und ein Durchschlag zwischen den Elektroden.
Magnitoelektrische Instrumente
Dies ist eine andere Art der gebräuchlichsten Messgeräte. Das Funktionsprinzip dieser Geräte basiert auf der Wechselwirkung des Magnetflusses eines Magneten und einer Spule mit Strom. Am häufigsten werden Geräte mit einem externen Magneten und einem beweglichen Rahmen verwendet. Strukturell bestehen sie aus drei Elementen. Dies ist ein zylindrischer Kern, ein externer Magnet undMagnetkern.
Zu den Vorteilen dieser Instrumente gehören eine hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit, ein geringer Stromverbrauch und eine gute Beruhigung.
Zu den Nachteilen der vorgestellten Geräte gehören die Komplexität der Herstellung, die Unfähigkeit, ihre Eigenschaften über die Zeit beizubeh alten, und die Temperaturanfälligkeit. Dadurch wird beispielsweise die Genauigkeitsklasse eines Manometers deutlich reduziert.
Andere Instrumentierungsarten
Zusätzlich zu den oben genannten Geräten gibt es einige weitere grundlegende Messgeräte, die am häufigsten im Alltag und in der Produktion verwendet werden.
Zu diesen Geräten gehören:
· Thermoelektrische Geräte. Sie messen Strom, Spannung und Leistung.
· Magnetoelektrische Geräte. Sie eignen sich zur Messung von Spannung und Strommenge.
· Kombinierte Geräte. Hier wird nur ein Mechanismus verwendet, um mehrere Größen gleichzeitig zu messen. Die Genauigkeitsklassen der Messgeräte sind wie bei allen gleich. Meistens arbeiten sie mit Gleich- und Wechselstrom, Induktivität und Widerstand.
