Визначення похибок вимірювальних приладів та устроїв

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА  № 1 – 4 год.

ТЕМА: Визначення похибок вимірювальних приладів та устроїв.

МЕТА: Вивчити методику та принципи проведення метрологічної повірки приладів.

Вступ

Автоматичний контроль технологічних параметрів і комплексних показників якості продукції харчової промисловості являється однією із складових частин процесу автоматизації виробничих процесів. З цією метою використовують спеціальні технічні засоби, раціональне використання яких вимагає знання основних положень вимірювальної техніки і метрології.

Наука про методи, засоби і способи досягнення необхідної точності вимірювань називається метрологією.

Вимірюванням називається процес визначення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних засобів вимірювання.

1.  Основні поняття та визначення в області вимірювань

При вимірюванні зазвичай отримують значення вимірюваної фізичної величини, яке відрізняється від її істинного значення. Як правило, істинне значення залишається невідомим і за нього приймають значення, яке знаходять за допомогою еталона або приладу високої точності.

Відхилення вимірюваного значення фізичної величини A_д (результату вимірювання) від її істинного значення A_u, виражене в одиницях вимірюваної величини, називається абсолютною похибкою вимірювань

            Відношення абсолютної похибки до істинного значення вимірюваної величини називається відносною похибкою (зазвичай виражається в відсотках)

            Зведеною похибкою γ називається відношення абсолютної похибки до деякого нормуючого значення. За нормуюче значення зазвичай приймають діапазон вимірювання приладу. Зведена похибка зазвичай виражається в відсотках

де N – нормуюче значення (діапазон вимірювання приладу).

Метою визначення похибок вимірювання є оцінка точності результату вимірювання. Точністю називається якість вимірювання, яка відображує близькість результатів до дійсного значення вимірюваної величини.

Узагальненою характеристикою засобу вимірювання, яка визначається границями допустимих основних та додаткових похибок, являється клас точності. Як правило, границі допустимих основних і додаткових похибок установлюються у вигляді значень зведених похибок, тобто клас точності вимірювального приладу являє собою найбільш допустиме значення його зведеної похибки.

Повіркою називається сукупність дій, які виконуються з метою оцінки похибок приладів, встановлення працездатності приладу і достовірності його показів, тобто відповідності його класу точності.

Для виконання повірочних робіт необхідно мати вимірювальні прилади більш високого класу точності. Клас точності зразкового приладу повинен бути значно вище класу точності приладу, який проходить повірку, не менше ніж у 4 ÷ 5 раз.

Градуюванням вимірювального приладу називається операція, за допомогою якої поділкам шкали приладу надаються значення, виражені в одиницях вимірюваної величини.

Повірка градуювання вимірювальних приладів полягає у визначенні його найбільшої зведеної похибки і порівнянні її з класом точності. Прилад вважається придатними для експлуатації, якщо його основна (найбільша) зведена похибка не перевищує його клас точності.

Зведена похибка і варіація визначаються для всіх цифрованих відміток шкали при прямому та зворотному ході вимірювань. Дані повірки заносяться в протокол (табл.1)

Звіт про кожну лабораторну роботу складається індивідуально з кожним студентом в такій послідовності:

1.  Назва лабораторної роботи.

2.  Мета роботи.

3.  Перелік приладів та обладнання, які підлягають повірці та їх характеристики.

4.  Протоколи досліджень або таблиці.

5.  Висновки по роботі.

2.  Порядок оформлення роботи та її зміст

Лабораторна робота №1

Тема: Визначення похибок вимірювальних приладів та устроїв.

Мета: вивчити методику та принципи проведення метрологічної повірки приладів.

Обладнання: тестер Ц 4326, еталонний прилад В7 – 21, джерело напруги.

Порядок виконання.

1.  Ознайомитись зі схемою підключення приладів.

2.  Вивчити методику проведення повірки тестера.

3.  Згідно методики виконати повірку.

4.  Оформити результати повірки та написати звіт.

Звіт по роботі.

1.  Записати марку приладів та їх характеристики.

2.  Зарисувати схему підключення приладів.

3.  Записати методику проведення роботи.

4.  Провести повірку і оформити результати у виді таблиці.

5.  Зробити висновки про природність тестера.

3.  Методика проведення роботи.

Відповідно до рекомендованої схеми збирається стенд для проведення роботи

Рис 1. Схема підключення приладів

1 – джерело напруги регульоване, 2 – прилад для повірки Ц 4324, клас точності 2,5, 3 – вольтметр еталонний В7 – 21, клас точності 0,1.

            Повірку будемо проводити в діапазоні вимірювання постійної напруги тестером Ц4324 від 0 до 30 В. Після того, як схема зібрана, вмикається  регульоване джерело напруги і напруга подається на прилади. Значення напруги вказані в таблиці 1. Повірку проводимо в прямому та зворотному напрямку.

            Встановлюючи вказані значення напруги A_дна Ц 4324 зчитуємо істинне значення A_u з В7 – 21 і записуємо в таблицю 1.

Після проведення повірки проводимо розрахунки всіх похибок і записуємо в таблицю. Значення N  при розрахунку γ рівне 30. Потім обчислюємо середнє значення γ_ср всіх вимірювань і робимо висновки про придатність приладу.

Таблиця 1. Результати повірки

№	Покази приладу для повірки Ц 4324, В Aд	Покази еталонного приладу В7 – 21, В Au	Похибки
			Абсолютна похибка α, В	Відносна похибка β, %	Зведена похибка γ, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	5 10 15 20 25 30 25 20 15 10 5

Контрольні запитання.

1.  Що таке клас точності?

2.  Які похибки бувають?

3.  Які класи точності приладів використовуються в промисловості?

4.  Що таке еталон?

5.  Навіщо потрібна метрологічна служба?

6.  Що таке вимірювання?

7.  Який клас точності має бути у зразковому приладі по відношенню до повіряємого?

8.  Навіщо потрібна повірка приладів?

9.  Принципи побудови Державної служби приладів.

Рекомендована література.

1.  Полоцкий Л.М., Лапшенков Г.И. Автоматизация химических производств. – М.: «Химия» 1982. 296 с.

2.  Автоматизация технологических процессов и производств пищевой промышленности.: Учебник / Ладанюк А.П., Трегуб В.Г., Ельперин И.В, Цюцюра В.Д. – К.: «Аграрное образование» 2001. 224 с.