Класи точності засобів вимірювання. Контрольно-вимірювальні прилади. 5 клас точності
Високоточні прилади використовуються в самих різних сферах життя і виробництва сучасного суспільства. Без спеціального обладнання не було б польотів в космос, розвитку військової і цивільної техніки і багато чого іншого. Ремонт подібного обладнання виробляти досить складно. Тому і застосовуються різні контрольно-вимірювальні прилади. Їх якість визначається рівнем відповідності даного устаткування своїм прямим призначенням. Для зручності виміру також застосовуються і класи точності засобів вимірювання.
Що таке одиниця виміру?
Кожна стадія технологічного або природного процесу характеризується певними величинами: температурою, тиском, щільністю і т. Д. Постійно слідкуючи за цими параметрами, можна контролювати і навіть коригувати будь-яка дія. Для зручності були створені стандартні одиниці вимірювання для кожного конкретного процесу, такі як метр, Дж, кг і т. Д. Вони діляться на:
·- Основні. Це незмінні і загальноприйняті одиниці виміру.
·- Когерентні. Це пов`язані з іншими одиницями похідні. Їх числовий коефіцієнт прирівняний до одиниці.
·- Похідні. Ці одиниці виміру визначаються з основних величин.
·- Кратні і частинні. Вони створюються шляхом множення або ділення на 10 основних або довільних одиниць.
У кожній галузі є група величин, які постійно використовуються при спостереженні і коригування процесів. Така сукупність одиниць вимірювання називається системою. Контролюють і звіряють параметри процесу при цьому спеціальні контрольно-вимірювальні прилади. Їх параметри задані за допомогою Міжнародної системи одиниць.
Способи і засоби вимірювань
Для того щоб порівняти або проаналізувати отриману величину, слід провести ряд дослідів. Проводяться вони кількома поширеними способами:
·- Прямі. Це такі методи, при яких будь-яке значення отримують дослідним шляхом. До них відносяться безпосередня оцінка, нульова компенсація і диференціація. Прямі способи вимірювання відрізняються простотою і швидкістю. наприклад, вимірювання тиску стандартним інструментом. При цьому клас точності манометра значно нижче, ніж при інших дослідженнях.
·- Непрямі. Такі методи ґрунтуються на обчисленні певних величин з відомих або загальноприйнятих параметрів.
Відео: Клас точності
·- Сукупні. Це способи вимірів, при яких шукана величина визначається не тільки вирішенням ряду рівнянь, а й за допомогою спеціальних дослідів. Такі дослідження найчастіше застосовуються в лабораторній практиці.
Крім способів вимірювання величин є ще і спеціальні вимірювальні прилади. Це кошти знаходження шуканого параметра.
Що таке контрольно-вимірювальні прилади?
Напевно, кожна людина хоча б один раз в житті проводив якісь досліди або лабораторні дослідження. Там використовувалися манометри, вольтметри і інші цікаві пристосування. Кожен користувався своїм приладом, але був один - контрольний, на який рівнялися всі.
Так завжди - для точності якості вимірювання всі пристрої повинні чітко відповідати встановленому стандарту. При цьому не виключаються деякі похибки. Тому на державному та міжнародному рівні були введені класи точності засобів вимірювання. Саме по ним визначається допустима похибка в розрахунках і показниках.
Існують також кілька основних операцій контролю таких приладів:
·- Випробування. Цей метод здійснюється ще на стадії виробництва. Кожен пристрій ретельно перевіряють на відповідність стандартам якості.
·- Перевірка. При цьому порівнюються показання зразкових приладів з випробуваними. У лабораторії, наприклад, всі пристрої перевіряються кожні два роки.
·- Градуировка. Це операція, при якій всім контрольними позначками шкали випробуваного приладу надають відповідні значення. Як правило, здійснюється це більш точними і високочутливими пристроями.
Класифікація контрольно-вимірювальних приладів
Зараз існує величезна кількість пристроїв, за допомогою яких перевіряють дані і показники. Тому всі контрольно-вимірювальні прилади можна класифікувати за кількома основними ознаками:
1. За родом вимірюваної величини. Або за призначенням. Наприклад, що вимірюють тиск, температуру, рівень або склад, а також стан речовини і т. Д. При цьому у кожного є свої стандарти якості і точності, наприклад як клас точності лічильників, термометрів і ін.
2. За способом отримання зовнішньої інформації. Тут йде більш складна класифікація:
- реєструють - такі пристрої самостійно записують всі вхідні і вихідні дані для подальшого аналізу;
- що показують - ці прилади дають можливість виключно спостерігати за змінами будь-якого процесу;
- регулюють - дані пристрої автоматично налаштовуються на значення вимірюваної величини;
- підсумовують - тут береться який-небудь проміжок часу і прилад показує загальне значення величини за весь період;
- сигналізують - такі пристрої обладнані спеціальною звуковою або світловою системою оповіщення або датчиками;
- компарірующіе - це обладнання покликане порівнювати певні величини з відповідними заходами.
3. По розташуванню. Розрізняють місцеві і дистанційні вимірювальні пристрої. При цьому останні мають можливість передавати отримані дані на будь-яку відстань.
Характеристика контрольно-вимірювальних приладів
У кожній роботі слід пам`ятати, що перевірці підлягають не тільки робочі пристрої, але і стандартні зразки. Їх якість залежить відразу від декількох показників, таких як:
·- Клас точності або діапазон похибки. Всім приладам властиво помилятися, навіть стандартам. Різниця лише в тому, щоб помилок в роботі було якомога менше. Дуже часто тут застосовується клас точності А.
·- Чутливість. Це відношення кутового або лінійного переміщення стрілки покажчика до зміни досліджуваної величини.
·- Варіація. Це допустима різниця між повторними і дійсними показаннями одного і того ж приладу в однакових умовах.
·- Надійність. Даний параметр відображає збереження всіх заданих характеристик протягом певного часу.
·- Інерційність. Так характеризується деяке відставання в часі показань приладу і вимірюваної величини.
Відео: Намотувальний верстат. Пристрій перемотування кабелю (дроти, троса, каната) УНК-5-2НП
Також хороший КВП повинен володіти такими якостями, як довговічність, безвідмовність і ремонтопридатність.
Що таке похибка?
Фахівці знають, що в будь-якій роботі існують помилкові дані. При проведенні різних вимірів їх називають похибками. Всі вони обумовлені недоробкою і недосконалістю засобів і методів досліджень. Тому будь-якого обладнання відповідають свій клас точності, наприклад 1 або 2 клас точності.
При цьому розрізняють такі види похибок:
·- Абсолютна. Це різниця між показниками приладу, і показниками еталонного пристрою в тих же умовах.
·- Відносна. Таку похибку можна назвати непрямою, тому що це відношення знайденої абсолютної похибки до дійсного значення заданої величини.
·- Відносна наведена. Це певне ставлення між абсолютним значенням і різницею верхньої і нижньої меж шкали використовуваного приладу.
Також існує класифікація за характером похибки:
·- Випадкові. Такі похибки виникають без будь-якої закономірності або системності. Часто на показники впливають різні зовнішні фактори.
·- Систематичні. Такі помилки виникають за певним законом або правилом. Більшою мірою їх поява залежить від стану КВП.
·- Промахи. Такі похибки досить різко спотворюють отримані раніше дані. Ці помилки легко прибираються при зіставленні відповідних вимірювань.
Що таке 5 клас точності?
Для упорядкування отриманих даних спеціалізованих приладів, а також для визначення їх якості сучасною наукою прийнята спеціальна система вимірювань. Саме вона визначає відповідний рівень налаштувань.
Класи точності засобів вимірювання - це якась узагальнена характеристика. Вона передбачає визначення меж різних похибок і властивостей, що впливають на точність приладів. При цьому у кожного виду вимірювальних приладів є власні параметри і класи.
Згідно точності і якості вимірювання, більшість сучасних контрольних пристроїв мають такі поділу: 0,1- 0,15- 0,2-0,25- 0,4- 0,5- 0,6- 1,0- 1,5- 2,0 2,5 4,0. При цьому діапазон похибки залежить від використовуваної шкали приладу. Наприклад, для обладнання зі значеннями 0 - 1000 ° С допускаються помилкові вимірювання ± 15 ° С.
Якщо говорити про промислове і сільськогосподарське обладнання, то їх точність підрозділяється на такі класи:
·- 1-500 мм. Тут застосовують 7 класів точності: 1, 2, 2а, 3, 3а, 4 та 5.
·- Понад 500 мм. Використовуються класи 7, 8, і 9.
При цьому найвищу якість буде у приладу з одиницею. А 5 клас точності використовується в основному в виготовленні деталей різних сільськогосподарських машин, вагоно-і паровозостроении. Варто також відзначити, що він має дві посадки: Х і С .
Якщо говорити про комп`ютерні технології, наприклад, друкованих платах, то 5 клас відповідає підвищеної точності і щільності конструкції. При цьому ширина провідника становить менше 0,15, а відстань між провідниками і краями просвердленого отвору не перевищує 0,025.
Міждержавні стандарти точності в Росії
Будь-який сучасний вчений шукає свою систему визначення якості використовуваних приладів і отриманих даних. Для узагальнення і систематизації точності вимірювань були прийняті міждержавні стандарти.
Вони визначають основні положення поділу приладів на класи, комплекс усіх вимог до подібного обладнання і способи нормування різних метрологічних характеристик. Класи точності засобів вимірювань встановлюються спеціальним ГОСТом 8.401-80 ГСИ. Ця система була введена на основі міжнародної рекомендації МОЗМ № 34 з 1 липня 1981 року. Тут викладені загальні положення, визначення похибок і позначення самих класів точності з конкретними прикладами.
Основні положення для визначення класів точності
Для правильного визначення якості всіх вимірювальних приладів і одержуваних даних існує кілька основних правил:
·- класи точності слід вибирати відповідно до видів використовуваного обладнання;
·- для різних діапазонів вимірювань і величин можна використовувати кілька стандартів;
·- тільки техніко-економічне обґрунтування визначає число класів точності для конкретного обладнання;
·- вимірювання проводяться без урахування режиму обробки. Ці стандарти застосовуються до цифрових приладів з вбудованим обчислювальним пристроєм;
·- класи точності вимірювань присвоюються з урахуванням існуючих результатів державних випробувань.
електродинамічні КВП
До подібних пристроїв можна віднести амперметри, ватметри або вольтметри і інші прилади, що перетворюють різні величини в струм. Для їх правильної та стабільної роботи застосовується спеціальне екранування вимірювального обладнання. Це робиться, наприклад, щоб підвищити клас точності вольтметра.
Принцип дії даних приладів полягає в тому, що зовнішнє магнітне поле одночасно підсилює поле одного вимірювального пристрою і послаблює поле іншого. При цьому сумарне значення незмінно.
До плюсів такого КВП можна віднести надійність, безвідмовність і простоту. Він однаково працює як при постійному, так і при змінному струмі.
А найвагомішими недоліками є невисока точність і велике енергоспоживання.
електростатичні КВП
Ці прилади працюють на принципі взаємодії заряджених електродів, які розділені діелектриком. Конструктивно вони виглядають практично як плоский конденсатор. При цьому, при переміщенні рухомої частини ємність системи також змінюється.
Найбільш відомі з них - це пристрої з лінійним і поверхневим механізмом. У них трохи різний принцип дії. У приладів з поверхневим механізмом ємність змінюється за рахунок коливань активної площі електродів. В іншому випадку важливо відстань між ними.
До переваг таких пристроїв відносяться невелика потужність споживання, клас точності ГОСТ, досить широкий Частотний діапазон і т.д.
Недоліками є невелика чутливість приладу, необхідність екранування і пробою між електродами.
магнітоелектричні КВП
Це ще один вид найбільш поширених вимірювальних пристроїв. Принцип дії даних приладів заснований на взаємодії магнітного потоку магніту і котушки зі струмом. Найчастіше використовується обладнання з зовнішнім магнітом і рухомою рамкою. Конструктивно вони складаються з трьох елементів. Це циліндричний сердечник, зовнішній магніт і муздрамтеатр.
До плюсів даних КВП можна віднести високу чутливість і точність, невелику потужність споживання і хороше заспокоєння.
До мінусів представлених пристроїв відносять складність виготовлення, нездатність зберігати свої властивості з плином часу і схильність до впливу температури. Тому, наприклад, клас точності манометра значно знижується.
Інші види КВП
Крім наведених вище пристроїв, є ще кілька основних вимірювальних приладів, які найбільш часто використовуються в повсякденному житті і виробництві.
До такого обладнання відносяться:
·- Термоелектричні прилади. Вони вимірюють силу струму, напругу і потужність.
·- магнітоелектричні прилади. Вони підходять для вимірювання напруги і кількості електрики.
·- Комбіновані пристрої. Тут для вимірювання відразу декількох величин використовується всього один механізм. Класи точності засобів вимірювання застосовуються ті ж, що і для всіх. Найчастіше вони працюють з силою постійного і змінного струму, індуктивністю і опором.
