Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
POMIAR-jest to zbiór operacji (czynności) mających na
celu wyznaczenie wielkości wartości mierzonej.
WIELKOŚĆ-jest to cecha zjawiska ciała lub substancji
którą można rozróżnić jakościowo i określić ilościowo.
WARTOŚĆ-jest to wielkość wyrażona iloczynem liczby i
jednostki miary.
WYNIK POMIARU-jest to wartość wielkości otrzymana w
pomiarze.
JEDNOSTKA MIARY-jest to wartość wielkości umownie
przyjęta za jednostkową (której wartość liczbowa umownie
jest równa 1).
METROLOGIA ( miernictwo )- jest to dziedzina wiedzy
zajmująca się pomiarami.
DOKŁADNOŚĆ-określa nam zgodność pomiędzy
wynikami pomiarów a wartością prawdziwą.
PRECYZJA-jest to zgodność pomiędzy wynikami
pomiarów otrzymywanych w takich samych warunkach.
Mezurand – to co mierzymy.
BŁĄD POMIARU-(pojęcie ilościowe) jest to niezgodność wyniku pomiaru z wartością prawdziwą wielkości miezonej
DX=X-X błąd bezwzględny jest wielkością niezależną
X – wartość otrzymana w wyniku pomiary
X – wartość prawdziwa
BŁĄD WZGLĘDNY-nie ma jednostki ,jest wielkością
niemianowaną. δX=DX/X
BŁĄD ZREDUKOWANY (unormowany, zakresowy, sprowadzony) jest to błąd odniesiony do pewnej wielkości
charakterystycznej ;błąd ten określony jest dla przyrządu.
ΔzakresX=DX/Xzakres (ten błąd jest wykorzystywany
przez producentów do określania klasy przyrządu ).
BŁĄD GRANICZNY(DmaxX)-jest to taka ekstremalna
wartość błędu dodatnia lub ujemna, taka że
prawdopodobieństwo jej przekroczenia przez wartość błędu
z któregokolwiek pomiaru jest znikomo mała.
X-DmaxX < X < X+DmaxX
BŁĄD GRANICZNY UNORMOWANY odniesiony do
zakresu ,błąd ten służy do określenia klasy przyrządu
pomiarowego.
KLASA PRZYRZĄDU pomiarowego jest to wartość
liczbowa błędu max zakresowego wyrażona w %
oznaczamy klasę podając liczbę bez znaku %:
0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 1,5 ; 2,5 ; 5
Jeżeli na przyrządzie jest napisane 0,1 tzn. że max błędy
tego przyrządu odniesione do zakresu są równe 0,1 % ,
jest to prawda pod warunkiem że przyrząd znajduje się w
tzw. warunkach odniesienia.
BŁĄD POMIAROWY PRZYRZĄDU-jest to błąd ,który
przyrząd popełnia gdy znajduje się w warunkach odniesieni
BŁĘDY DODATKOWE-są to błędy, które popełnia
przyrząd wielkości wtedy gdy wielkości wpływające mają
wartości inne niż wartości odniesienia.
BŁĘDY SYSTEMATYCZNE to jest taki składnik błędu,
który jest stały lub zmienia się według jakiegoś znanego
prawa dla różnych wyników pomiarów.
BŁĄD METODY jest to błąd ,który wynika z zastosowania
niewłaściwej metody pomiaru z punktu widzenia
właściwości użytych narzędzi pomiarowych.
BŁĘDY GRUBE są to błędy o dużych wartościach
wynikające głównie z niewłaściwej obsługi przyrządów, ze złego odczytu pomiaru ,mogą wynikać z przypadkowych
silnych zakłóceń ,z uszkodzenia aparatury.
BŁĘDY PRZYPADKOWE zmieniają się w sposób
nieprzewidywalny w serii realizowanych pomiarów w
niezmiennych warunkach, przeciwstawienie błędów
systematycznych.
Zachowanie się błędów przypadkowych bardzo dobrze opisuje rozkład normalny: p(x)=.......................................
x-wartość oczekiwana, średnia
δx-odchylenie standardowe, błąd średniokwadratowy
PRZEDZIAŁEM UFNOŚCI nazywamy symetrycznie zdefiniowany przedział
x-
δx-odchylenie standardowe=
Rozkład prostokątny-obrazuje błędy kwantowania woltomierzy cyfrowych δx=a/......
Przedział ufności- p(......
Rozkład trójkątny-opisuje błędy w częstościomierzu cyfrowym δx=a/.....
Przedział ufności p(.......
Rozkład normalny-większość zjawisk jest bardzo dobrze przybliżona rozkładem normalnym δx=a/3
Przedział normalny p(......
CENTRALNE TWIERDZENIE GRANICZNE-jeżeli jakaś zmienna jest sumą innych zmiennych losowych o dowolnych rozkładach, to wraz ze wzrostem liczby sumowanych zmiennych, rozkład tej sumy dąży do rozkładu normalnego.
NIEPEWNOŚĆ POMIARU-jest to parametr związany wynikiem pomiaru charakteryzujący rozrzut wartości, który można w uzasadniony sposób przypisać wynikowi pomiarów.
NIPEWNOŚĆ STANDARDOWA-jest to niepewność wyniku pomiaru wyrażona przez odchylenie standardowe, oznaczamy (u)
Niepewności typu A- są to niepewności, które są obliczane metodami statystycznymi (ui)
Niepewności typu B- są obliczone metodami innymi niż statystyczne (uj)
Niepewności typu A wyznaczamy na podstawie obróbki danych eksperymentalnych, które wybraliśmy w serii
(Z serii pomiarów wyznaczamy odchylenie standardowe eksperymentalne wartości średniej).
Niepewności typu B wyznaczamy na podstawie:
-danych fabrycznych przyrządu pomiarowego
-danych otrzymanych w wyniku kalibracji przyrządu
-danych dostępnych w literaturze
-pomiarów wykonanych wcześniej,
W wyniku sumowania niepewności standardowych otrzymujemy niepewność standardową złożoną:
uc=..........
WYZNACZANIE NIPEWNOŚCI ROZSZEŻONEJ-U
U=k*uc
k- wsp. rozszerzenia musi mieć taką wartość, aby niepewność rozszerzona U określała połowę przedziału, którego z założonym prawdopodobieństwem leży wartość
prawdziwa wyniku pomiaru.
ZAPIS WYNIKU: x=.....
Przy czym tak zapisanym wynikiem pomiaru powinno się podawać:
-składniki A i B uwzględnione w wyniku pomiaru
-sposób wyliczenia każdego ze składników
sposób doboru współczynnika rozszerzenia k, który został przyjęty jeśli, k różne od 2
ROZKŁAD T-STUDENTA-jeśli n<10, rozkład normalny zaczyna być mało dokładny, szczególnie dla wysokich poziomów ufności, wtedy stosujemy rozkład t-studenta.
PRZYKŁAD ZAPISU WYNIKU:
ms=(100.0247....0.00070)g gdzie liczba po znaku ..... jest niepewnością standardową złożoną U=k*uc
Uwagi:
-błędne są zapisy w % (nie można sumować wielkości wyrażonych w różnych jednostkach)
-zawsze podajemy te same cyfry znaczące w wyniku pomiaru i niepewności
-niepewności(błędy również) podajemy z jedną lub dwoma cyframi znaczacymi.
Miernik - przyrząd pomiarowy, który określa wartość mierzonej wielkości za pomocą tylko jednego wskazania {w odróżnieniu od liczników które wskazują wynik pomiaru jako różnicę dwóch wskazań}
Miernik analogowy – przyrząd w którym jest ściśle związane wskazanie z wartością wielkości mierzonej za pomocą funkcji ciągłej , czyli Y=F(x)
Czułość miernika – oznaczana literką ‘s’, jako stosunek przyrostu sygnału wyjściowego do przyrostu sygnału wejściowego s=dY/dX
Stała miernika ( przetwarzania) – C=1/s jest to taka liczba , przez którą trzeba przemnożyć wskazanie Y , aby otrzymać wielkość mierzoną x
ca=[A/dz] – stała amperomierza
cv=[V/dz] – st. Woltomierza
cw=[W/dz] – st. Watomierza
Przyrządy o działaniu bezpośrednim – przyrządy , które energię potrzebną do wychylenia wskazówki pobierają z obwodu mierzonego.
Mierniki o działaniu pośrednim –czerpią energię do odchylenia wskazówki z dodatkowego żródła energi, potrzebują zasilania.
MIERNIK ELEKTROMECHANICZNY(woltomierz magnetoelektryczny z ruchomym magnesem)
1)tor pomiarowy –jest to część obwodu elektrycznego miernika , do którego dołączone jest napięcie lub prąd powodujący odchylenie wskazówki, (tor pomiarowy w tym przypadku składa się z rezystora szeregowego i cewki miedzianej) można wyróżnić tor pomiarowy prądowy i napięciowy, jeżeli przyczyną odchylenia jest prąd to mówimy o torze prądowym
2)ustrój pomiarowy – to część przyrządu na którą działa wielkość mierzona powodująca odchylenie organu ruchomego – ustrój pomiarowy składa się z nieruchomej cewki i z części ruchomej nazywanej organem ruchomym.
3)urządzenie wskazujące jest to ten zespół elementów miernika , który służy do wskazania wartości wielkości mierzonej ; na urządzenie wskazujące składa się wskazówka i podziałki.
Podziałka jest to zbiór wskazów i ocyfrowań
4)podzielnia – powierzchnia na której naniesiona jest podziałka i inne oznaczenia przyrządu.
5)działka elementarna (e) – jest to odległość pomiędzy dwiema sąsiednimi wskazami.
6) wskaz zerowy – wskaz przyporządkowany cyfrze zero.
7) zero mechaniczne – jest to położenie równowagi do którego dąży wskazówka gdy ustrój pomiarowy nie jest zasilany.
8) zero elektryczne – jest to położenie równowagi , do którego dąży wskazówka, gdy wielkość mierzona jest równa zero.
Klasa przyrządu – określa graniczną wartość błędu pomiaru przyrządu w warunkach odniesienia ( czyli błędu podstawowego) , i ta wartość jest wyrażona w % wartości umownej (charakterystycznej)
1 - wartością charakterystyczną jest zakres wskazań przyrządów
1 - wartością charakterystyczną jest długość łuku podziałki
1 - wartością umowną jest wartość wskazywana (ile aktualnie wynosi wynik pomiaru)
½1½ - - wartością umowna jest róna obszarowi pomiarowemu (dla przyrządów dla , których skala jest liniowa , obszar wskazań obejmuje całą podziałkę , w niektórych skala jest nieliniowa i obszar pomiarowy może być oznaczony za pomocą kropek
½0 .20 40 60. 100 ½
Przeciążaloność przyrządów elektromechanicznych:
- przeciążalonść długotrwała: w ciągu 2 godzin przyrząd powinien otrzymać 120% wartości znamionowej i po tym czasie, bezpośrednio po wyłączeniu odchylenie od 0 nie powinno przekraczać 1%; po całkowitym ostygnięciu przyrząd powinien spełniać wszystkie wymagania
- przeciążalonść krótkotrwała
W przypadku przeciążeń krótkotrwałych; że po wystąpieniu takiego przeciążenia po ewentualnym sprowadzeniu wskazań zerowych na działkę zerową (po korekcji zera) przyrząd powinien spełniać wymagania bezwładności (ma spełniać wymagania przepisów)
MIERNIKI MAGNETOELEKTRYCZNEW mierniku magnetoelektrycznym wykorzystujemy zjawisko wykorzystywania siły działającej na przewód przewodzący prąd umieszczony w polu magnetycznym.
Budowa mierników magnetoelektrycznych.
W rzeczywistości zamiast przewodu umieszczamy ramkę w polu magnetycznym.
Pożądane jest aby moment napędowy (Mn) nie zależał od wychylenia.
Mn=B*I*z*l*a*cosa=k*I
- moment napędowy jest proporcjonalny do prądu I
- sposób zawieszenia ramki:
1. sprężynki doprowadzają prąd do ramki
2. w miarę jak ramka odchyla się od położenia równowagi to sprężynki wytwarzają moment zwrotny (Mk)
Jeżeli cewka odchyla się od położenia równowagi pod wpływem momentu napędowego to od razu pojawia się przeciwnie skierowany moment zwrotny pochodzący od sprężynek {
Mz=c*a, c-stała sprężynek}
Są dwa momenty działające na ramkę:(Mz,Mn)Przebieg ustalenia się wskazań (dla różnych przyrządów są inne, zależy to od tłumienia otóż aby przyrząd osiągnął stan ustalony musi ruch być odpowiednio tłumiony). Często konstrukcje tych przyrządów wyposażone są w tłumiki, tłumik wytwarza moment tłumiący dzięki temu wskazania osiągają stan ustalony. W przypadku mierników ME tłumienie zastosowane jest tzw. ramkowe, tłumienie ramkowe polega na tym, że cewka nawinięta jest na ramkę, która stanowi zwój zwarty, czyli w polu magnesu porusza się cewka, która wytwarza moment napędowy, ale również porusza się jeden zwój zwarty (ramka stanowi zwój zwarty). Ten zwarty zwój poruszając się w polu magnetycznym powoduje, że indukują się w nim prądy wirowe i one tłumią ruch.
AMPEROMIERZE MAGNETOELEKTRYCZNE
Bezpośredni:
Do 100mA, ale jest to za mało dla wielu potrzeb dlatego typowo te ustroje występują w połączeniu z bocznikiem, czyli z rezystorem, który łączymy równolegle do ustroju, jeżeli ustrój ma jakąś rezystancję Ra, a bocznik jakąś rezystancję Rb, to możemy stosunkowo łatwo ustalić jak zmienia się zakres przyrządu zależnie od proporcji tych rezystorów.
DU=Ia*Rb=Ib*Rb=(I-Ia)Rb
Rb=Ia*Ra/(I-Ia)=1/((I/Ia)-1)*Ra
I/Ia=m – mnożnik zakresu, czyli liczba „m” mówi nam ile razy zwiększamy zakres
Pojawia się problem temperaturowy.
- -Bocznik wykonujemy, który jest mało wrażliwy na temperaturę, bo jest to rezystor, który powinien mieć konkretną wartość, a więc jego rezystancja (temperatura zmienia się niewiele)
- -cewka nawinięta jest drutem miedzianym silnie zmienia swoją rezystancję w funkcji temperatury, przeciętnie na każde 10 stopni zmienia się 4%,
- W związku z tym w praktyce stosuje się modyfikację tego układu, a mianowicie w szereg z ustrojem łączy się dodatkowy rezystor Rmn (rezystor z manganianu charakteryzujący się bardzo małym współczynnikiem temp., rezystancji i włączeniem tego rezystora powoduje, że zmiany prądu w tej gałęzi w funkcji temp. są dużo większe, wartość tego rezystora musi być odpowiednio dobrana do klasy przyrządu; im przyrząd wyższej klasy tym błędy od temp. muszą być mniejsze i tym większa jest rezystancja).
Mierniki ME stosowane są do pomiaru napięć i prądów stałych. Nic nie stoi na przeszkodzie aby włączyć taki miernik pod napięcie inne niż stałe (i jakoś on się będzie zachowywał);
Zastosowanie mierników ME przy pomiarach napięć przemiennych.
Napięcie prąd – stałe,zminne – nieokresowe, okresowe, sygnały przemienne, sygnały tętniące
Wartość skuteczna jest to pierwiastek z wartości średniego kwadratu.
Wartość skuteczna prądu przemiennego, jest równa takiej wartości prądu stałego, które wytworzą taką samą energię w odbiorniku w tym samym czasie (równość energii lub mocy)
Wartość średnia prądu przemiennego, jest to taka wartość prądu stałego, który przenosi w tym samy...