อุปกรณ์ความเที่ยงตรงสูงถูกนำมาใช้ในด้านต่างๆ ของชีวิตและการผลิตในสังคมยุคใหม่ หากไม่มีอุปกรณ์พิเศษ จะไม่มีการบินในอวกาศ การพัฒนายุทโธปกรณ์ทางการทหารและพลเรือน และอื่นๆ อีกมากมาย การซ่อมแซมอุปกรณ์ดังกล่าวค่อนข้างยาก ดังนั้นจึงใช้เครื่องมือควบคุมและวัดต่างๆ คุณภาพของอุปกรณ์นั้นพิจารณาจากระดับความสอดคล้องของอุปกรณ์นี้ตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ เพื่อความสะดวกในการวัด เราจึงใช้คลาสความแม่นยำของเครื่องมือวัดด้วย
หน่วยวัดคืออะไร
แต่ละขั้นตอนของกระบวนการทางเทคโนโลยีหรือทางธรรมชาตินั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าบางอย่าง: อุณหภูมิ ความดัน ความหนาแน่น ฯลฯ ด้วยการตรวจสอบพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างต่อเนื่อง คุณสามารถควบคุมและแก้ไขค่าต่างๆ ได้หนังบู๊. เพื่อความสะดวก มีการสร้างหน่วยการวัดมาตรฐานสำหรับแต่ละกระบวนการโดยเฉพาะ เช่น มิเตอร์ J กก. เป็นต้น โดยแบ่งออกเป็น:
· หลัก. เหล่านี้เป็นหน่วยวัดคงที่และเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป
· สอดคล้องกัน เหล่านี้เป็นอนุพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับหน่วยอื่น ๆ ค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขเท่ากับหนึ่ง
· อนุพันธ์ หน่วยวัดเหล่านี้กำหนดจากปริมาณพื้นฐาน
· ทวีคูณและตัวคูณย่อย พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยการคูณหรือหารด้วยหน่วยพื้นฐานหรือหน่วยตามอำเภอใจ 10 หน่วย
ในทุกอุตสาหกรรมมีกลุ่มของค่านิยมที่ใช้อย่างต่อเนื่องในการติดตามและปรับกระบวนการ ชุดของหน่วยวัดดังกล่าวเรียกว่าระบบ พารามิเตอร์กระบวนการได้รับการตรวจสอบและตรวจสอบโดยเครื่องมือพิเศษ พารามิเตอร์ของพวกเขาถูกตั้งค่าโดยใช้ระบบสากลของหน่วย
วิธีการและวิธีการวัด
เพื่อเปรียบเทียบหรือวิเคราะห์ค่าที่ได้รับ ควรทำการทดลองเป็นชุด มีการดำเนินการด้วยวิธีทั่วไปหลายประการ:
· โดยตรง เหล่านี้เป็นวิธีการที่ได้ค่าใด ๆ จากการสังเกต ซึ่งรวมถึงการประเมินโดยตรง การชดเชยเป็นศูนย์ และการสร้างความแตกต่าง วิธีการวัดโดยตรงทำได้ง่ายและรวดเร็ว เช่น การวัดความดันด้วยเครื่องมือมาตรฐาน ในขณะเดียวกัน ระดับความแม่นยำของเกจวัดแรงดันก็ต่ำกว่าการศึกษาอื่นๆ อย่างเห็นได้ชัด
· ทางอ้อม วิธีการดังกล่าวขึ้นอยู่กับการคำนวณปริมาณที่แน่นอนจากที่ทราบหรือยอมรับโดยทั่วไปพารามิเตอร์
· สะสม นี่เป็นวิธีการวัดซึ่งค่าที่ต้องการไม่ได้ถูกกำหนดโดยการแก้สมการจำนวนหนึ่งเท่านั้น แต่ยังใช้การทดลองพิเศษด้วย การศึกษาดังกล่าวมักใช้ในห้องปฏิบัติการ
นอกจากวิธีการวัดปริมาณแล้ว ยังมีเครื่องมือวัดพิเศษอีกด้วย นี่คือวิธีการหาพารามิเตอร์ที่ต้องการ
เครื่องมือทดสอบคืออะไร
บางที ทุกคนอย่างน้อยหนึ่งครั้งในชีวิตได้ทำการทดลองหรือการวิจัยในห้องปฏิบัติการ มีการใช้มาโนมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ และอุปกรณ์ที่น่าสนใจอื่นๆ ทุกคนใช้อุปกรณ์ของตัวเอง แต่มีเพียงเครื่องเดียว - เครื่องควบคุมซึ่งทุกคนมีค่าเท่ากัน
เช่นเคย - เพื่อความแม่นยำของคุณภาพการวัด อุปกรณ์ทั้งหมดต้องสอดคล้องกับมาตรฐานที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม ข้อผิดพลาดบางอย่างจะไม่ได้รับการยกเว้น ดังนั้นในระดับรัฐและระดับสากลจึงมีการแนะนำคลาสความแม่นยำของเครื่องมือวัด พวกเขาเป็นผู้กำหนดข้อผิดพลาดที่อนุญาตในการคำนวณและตัวบ่งชี้
นอกจากนี้ยังมีการดำเนินการควบคุมพื้นฐานหลายอย่างสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว:
· ทดสอบ วิธีนี้ดำเนินการในขั้นตอนการผลิต อุปกรณ์แต่ละชิ้นได้รับการตรวจสอบมาตรฐานคุณภาพอย่างถี่ถ้วน
· กำลังตรวจสอบ ในขณะเดียวกัน การอ่านค่าเครื่องมือที่เป็นแบบอย่างจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับที่ทดสอบ ตัวอย่างเช่น ในห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์ทั้งหมดได้รับการทดสอบทุกๆ สองปี
จบการศึกษา. การดำเนินการนี้เป็นการดำเนินการโดยกำหนดให้ทุกส่วนของมาตราส่วนของเครื่องมือที่ทดสอบได้รับค่าที่เหมาะสม ปกติก็เสร็จแล้วอุปกรณ์ที่แม่นยำและมีความไวสูง
การจำแนกประเภทของเครื่องมือ
ขณะนี้มีอุปกรณ์จำนวนมากสำหรับตรวจสอบข้อมูลและตัวชี้วัด ดังนั้น เครื่องมือวัดทั้งหมดจึงสามารถจำแนกตามคุณสมบัติหลักหลายประการ:
1. ตามประเภทของค่าที่วัดได้ หรือตามนัดหมาย ตัวอย่างเช่น การวัดความดัน อุณหภูมิ ระดับหรือองค์ประกอบ ตลอดจนสถานะของสสาร ฯลฯ ในขณะเดียวกัน แต่ละรายการก็มีมาตรฐานคุณภาพและความแม่นยำของตนเอง เช่น ระดับความแม่นยำของเมตร เทอร์โมมิเตอร์ เป็นต้น
2. โดยวิธีการรับข้อมูลภายนอก การจัดประเภทที่ซับซ้อนมากขึ้นมีดังต่อไปนี้:
- การบันทึก - อุปกรณ์ดังกล่าวบันทึกข้อมูลอินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดโดยอิสระสำหรับการวิเคราะห์ในภายหลัง
- กำลังแสดง - อุปกรณ์เหล่านี้ทำให้สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการเท่านั้น
- ควบคุม - อุปกรณ์เหล่านี้จะถูกปรับโดยอัตโนมัติตามค่าของค่าที่วัดได้
- สรุป - ที่นี่ใช้ช่วงเวลาใดก็ได้และอุปกรณ์แสดงมูลค่ารวมของมูลค่าสำหรับช่วงเวลาทั้งหมด
- การส่งสัญญาณ - อุปกรณ์ดังกล่าวติดตั้งระบบหรือเซ็นเซอร์เตือนด้วยเสียงหรือแสงพิเศษ
- ตัวเปรียบเทียบ - อุปกรณ์นี้ออกแบบมาเพื่อเปรียบเทียบค่าบางค่ากับการวัดที่เกี่ยวข้อง
3. ตามสถานที่. แยกแยะระหว่างอุปกรณ์วัดในพื้นที่และระยะไกล ในขณะเดียวกัน คนหลังก็มีโอกาสส่งข้อมูลที่ได้รับไปยังระยะทางใด ๆ
ลักษณะของเครื่องมือวัด
ในทุกงาน โปรดทราบว่าไม่เพียงแต่อุปกรณ์ที่ใช้งานได้ แต่ตัวอย่างมาตรฐานยังต้องได้รับการตรวจสอบ คุณภาพขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้หลายตัวพร้อมกัน เช่น:
· ระดับความแม่นยำหรือช่วงข้อผิดพลาด อุปกรณ์ทั้งหมดมักจะผิดพลาดแม้กระทั่งมาตรฐาน ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือมีข้อผิดพลาดในการทำงานน้อยที่สุด บ่อยครั้งที่มีการใช้คลาสความแม่นยำ A ที่นี่
· ความไว นี่คืออัตราส่วนของการเคลื่อนที่เชิงมุมหรือเชิงเส้นของตัวชี้ต่อการเปลี่ยนแปลงของค่าที่ตรวจสอบ
· รูปแบบต่างๆ นี่คือความแตกต่างที่อนุญาตระหว่างการอ่านซ้ำและจริงของเครื่องดนตรีเดียวกันภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน
· ความน่าเชื่อถือ พารามิเตอร์นี้สะท้อนถึงการรักษาคุณลักษณะที่ระบุทั้งหมดไว้ในช่วงเวลาหนึ่ง
· ความเฉื่อย. นี่คือลักษณะการหน่วงเวลาของการอ่านเครื่องมือและค่าที่วัดได้
เครื่องมือที่ดีต้องมีคุณสมบัติ เช่น ความทนทาน ความน่าเชื่อถือ และการบำรุงรักษา
ขอบของข้อผิดพลาดคืออะไร
ผู้เชี่ยวชาญรู้ดีว่าในงานใด ๆ ก็มีข้อผิดพลาดเล็กน้อย เมื่อทำการวัดต่าง ๆ จะเรียกว่าข้อผิดพลาด ทั้งหมดนี้เกิดจากความไม่สมบูรณ์และความไม่สมบูรณ์ของวิธีการและวิธีการวิจัย ดังนั้นอุปกรณ์ใดๆ ก็มีระดับความแม่นยำของตัวเอง เช่น 1 หรือ 2 ระดับความแม่นยำ
ในขณะเดียวกันก็แยกแยะข้อผิดพลาดประเภทต่อไปนี้:
· แน่นอน นี่คือความแตกต่างระหว่างประสิทธิภาพของเครื่องมือที่ใช้กับประสิทธิภาพของอุปกรณ์อ้างอิงภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน
· ญาติ. ข้อผิดพลาดดังกล่าวสามารถเรียกได้ว่าทางอ้อมเพราะ นี่คืออัตราส่วนของข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ที่พบกับค่าจริงของค่าที่ระบุ
· ญาติลดลง นี่คืออัตราส่วนที่แน่นอนระหว่างค่าสัมบูรณ์และความแตกต่างระหว่างขีดจำกัดบนและล่างของมาตราส่วนของเครื่องมือที่ใช้
นอกจากนี้ยังมีการจัดประเภทตามลักษณะของข้อผิดพลาด:
· สุ่ม ข้อผิดพลาดดังกล่าวเกิดขึ้นโดยไม่มีความสม่ำเสมอหรือความสม่ำเสมอ บ่อยครั้งที่ปัจจัยภายนอกต่างๆ มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพการทำงาน
· เป็นระบบ ข้อผิดพลาดดังกล่าวเกิดขึ้นตามกฎหมายหรือกฎเกณฑ์บางอย่าง รูปลักษณ์ภายนอกขึ้นอยู่กับสถานะของเครื่องมือวัด
· คิดถึง ข้อผิดพลาดดังกล่าวบิดเบือนข้อมูลที่ได้รับก่อนหน้านี้อย่างรวดเร็ว ข้อผิดพลาดเหล่านี้สามารถลบออกได้อย่างง่ายดายโดยการเปรียบเทียบการวัดที่เกี่ยวข้อง
ความแม่นยำระดับ 5 คืออะไร
วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ได้นำระบบการวัดพิเศษมาใช้เพื่อปรับปรุงข้อมูลที่ได้รับจากอุปกรณ์เฉพาะทาง ตลอดจนเพื่อกำหนดคุณภาพของอุปกรณ์ เธอเป็นผู้กำหนดระดับการตั้งค่าที่เหมาะสม
ระดับความแม่นยำของเครื่องมือวัดเป็นลักษณะทั่วไปชนิดหนึ่ง มีการกำหนดขีดจำกัดของข้อผิดพลาดและคุณสมบัติต่างๆ ที่ส่งผลต่อความแม่นยำของเครื่องมือ ในขณะเดียวกัน เครื่องมือวัดแต่ละประเภทก็มีพารามิเตอร์และคลาสเป็นของตัวเอง
ตามความเที่ยงตรงและคุณภาพในการวัดที่ทันสมัยที่สุดอุปกรณ์ควบคุมมีแผนกดังต่อไปนี้: 0, 1; 0.15; 0.2;0.25; 0.4; 0.5; 0.6; สิบ; สิบห้า; 20; 2, 5; 4, 0 ในกรณีนี้ ช่วงข้อผิดพลาดจะขึ้นอยู่กับมาตราส่วนของเครื่องมือที่ใช้ ตัวอย่างเช่น สำหรับอุปกรณ์ที่มีค่า0 - 1,000 ° C อนุญาตให้ทำการวัดที่ผิดพลาด ± 15 ° C
ถ้าพูดถึงอุปกรณ์อุตสาหกรรมและการเกษตร ความแม่นยำของพวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นคลาสต่อไปนี้:
· 1-500 มม. ใช้คลาสความแม่นยำ 7 คลาสที่นี่: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 และ 5.
· มากกว่า 500 มม. ใช้เกรด 7, 8 และ 9
ในขณะเดียวกันเครื่องที่มีความสามัคคีจะมีคุณภาพสูงสุด และระดับความแม่นยำที่ 5 ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนสำหรับเครื่องจักรการเกษตรต่างๆ รถยนต์ และอาคารรถจักรไอน้ำ นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่ามีการลงจอดสองครั้ง: X₅ และ C₅.
ถ้าเราพูดถึงเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เช่น แผงวงจรพิมพ์ คลาส 5 จะสอดคล้องกับความแม่นยำและความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นของการออกแบบ ในกรณีนี้ ความกว้างของตัวนำจะน้อยกว่า 0.15 และระยะห่างระหว่างตัวนำกับขอบของรูที่เจาะจะต้องไม่เกิน 0.025
มาตรฐานความแม่นยำระหว่างรัฐในรัสเซีย
นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่คนใดกำลังมองหาระบบของตนเองเพื่อกำหนดคุณภาพของเครื่องมือที่ใช้และข้อมูลที่ได้รับ ในการสรุปและจัดระบบความถูกต้องของการวัด มาตรฐานระหว่างรัฐถูกนำมาใช้
พวกเขากำหนดข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการแบ่งอุปกรณ์ออกเป็นคลาส ชุดข้อกำหนดทั้งหมดสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว และวิธีการกำหนดมาตรฐานลักษณะทางมาตรวิทยาต่างๆ คลาสความแม่นยำเครื่องมือวัดถูกสร้างขึ้นโดย GOST 8.401-80 GSI พิเศษ ระบบนี้เปิดตัวตามคำแนะนำสากลของ OIML ฉบับที่ 34 ตั้งแต่วันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2524 ต่อไปนี้เป็นข้อกำหนดทั่วไป คำจำกัดความของข้อผิดพลาด และการกำหนดคลาสความแม่นยำด้วยตัวอย่างเฉพาะ
ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการกำหนดคลาสความแม่นยำ
เพื่อกำหนดคุณภาพของเครื่องมือวัดทั้งหมดและข้อมูลผลลัพธ์อย่างถูกต้อง มีกฎพื้นฐานหลายประการ:
· ควรเลือกคลาสความแม่นยำตามประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้
· สามารถใช้หลายมาตรฐานสำหรับช่วงการวัดและปริมาณที่แตกต่างกัน
· การศึกษาความเป็นไปได้เท่านั้นที่จะกำหนดจำนวนคลาสความแม่นยำสำหรับอุปกรณ์เฉพาะ
· การวัดจะดำเนินการโดยไม่คำนึงถึงโหมดการประมวลผล มาตรฐานเหล่านี้ใช้กับเครื่องมือดิจิทัลที่มีอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แบบฝัง
· คลาสความแม่นยำในการวัดถูกกำหนดตามผลการทดสอบของรัฐบาลที่มีอยู่
เครื่องมือวัดอิเล็กโทรไดนามิก
อุปกรณ์ดังกล่าวได้แก่ แอมมิเตอร์ วัตต์มิเตอร์ หรือโวลต์มิเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ ที่แปลงปริมาณต่างๆ เป็นกระแส เพื่อการทำงานที่ถูกต้องและมั่นคง มีการใช้อุปกรณ์ป้องกันพิเศษในการวัด ตัวอย่างเช่น เพื่อเพิ่มระดับความแม่นยำของโวลต์มิเตอร์
หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้คือสนามแม่เหล็กภายนอกช่วยเพิ่มสนามของอุปกรณ์วัดหนึ่งเครื่องและทำให้สนามของอีกฝ่ายอ่อนแอลง ในกรณีนี้มูลค่ารวมจะไม่เปลี่ยนแปลง
ข้อดีของเครื่องมือดังกล่าว ได้แก่ ความน่าเชื่อถือ ความน่าเชื่อถือ และความเรียบง่าย ใช้งานได้เท่าเทียมกันทั้ง DC และ AC
และข้อเสียที่สำคัญที่สุดคือความแม่นยำต่ำและใช้พลังงานสูง
เครื่องมือวัดไฟฟ้าสถิต
อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานโดยอาศัยหลักการโต้ตอบของอิเล็กโทรดที่มีประจุซึ่งคั่นด้วยไดอิเล็กตริก โครงสร้างดูเหมือนตัวเก็บประจุแบบแบน ในขณะเดียวกัน เมื่อเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ ความจุของระบบก็เปลี่ยนไปด้วย
ที่มีชื่อเสียงที่สุดคืออุปกรณ์ที่มีกลไกเชิงเส้นและพื้นผิว พวกเขามีหลักการทำงานแตกต่างกันเล็กน้อย สำหรับอุปกรณ์ที่มีกลไกพื้นผิว ความจุจะเปลี่ยนแปลงเนื่องจากความผันผวนในพื้นที่แอคทีฟของอิเล็กโทรด มิฉะนั้น ระยะห่างระหว่างกันก็สำคัญ
ข้อดีของอุปกรณ์ดังกล่าว ได้แก่ การใช้พลังงานต่ำ คลาสความแม่นยำ GOST ช่วงความถี่ที่ค่อนข้างกว้าง เป็นต้น
ข้อเสียคือความไวของอุปกรณ์ต่ำ ความจำเป็นในการป้องกันและการพังทลายระหว่างอิเล็กโทรด
เครื่องมือวัดแมกนิโตอิเล็กทริก
นี่คืออุปกรณ์วัดทั่วไปอีกประเภทหนึ่ง หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของฟลักซ์แม่เหล็กของแม่เหล็กและขดลวดกับกระแส ส่วนใหญ่มักใช้อุปกรณ์ที่มีแม่เหล็กภายนอกและโครงแบบเคลื่อนย้ายได้ โครงสร้างประกอบด้วยสามองค์ประกอบ นี่คือแกนทรงกระบอก, แม่เหล็กภายนอกและแกนแม่เหล็ก
ข้อดีของเครื่องมือเหล่านี้ ได้แก่ ความไวและความแม่นยำสูง การใช้พลังงานต่ำ และความสงบที่ดี
ข้อเสียของอุปกรณ์ที่นำเสนอ ได้แก่ ความซับซ้อนของการผลิต การไม่สามารถรักษาคุณสมบัติเมื่อเวลาผ่านไป และความไวต่ออุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น ระดับความแม่นยำของเกจวัดแรงดันลดลงอย่างมาก
เครื่องมือวัดอื่นๆ
นอกจากอุปกรณ์ข้างต้นแล้ว ยังมีเครื่องมือวัดพื้นฐานอีกหลายตัวที่มักใช้ในชีวิตประจำวันและในการผลิต
อุปกรณ์ดังกล่าวรวมถึง:
· อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริก วัดกระแส แรงดันไฟ และกำลัง
· อุปกรณ์แมกนีโตอิเล็กทริก เหมาะสำหรับวัดแรงดันและปริมาณไฟฟ้า
· อุปกรณ์รวม ที่นี่ใช้กลไกเดียวเท่านั้นในการวัดปริมาณหลาย ๆ ปริมาณพร้อมกัน คลาสความแม่นยำของเครื่องมือวัดเหมือนกันทุกประการ ส่วนใหญ่มักจะทำงานกับกระแสตรงและกระแสสลับ ตัวเหนี่ยวนำ และความต้านทาน