Los dispositivos de alta precisión se utilizan en diversas esferas de la vida y la producción de la sociedad moderna. Sin equipos especiales, no habría vuelos espaciales, desarrollo de equipos militares y civiles, y mucho más. Es bastante difícil reparar dicho equipo. Por lo tanto, se utilizan varios instrumentos de control y medición. Su calidad está determinada por el nivel de cumplimiento de este equipo con su propósito previsto. Para facilitar la medición, también se aplican clases de precisión de instrumentos de medición.
¿Cuál es la unidad de medida?
Cada etapa de un proceso tecnológico o natural se caracteriza por ciertos valores: temperatura, presión, densidad, etc. Con el seguimiento constante de estos parámetros, puede controlar e incluso corregir cualquieracción. Por conveniencia, se han creado unidades de medida estándar para cada proceso específico, como metro, J, kg, etc. Se dividen en:
· Principal. Estas son unidades de medida fijas y generalmente aceptadas.
· Coherente. Estos son derivados relacionados con otras unidades. Su coeficiente numérico es igual a uno.
· Derivados. Estas unidades de medida se determinan a partir de cantidades base.
· Múltiplos y submúltiplos. Se crean multiplicando o dividiendo por 10 unidades básicas o arbitrarias.
En toda industria existe un conjunto de valores que se utilizan constantemente en los procesos de seguimiento y ajuste. Tal conjunto de unidades de medida se llama sistema. Los parámetros del proceso son monitoreados y verificados por instrumentación especial. Sus parámetros se establecen utilizando el Sistema Internacional de Unidades.
Métodos y medios de medición
Para comparar o analizar el valor obtenido, se deben realizar una serie de experimentos. Se llevan a cabo de varias formas comunes:
· Directo. Son métodos en los que cualquier valor se obtiene empíricamente. Estos incluyen evaluación directa, compensación cero y diferenciación. Los métodos de medición directa son simples y rápidos. Por ejemplo, medir la presión con un instrumento estándar. Al mismo tiempo, la clase de precisión del manómetro es significativamente más baja que en otros estudios.
· Indirecto. Dichos métodos se basan en el cálculo de ciertas cantidades a partir de valores conocidos o generalmente aceptados.parámetros.
· Acumulativo. Estos son métodos de medición en los que el valor deseado se determina no solo resolviendo una serie de ecuaciones, sino también con la ayuda de experimentos especiales. Dichos estudios se utilizan con mayor frecuencia en la práctica de laboratorio.
Además de los métodos para medir cantidades, también existen instrumentos de medición especiales. Estos son los medios para encontrar el parámetro deseado.
¿Qué son los instrumentos de prueba?
Probablemente, cada persona al menos una vez en su vida realizó algún tipo de experimento o investigación de laboratorio. Allí se utilizaron manómetros, voltímetros y otros dispositivos interesantes. Todos usaban su propio dispositivo, pero solo había uno: el de control, al que todos eran iguales.
Como siempre: para la precisión de la calidad de la medición, todos los dispositivos deben cumplir claramente con el estándar establecido. Sin embargo, algunos errores no están excluidos. Por lo tanto, a nivel estatal e internacional, se introdujeron clases de precisión de instrumentos de medición. Es por ellos que se determina el error permisible en los cálculos e indicadores.
También hay varias operaciones de control básicas para tales dispositivos:
· Prueba. Este método se lleva a cabo en la etapa de producción. Cada dispositivo se revisa cuidadosamente para cumplir con los estándares de calidad.
· Comprobación. Al mismo tiempo, las lecturas de los instrumentos ejemplares se comparan con los probados. En un laboratorio, por ejemplo, todos los dispositivos se prueban cada dos años.
Graduación. Esta es una operación en la que todas las divisiones de la escala del instrumento bajo prueba reciben los valores apropiados. Normalmente, esto se hacedispositivos más precisos y altamente sensibles.
Clasificación de la instrumentación
Ahora hay una gran cantidad de dispositivos con los que comprobar datos e indicadores. Por lo tanto, toda la instrumentación se puede clasificar según varias características principales:
1. Según el tipo de valor medido. O con cita previa. Por ejemplo, medir presión, temperatura, nivel o composición, así como el estado de la materia, etc. Al mismo tiempo, cada uno tiene sus propios estándares de calidad y precisión, por ejemplo, como la clase de precisión de medidores, termómetros, etc.
2. A modo de obtención de información externa. Aquí viene una clasificación más compleja:
- grabación: estos dispositivos registran de forma independiente todos los datos de entrada y salida para su posterior análisis;
- mostrando - estos dispositivos permiten observar exclusivamente cambios en un proceso;
- regulación - estos dispositivos se ajustan automáticamente al valor del valor medido;
- resumen - aquí se toma cualquier período de tiempo y el dispositivo muestra el valor total del valor para todo el período;
- señalización - dichos dispositivos están equipados con un sistema especial de advertencia de sonido o luz o sensores;
- comparador - este equipo está diseñado para comparar ciertos valores con las medidas correspondientes.
3. Por localizacion. Distinguir entre dispositivos de medición locales y remotos. Al mismo tiempo, estos últimos tienen la oportunidadtransmitir los datos recibidos a cualquier distancia.
Características de la instrumentación
En cada trabajo, debe recordarse que no solo los dispositivos de trabajo, sino también las muestras estándar están sujetas a verificación. Su calidad depende de varios indicadores a la vez, tales como:
· Clase de precisión o rango de error. Todos los dispositivos tienden a errar, incluso los estándares. La única diferencia es que hay la menor cantidad posible de errores en el trabajo. Muy a menudo, aquí se utiliza la clase de precisión A.
· Sensibilidad. Esta es la relación entre el movimiento angular o lineal del puntero y el cambio en el valor investigado.
· Variación. Esta es la diferencia permitida entre lecturas repetidas y reales del mismo instrumento bajo las mismas condiciones.
· Confiabilidad. Este parámetro refleja la conservación de todas las características especificadas durante un tiempo determinado.
· Inercia. Así es como se caracteriza el desfase temporal de las lecturas del instrumento y el valor medido.
Además, una buena instrumentación debe tener cualidades como durabilidad, confiabilidad y mantenibilidad.
¿Qué es el margen de error?
Los especialistas saben que en cualquier trabajo hay pequeños errores. Cuando se realizan varias mediciones, se denominan errores. Todos ellos se deben a la imperfección e imperfección de los medios y métodos de investigación. Por lo tanto, cualquier equipo tiene su propia clase de precisión, por ejemplo, clase de precisión 1 o 2.
Al mismo tiempo, se distinguen los siguientes tipos de errores:
· Absoluto. Esta es la diferencia entre el rendimiento del instrumento que se utiliza y el rendimiento del dispositivo de referencia en las mismas condiciones.
· Relativo. Tal error puede llamarse indirecto, porque esta es la relación entre el error absoluto encontrado y el valor real del valor especificado.
· Relativo reducido. Esta es una relación determinada entre el valor absoluto y la diferencia entre los límites superior e inferior de la escala del instrumento utilizado.
También hay una clasificación según la naturaleza del error:
· Aleatorio. Tales errores ocurren sin ninguna regularidad o consistencia. A menudo, varios factores externos influyen en el rendimiento.
· Sistemático. Dichos errores ocurren de acuerdo con cierta ley o regla. Su apariencia depende en mayor medida del estado de la instrumentación.
· Señoritas. Dichos errores distorsionan drásticamente los datos obtenidos previamente. Estos errores se eliminan fácilmente comparando las medidas correspondientes.
¿Qué es la precisión de grado 5?
La ciencia moderna ha adoptado un sistema de medición especial para optimizar los datos obtenidos de dispositivos especializados, así como para determinar su calidad. Es ella quien determina el nivel adecuado de configuración.
Las clases de precisión de los instrumentos de medición son un tipo de característica generalizada. Proporciona la determinación de los límites de varios errores y propiedades que afectan la precisión de los instrumentos. Al mismo tiempo, cada tipo de instrumento de medida tiene sus propios parámetros y clases.
Según la precisión y la calidad de la medición, la mayoría de los modernoslos dispositivos de control tienen las siguientes divisiones: 0, 1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; diez; quince; 20; 2, 5; 4, 0. En este caso, el rango de error depende de la escala del instrumento utilizada. Por ejemplo, para equipos con valores 0 - 1000 °C, se permiten mediciones erróneas de ± 15 °C.
Si hablamos de equipos industriales y agrícolas, su precisión se divide en las siguientes clases:
· 1-500 mm. Aquí se utilizan 7 clases de precisión: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 y 5.
· Más de 500 mm. Se utilizan los grados 7, 8 y 9.
Al mismo tiempo, el dispositivo con una unidad tendrá la más alta calidad. Y la quinta clase de precisión se utiliza principalmente en la fabricación de piezas para varias máquinas agrícolas, automóviles y construcción de locomotoras de vapor. También vale la pena señalar que tiene dos aterrizajes: X₅ y C₅.
Si hablamos de tecnología informática, por ejemplo, placas de circuito impreso, entonces la clase 5 corresponde a una mayor precisión y densidad del diseño. En este caso, el ancho del conductor es inferior a 0,15 y la distancia entre los conductores y los bordes del orificio perforado no supera los 0,025.
Estándares de precisión interestatales en Rusia
Cualquier científico moderno busca su propio sistema para determinar la calidad de los instrumentos utilizados y los datos obtenidos. Para generalizar y sistematizar la precisión de las mediciones, se adoptaron estándares interestatales.
Ellos definen las disposiciones básicas para dividir los dispositivos en clases, un conjunto de todos los requisitos para dichos equipos y métodos para estandarizar diversas características metrológicas. Clases de precisiónLos aparatos de medida son establecidos por el GOST especial 8.401-80 GSI. Este sistema se introdujo sobre la base de la recomendación internacional OIML No. 34 del 1 de julio de 1981. Aquí se establecen las disposiciones generales, la definición de errores y la designación de las clases de precisión con ejemplos específicos.
Disposiciones básicas para determinar las clases de precisión
Para determinar correctamente la calidad de todos los instrumentos de medición y los datos resultantes, existen varias reglas básicas:
· Las clases de precisión deben seleccionarse de acuerdo con el tipo de equipo utilizado;
· Se pueden usar múltiples estándares para diferentes rangos de medición y cantidades;
· Solo un estudio de factibilidad determina el número de clases de precisión para un equipo en particular;
· las mediciones se realizan sin tener en cuenta el modo de procesamiento. Estos estándares se aplican a los instrumentos digitales con un dispositivo informático integrado;
· Las clases de precisión de medición se asignan en función de los resultados de las pruebas gubernamentales existentes.
Instrumentación electrodinámica
Tales dispositivos incluyen amperímetros, vatímetros o voltímetros y otros dispositivos que convierten varias cantidades en corriente. Para su correcto y estable funcionamiento se utilizan blindajes especiales de los equipos de medida. Esto se hace, por ejemplo, para aumentar la clase de precisión de un voltímetro.
El principio de funcionamiento de estos dispositivos es que un campo magnético externo mejora simultáneamente el campo de un dispositivo de medición ydebilita el campo del otro. En este caso, el valor total no cambia.
Las ventajas de tal instrumentación incluyen confiabilidad, confiabilidad y simplicidad. Funciona por igual con CC y CA.
Y las desventajas más significativas son la baja precisión y el alto consumo de energía.
Instrumentación electrostática
Estos dispositivos funcionan según el principio de la interacción de electrodos cargados, que están separados por un dieléctrico. Estructuralmente, se ven casi como un capacitor plano. Al mismo tiempo, al mover la parte móvil, la capacidad del sistema también cambia.
Los más famosos son los dispositivos con un mecanismo lineal y de superficie. Tienen un principio de funcionamiento ligeramente diferente. Para dispositivos con mecanismo de superficie, la capacitancia cambia debido a fluctuaciones en el área activa de los electrodos. De lo contrario, la distancia entre ellos es importante.
Las ventajas de tales dispositivos incluyen bajo consumo de energía, clase de precisión GOST, un rango de frecuencia bastante amplio, etc.
Las desventajas son la baja sensibilidad del dispositivo, la necesidad de blindaje y una ruptura entre los electrodos.
Instrumentación magnitoeléctrica
Este es otro tipo de los dispositivos de medición más comunes. El principio de funcionamiento de estos dispositivos se basa en la interacción del flujo magnético de un imán y una bobina con la corriente. En la mayoría de los casos, se utilizan equipos con un imán externo y un marco móvil. Estructuralmente, constan de tres elementos. Este es un núcleo cilíndrico, un imán externo ynúcleo magnético.
Las ventajas de estos instrumentos incluyen alta sensibilidad y precisión, bajo consumo de energía y buena calma.
Las desventajas de los dispositivos presentados incluyen la complejidad de la fabricación, la incapacidad de mantener sus propiedades a lo largo del tiempo y la susceptibilidad a la temperatura. Por lo tanto, por ejemplo, la clase de precisión de un manómetro se reduce significativamente.
Otros tipos de instrumentación
Además de los dispositivos anteriores, existen varios instrumentos de medición más básicos que se utilizan con mayor frecuencia en la vida cotidiana y la producción.
Este equipo incluye:
· Dispositivos termoeléctricos. Miden corriente, voltaje y potencia.
· Dispositivos magnetoeléctricos. Son adecuados para medir voltaje y cantidad de electricidad.
· Dispositivos combinados. Aquí, solo se usa un mecanismo para medir varias cantidades a la vez. Las clases de precisión de los instrumentos de medición son las mismas para todos. La mayoría de las veces funcionan con corriente continua y alterna, inductancia y resistencia.
