PODSTAWOWE PARAMETRY
METROLOGICZNE
PRZYRZĄDU POMIAROWEGO
Podstawy Metrologii (2)
PODSTAWOWE PARAMETRY
METROLOGICZNE
PRZYRZĄDU POMIAROWEGO
Podstawy Metrologii (2)
WŁAŚCIWOŚCI METROLOGICZNE
PRZYRZĄDU POMIAROWEGO
Zespół cech pozwalających na ocenę
przydatności narzędzi pomiarowych do
określonych celów pomiarowych nazywa
się charakterystyką metrologiczną,
określoną przez
poszczególne właściwości metrologiczne.
Dla pełnej charakterystyki przyrządu, należy
podać znaczną liczbę jego cech.
WŁAŚCIWOŚCI METROLOGICZNE
PRZYRZĄDU POMIAROWEGO
Natomiast z punktu widzenia użytkownika
przyrządu, tylko znajomość kilku z nich jest
niezbędna, a mianowicie:
Zakres pomiarowy narzędzia pomiarowego
Zakres wskazań narzędzia pomiarowego
Wartość działki elementarnej
Długość działki elementarnej
Czułość narzędzia pomiarowego
Poprawność wskazań narzędzia pomiarowego
Wierność wskazań narzędzia pomiarowego
Stałość/odwracalność narzędzia pomiarowego
Pobudliwość narzędzia pomiarowego
Dokładność narzędzia pomiarowego
Klasa dokładności
Zakres pomiarowy narzędzia
pomiarowego
Jest to zbiór wartości wielkości mierzonej
które można zmierzyć danym narzędziem z
błędem nie przekraczającym
dopuszczalnych granic i bez narażenia
narzędzia na zniszczenie lub zbyt szybkie
zużycie czyli należy dostosować narzędzie
do wielkości mierzonej(dobrać odpowiedni
zakres)
Zakres wskazań narzędzia
pomiarowego
Jest to zakres wartości wielkości mierzonej, które
mogą być odczytywane na podzielni narzędzia
pomiarowego. Często zakres wskazań pokrywa się z
zakresem pomiarowym, ale nie zawsze. Na przykład
transametr o zakresie pomiarowym 0 ÷ 25 mm, ma
zakres wskazań ±80 μm.
Transametr - rodzaj czujnika z przekładnią dźwigniowo-
zębatą, przystosowanego do dokładnych pomiarów powierzchni
zewnętrznych, np. średnic wałków.
Wartość działki elementarnej
Jest to wartość wielkości mierzonej
odpowiadająca zmianie wskazania o
jedną działkę elementarną. Dla
urządzeń wskazujących cyfrowych jest
to jednostka wartości z ostatniej
(prawej) pozycji wyświetlacza. Na
przykład gdy wskazanie ma postać
20,456 mm - wartość działki
elementarnej wynosi 0,001 mm.
Długość działki elementarnej
Jest to odległość między dwoma
sąsiednimi wskazami mierzona wzdłuż
linii podstawowej podziałki. Dla podziałek
prostoliniowych jest to wprost odległość
między osiami sąsiednich wskazów.
Długość działki elementarnej decyduje o
wyrazistości podziałki.
Czułość narzędzia
pomiarowego
Jest to pochodna wskazania względem wartości
wielkości mierzonej, dla danej jej wartości:
k=dW / dN
gdzie:
W – wskazanie przyrządu pomiarowego,
N – wielkość zmierzona
Czułość może też być wyrażona stosunkiem
przyrostu wskazania do przyrostu
(odpowiadającego temu wskazaniu) wartości
wielkości mierzonej:
k= ΔW / ΔN
gdzie:
ΔW – przyrost wskazania przyrządu pomiarowego,
ΔN – przyrost wielkości zmierzonej
Poprawność wskazań narzędzia
pomiarowego
Jest to zdolność do dawania wskazań
równych poprawnym wartościom wielkości
mierzonej.
Poprawność jest cechą charakteryzującą
narzędzie pomiarowe pod względem jego
błędów systematycznych a więc możliwych
do wyeliminowania z wyniku pomiaru.
Miarą poprawności jest błąd poprawności
- suma algebraiczna (wypadkowa) błędów
systematycznych, obarczających wskazania
narzędzia pomiarowego w określonych
warunkach użytkowania.
Wierność wskazań narzędzia
pomiarowego
Jest to zdolność do dawania wskazań
zgodnych ze sobą dla tej samej wartości
wielkości mierzonej, przy jednoczesnym
pominięciu błędów systematycznych.
Stałość/odwracalność narzędzia
pomiarowego
Stałość narzędzia pomiarowego - zdolność narzędzia
pomiarowego do zachowywania niezmiennych cech
metrologicznych w czasie.
Odwracalność narzędzia pomiarowego - zdolność
narzędzia pomiarowego do dawania tego samego wskazania,
gdy tę samą wartość wielkości mierzonej osiąga się raz przez
zwiększanie wartości wielkości mierzonej od wartości
mniejszej, drugi raz przez jej zmniejszanie od wartości
większej. Miarą zwrotności jest histereza pomiarowa - błąd
odwracalności charakteryzujący się różnicą wskazań
narzędzia pomiarowego, gdy tę samą wartość wielkości
mierzonej osiąga się raz przy zwiększaniu wartości wielkości
mierzonej, drugi raz - przy jej zmniejszaniu.
Pobudliwość narzędzia pomiarowego
Jest to właściwość charakteryzująca
zdolność narzędzia pomiarowego do
reagowania na małe zmiany wielkości
mierzonej.
Próg pobudliwości to najmniejsza
zmiana wartości wielkości mierzonej, która
wywołuje dostrzegalną zmianę wskazania
narzędzia pomiarowego.
Dokładność narzędzia pomiarowego
Jest to stopień zgodności wyniku pomiaru
z wartością rzeczywistą wielkości
mierzonej.
Błąd dokładności - wypadkowa wartość
błędów narzędzia pomiarowego w
określonych warunkach użytkowania,
zawierająca błędy poprawności i błędy
wierności wskazań
Wyrażona może być poprzez odchylenie
standardowe, błąd wierności wskazań oraz
zakres rozrzutu wskazań.
Klasa dokładności
Jest to zbiór właściwości metrologicznych,
umownie oznaczonych wartością
dopuszczalnego błędu podstawowego.
Wyraża się ją w procentach jako stosunek
niepewności systematycznej do pełnego
zakresu pomiarowego.
Przykład – na podstawie wagi sklepowej
Zakres pomiarowy : 0 ÷ 1 kg
Zakres wskazań: 0 ÷ 1 kg
Wartość działki elementarnej: 0,01 kg
Długość działki elementarnej: 4 mm
Czułość wagi: 100/1 ( bo na jednostkę masy
przypada 100 działek elementarnych)
Klasa dokładności: III
Pozostałe właściwości zostaną określone na
podstawie doświadczenia polegającego na
zważeniu próbki o masie 500g ( 0,5kg ) 10
razy.
Przykład – na podstawie wagi sklepowej
Przypuśćmy że otrzymaliśmy serie wyników :
501g; 503g; 505g; 500g; 498g; 495g; 509g; 498g;
499g; 502g;
Średnia wartość wynosi : 501g
Odchylenie standardowe wynosi : 4g
Maksymalny błąd wierności wskazania wynosi: 9g
(bo 509g – 500g)
Rozrzut wyników wynosi: 14g (bo 509g – 495g)
W wyniku dalszych pomiarów wykazano że
najmniejsza masa powodująca zauważalną zmianę
wskazania przy doświadczalnym obciążeniu wynosi
2g wiec próg pobudliwości wagi wynosi : 2g