Perangkat presisi tinggi digunakan di berbagai bidang kehidupan dan produksi masyarakat modern. Tanpa peralatan khusus, tidak akan ada penerbangan luar angkasa, pengembangan peralatan militer dan sipil, dan banyak lagi. Cukup sulit untuk memperbaiki peralatan seperti itu. Oleh karena itu, berbagai alat kontrol dan pengukuran digunakan. Kualitasnya ditentukan oleh tingkat kepatuhan peralatan ini dengan tujuan yang dimaksudkan. Untuk kemudahan pengukuran, kelas akurasi alat ukur juga diterapkan.
Apa satuan pengukurannya?
Setiap tahap proses teknologi atau alami ditandai dengan nilai-nilai tertentu: suhu, tekanan, kepadatan, dll. Dengan terus-menerus memantau parameter ini, Anda dapat mengontrol dan bahkan memperbaiki semuatindakan. Untuk kenyamanan, satuan standar pengukuran untuk setiap proses tertentu telah dibuat, seperti meter, J, kg, dll. Mereka dibagi menjadi:
· Utama. Ini adalah satuan pengukuran yang tetap dan diterima secara umum.
· Koheren. Ini adalah turunan yang terkait dengan unit lain. Koefisien numeriknya sama dengan satu.
· Derivatif. Satuan pengukuran ini ditentukan dari besaran pokok.
· Kelipatan dan subkelipatan. Mereka dibuat dengan mengalikan atau membagi dengan 10 unit dasar atau arbitrer.
Di setiap industri ada sekelompok nilai yang terus-menerus digunakan dalam memantau dan menyesuaikan proses. Satuan ukuran seperti itu disebut sistem. Parameter proses dipantau dan diverifikasi oleh instrumentasi khusus. Parameternya diatur menggunakan Sistem Satuan Internasional.
Cara dan cara pengukuran
Untuk membandingkan atau menganalisis nilai yang diperoleh, serangkaian percobaan harus dilakukan. Mereka dilakukan dengan beberapa cara umum:
· Langsung. Ini adalah metode di mana nilai apa pun diperoleh secara empiris. Ini termasuk evaluasi langsung, kompensasi nol, dan diferensiasi. Metode pengukuran langsung sederhana dan cepat. Misalnya mengukur tekanan dengan alat standar. Pada saat yang sama, kelas akurasi pengukur tekanan secara signifikan lebih rendah daripada penelitian lain.
· Tidak langsung. Metode tersebut didasarkan pada perhitungan besaran tertentu dari yang diketahui atau diterima secara umumparameter.
· Kumulatif. Ini adalah metode pengukuran di mana nilai yang diinginkan ditentukan tidak hanya dengan memecahkan sejumlah persamaan, tetapi juga dengan bantuan eksperimen khusus. Studi semacam itu paling sering digunakan dalam praktik laboratorium.
Selain metode pengukuran besaran, ada juga alat ukur khusus. Ini adalah cara untuk menemukan parameter yang diinginkan.
Apakah instrumen tes itu?
Mungkin, setiap orang setidaknya sekali dalam hidupnya melakukan semacam eksperimen atau penelitian laboratorium. Manometer, voltmeter, dan perangkat menarik lainnya digunakan di sana. Setiap orang menggunakan perangkat mereka sendiri, tetapi hanya ada satu - perangkat kontrol, yang setara dengan semua orang.
Seperti biasa - untuk akurasi kualitas pengukuran, semua perangkat harus secara jelas mematuhi standar yang ditetapkan. Namun, beberapa kesalahan tidak dikecualikan. Oleh karena itu, di tingkat negara bagian dan internasional, kelas akurasi alat ukur diperkenalkan. Oleh merekalah kesalahan yang diizinkan dalam perhitungan dan indikator ditentukan.
Ada juga beberapa operasi kontrol dasar untuk perangkat tersebut:
· Tes. Cara ini dilakukan pada tahap produksi. Setiap perangkat diperiksa dengan cermat untuk standar kualitas.
· Memeriksa. Pada saat yang sama, pembacaan instrumen teladan dibandingkan dengan yang diuji. Di lab, misalnya, semua perangkat diuji setiap dua tahun.
Wisuda. Ini adalah operasi di mana semua divisi skala instrumen yang diuji diberi nilai yang sesuai. Biasanya, ini dilakukanperangkat yang lebih akurat dan sangat sensitif.
Klasifikasi instrumentasi
Sekarang ada banyak sekali perangkat yang dapat digunakan untuk memeriksa data dan indikator. Oleh karena itu, semua instrumentasi dapat diklasifikasikan menurut beberapa fitur utama:
1. Menurut jenis nilai yang diukur. Atau dengan janji. Misalnya, mengukur tekanan, suhu, level atau komposisi, serta keadaan materi, dll. Pada saat yang sama, masing-masing memiliki standar kualitas dan akurasi sendiri, misalnya, sebagai kelas akurasi meter, termometer, dll.
2. Dengan cara memperoleh informasi eksternal. Inilah klasifikasi yang lebih kompleks:
- perekaman - perangkat tersebut secara independen merekam semua data input dan output untuk analisis selanjutnya;
- menampilkan - perangkat ini memungkinkan untuk secara eksklusif mengamati perubahan dalam suatu proses;
- mengatur - perangkat ini secara otomatis disesuaikan dengan nilai nilai yang diukur;
- meringkas - di sini setiap periode waktu diambil dan perangkat menunjukkan nilai total nilai untuk seluruh periode;
- pensinyalan - perangkat tersebut dilengkapi dengan sistem atau sensor peringatan suara atau cahaya khusus;
- pembanding - peralatan ini dirancang untuk membandingkan nilai tertentu dengan ukuran yang sesuai.
3. Berdasarkan lokasi. Bedakan antara alat pengukur lokal dan jarak jauh. Pada saat yang sama, yang terakhir memiliki kesempatanmengirimkan data yang diterima ke jarak berapa pun.
Karakteristik instrumentasi
Dalam setiap pekerjaan, harus diingat bahwa tidak hanya perangkat yang berfungsi, tetapi juga sampel standar yang harus diverifikasi. Kualitasnya tergantung pada beberapa indikator sekaligus, seperti:
· Kelas akurasi atau rentang kesalahan. Semua perangkat cenderung salah, bahkan standar. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa ada sesedikit mungkin kesalahan dalam pekerjaan. Sangat sering, kelas akurasi A digunakan di sini.
· Sensitivitas. Ini adalah rasio pergerakan sudut atau linier penunjuk terhadap perubahan nilai yang diselidiki.
· Variasi. Ini adalah perbedaan yang diperbolehkan antara pembacaan berulang dan aktual dari instrumen yang sama dalam kondisi yang sama.
· Keandalan. Parameter ini mencerminkan pelestarian semua karakteristik yang ditentukan untuk waktu tertentu.
· Kelembaman. Ini adalah bagaimana beberapa jeda waktu pembacaan instrumen dan nilai yang diukur dicirikan.
Selain itu, instrumentasi yang baik harus memiliki kualitas seperti daya tahan, keandalan, dan pemeliharaan.
Apa itu margin of error?
Spesialis tahu bahwa dalam pekerjaan apa pun ada kesalahan kecil. Saat melakukan berbagai pengukuran, mereka disebut kesalahan. Semua itu karena ketidaksempurnaan dan ketidaksempurnaan sarana dan metode penelitian. Oleh karena itu, setiap peralatan memiliki kelas akurasinya sendiri, misalnya kelas akurasi 1 atau 2.
Pada saat yang sama, jenis kesalahan berikut dibedakan:
· Mutlak. Ini adalah perbedaan antara kinerja instrumen yang digunakan dan kinerja perangkat referensi dalam kondisi yang sama.
· Relatif. Kesalahan seperti itu bisa disebut tidak langsung, karena ini adalah rasio kesalahan absolut yang ditemukan dengan nilai sebenarnya dari nilai yang ditentukan.
· Relatif berkurang. Ini adalah rasio tertentu antara nilai absolut dan perbedaan antara batas atas dan bawah skala instrumen yang digunakan.
Ada juga klasifikasi menurut sifat kesalahannya:
· Acak. Kesalahan seperti itu terjadi tanpa keteraturan atau konsistensi. Seringkali, berbagai faktor eksternal mempengaruhi kinerja.
· Sistematis. Kesalahan semacam itu terjadi menurut hukum atau aturan tertentu. Untuk tingkat yang lebih besar, penampilan mereka tergantung pada keadaan instrumentasi.
· Rindu. Kesalahan seperti itu secara tajam mendistorsi data yang diperoleh sebelumnya. Kesalahan ini mudah dihilangkan dengan membandingkan pengukuran yang sesuai.
Apa yang dimaksud dengan akurasi Grade 5?
Ilmu pengetahuan modern telah mengadopsi sistem pengukuran khusus untuk merampingkan data yang diperoleh dari perangkat khusus, serta untuk menentukan kualitasnya. Dialah yang menentukan tingkat pengaturan yang sesuai.
Kelas akurasi alat ukur adalah sejenis karakteristik umum. Ini memberikan penentuan batas berbagai kesalahan dan sifat yang mempengaruhi keakuratan instrumen. Pada saat yang sama, setiap jenis alat ukur memiliki parameter dan kelasnya sendiri.
Menurut akurasi dan kualitas pengukuran, paling modernperangkat kontrol memiliki divisi berikut: 0, 1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0.6; sepuluh; limabelas; 20; 2, 5; 4, 0. Dalam hal ini, rentang kesalahan tergantung pada skala instrumen yang digunakan. Misalnya, untuk peralatan dengan nilai 0 - 1000 ° C, kesalahan pengukuran ± 15 ° C diperbolehkan.
Jika kita berbicara tentang peralatan industri dan pertanian, maka akurasinya dibagi menjadi beberapa kelas berikut:
· 1-500 mm. 7 kelas akurasi digunakan di sini: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 dan 5.
· Lebih dari 500 mm. Kelas 7, 8, dan 9 digunakan.
Pada saat yang sama, perangkat dengan kesatuan akan memiliki kualitas tertinggi. Dan kelas akurasi ke-5 digunakan terutama dalam pembuatan suku cadang untuk berbagai mesin pertanian, mobil dan bangunan lokomotif uap. Perlu juga dicatat bahwa ia memiliki dua pendaratan: X₅ dan C.
Jika kita berbicara tentang teknologi komputer, misalnya, papan sirkuit tercetak, maka kelas 5 sesuai dengan peningkatan akurasi dan kepadatan desain. Dalam hal ini, lebar konduktor kurang dari 0,15, dan jarak antara konduktor dan tepi lubang bor tidak melebihi 0,025.
Standar akurasi antarnegara bagian di Rusia
Setiap ilmuwan modern mencari sistemnya sendiri untuk menentukan kualitas instrumen yang digunakan dan data yang diperoleh. Untuk menggeneralisasi dan mensistematisasikan akurasi pengukuran, standar antarnegara bagian diadopsi.
Mereka mendefinisikan ketentuan dasar untuk membagi perangkat ke dalam kelas, satu set semua persyaratan untuk peralatan tersebut dan metode untuk standarisasi berbagai karakteristik metrologi. Kelas akurasialat ukur dibuat oleh GOST 8.401-80 GSI khusus. Sistem ini diperkenalkan berdasarkan rekomendasi internasional OIML No. 34 mulai 1 Juli 1981. Berikut adalah ketentuan umum, definisi kesalahan dan penunjukan kelas akurasi itu sendiri dengan contoh spesifik.
Ketentuan dasar untuk menentukan kelas akurasi
Untuk menentukan dengan benar kualitas semua alat ukur dan data yang dihasilkan, ada beberapa aturan dasar:
· Kelas akurasi harus dipilih sesuai dengan jenis peralatan yang digunakan;
· Berbagai standar dapat digunakan untuk rentang dan kuantitas pengukuran yang berbeda;
· Hanya studi kelayakan yang menentukan jumlah kelas akurasi untuk peralatan tertentu;
· pengukuran dilakukan tanpa memperhitungkan mode pemrosesan. Standar ini berlaku untuk instrumen digital dengan perangkat komputasi tertanam;
· Kelas akurasi pengukuran ditetapkan berdasarkan hasil tes pemerintah yang ada.
Instrumentasi elektrodinamika
Perangkat tersebut termasuk amperemeter, wattmeter atau voltmeter dan perangkat lain yang mengubah berbagai besaran menjadi arus. Untuk operasi yang benar dan stabil, pelindung khusus peralatan pengukur digunakan. Hal ini dilakukan, misalnya, untuk meningkatkan kelas akurasi voltmeter.
Prinsip pengoperasian perangkat ini adalah bahwa medan magnet eksternal secara bersamaan meningkatkan medan satu perangkat pengukur danmelemahkan medan yang lain. Dalam hal ini, nilai total tidak berubah.
Kelebihan instrumentasi tersebut meliputi keandalan, keandalan, dan kesederhanaan. Ia bekerja sama dengan DC dan AC.
Dan kelemahan yang paling signifikan adalah akurasi yang rendah dan konsumsi daya yang tinggi.
Instrumentasi elektrostatik
Perangkat ini bekerja berdasarkan prinsip interaksi elektroda bermuatan, yang dipisahkan oleh dielektrik. Secara struktural, mereka terlihat hampir seperti kapasitor datar. Pada saat yang sama, saat memindahkan bagian yang bergerak, kapasitas sistem juga berubah.
Yang paling terkenal adalah perangkat dengan mekanisme linier dan permukaan. Mereka memiliki prinsip operasi yang sedikit berbeda. Untuk perangkat dengan mekanisme permukaan, kapasitansi berubah karena fluktuasi area aktif elektroda. Jika tidak, jarak di antara mereka penting.
Kelebihan perangkat tersebut termasuk konsumsi daya yang rendah, kelas akurasi GOST, rentang frekuensi yang cukup lebar, dll.
Kerugiannya adalah sensitivitas perangkat yang rendah, kebutuhan akan pelindung dan kerusakan antara elektroda.
Instrumentasi Magnitoelektrik
Ini adalah jenis lain dari alat pengukur yang paling umum. Prinsip pengoperasian perangkat ini didasarkan pada interaksi fluks magnet magnet dan koil dengan arus. Paling sering, peralatan dengan magnet eksternal dan bingkai bergerak digunakan. Secara struktural, mereka terdiri dari tiga elemen. Ini adalah inti silinder, magnet eksternal daninti magnet.
Keuntungan dari instrumentasi ini termasuk sensitivitas dan akurasi yang tinggi, konsumsi daya yang rendah dan ketenangan yang baik.
Kerugian dari perangkat yang disajikan termasuk kompleksitas manufaktur, ketidakmampuan untuk mempertahankan sifat mereka dari waktu ke waktu dan kerentanan terhadap suhu. Oleh karena itu, misalnya, kelas akurasi pengukur tekanan berkurang secara signifikan.
Jenis instrumentasi lainnya
Selain perangkat di atas, ada beberapa lagi alat ukur dasar yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan produksi.
Peralatan tersebut meliputi:
· Perangkat termoelektrik. Mereka mengukur arus, tegangan dan daya.
· Perangkat magnetoelektrik. Mereka cocok untuk mengukur tegangan dan kuantitas listrik.
· Perangkat gabungan. Di sini, hanya satu mekanisme yang digunakan untuk mengukur beberapa besaran sekaligus. Kelas akurasi alat ukur adalah sama untuk semua. Paling sering mereka bekerja dengan arus searah dan bolak-balik, induktansi dan resistansi.
