Les appareils de haute précision sont utilisés dans diverses sphères de la vie et de la production de la société moderne. Sans équipement spécial, il n'y aurait pas de vols spatiaux, de développement d'équipements militaires et civils, et bien plus encore. Il est assez difficile de réparer un tel équipement. Par conséquent, divers instruments de contrôle et de mesure sont utilisés. Leur qualité est déterminée par le niveau de conformité de cet équipement à sa destination. Pour faciliter la mesure, les classes de précision des instruments de mesure sont également appliquées.
Quelle est l'unité de mesure ?
Chaque étape d'un processus technologique ou naturel est caractérisée par certaines valeurs: température, pression, densité, etc. En surveillant constamment ces paramètres, vous pouvez contrôler et même corriger toutaction. Pour plus de commodité, des unités de mesure standard pour chaque processus spécifique ont été créées, telles que mètre, J, kg, etc. Elles sont divisées en:
· Principal. Ce sont des unités de mesure fixes et généralement acceptées.
· Cohérent. Ce sont des dérivés liés à d'autres unités. Leur coefficient numérique est égal à un.
· Dérivés. Ces unités de mesure sont déterminées à partir de quantités de base.
· Multiples et sous-multiples. Ils sont créés en multipliant ou en divisant par 10 unités de base ou arbitraires.
Dans chaque industrie, il existe un groupe de valeurs qui sont constamment utilisées dans la surveillance et l'ajustement des processus. Un tel ensemble d'unités de mesure s'appelle un système. Les paramètres du processus sont surveillés et vérifiés par une instrumentation spéciale. Leurs paramètres sont définis à l'aide du système international d'unités.
Méthodes et moyens de mesure
Afin de comparer ou d'analyser la valeur obtenue, une série d'expériences doit être réalisée. Ils sont effectués de plusieurs manières courantes:
· Direct. Ce sont des méthodes dans lesquelles toute valeur est obtenue empiriquement. Celles-ci incluent l'évaluation directe, la compensation zéro et la différenciation. Les méthodes de mesure directe sont simples et rapides. Par exemple, mesurer la pression avec un instrument standard. Dans le même temps, la classe de précision du manomètre est nettement inférieure à celle des autres études.
· Indirect. Ces méthodes sont basées sur le calcul de certaines quantités à partir de données connues ou généralement acceptées.paramètres.
· Cumulatif. Ce sont des méthodes de mesure dans lesquelles la valeur souhaitée est déterminée non seulement en résolvant un certain nombre d'équations, mais également à l'aide d'expériences spéciales. Ces études sont le plus souvent utilisées dans la pratique de laboratoire.
En plus des méthodes de mesure des quantités, il existe également des instruments de mesure spéciaux. Ce sont les moyens de trouver le paramètre souhaité.
Que sont les instruments de test ?
Probablement, chaque personne au moins une fois dans sa vie a mené une sorte d'expérience ou de recherche en laboratoire. Des manomètres, des voltmètres et d'autres appareils intéressants y étaient utilisés. Chacun utilisait son propre appareil, mais il n'y en avait qu'un - celui de contrôle, auquel tout le monde était égal.
Comme toujours - pour la précision de la qualité de la mesure, tous les appareils doivent clairement se conformer à la norme établie. Cependant, certaines erreurs ne sont pas exclues. Par conséquent, au niveau national et international, des classes de précision des instruments de mesure ont été introduites. C'est par eux que l'erreur tolérée dans les calculs et les indicateurs est déterminée.
Il existe également plusieurs opérations de contrôle de base pour ces appareils:
· Tester. Cette méthode est réalisée au stade de la production. Chaque appareil est soigneusement vérifié pour les normes de qualité.
· Vérification. En même temps, les lectures d'instruments exemplaires sont comparées à celles testées. Dans un laboratoire, par exemple, tous les appareils sont testés tous les deux ans.
Remise des diplômes. Il s'agit d'une opération dans laquelle toutes les divisions de l'échelle de l'instrument testé reçoivent les valeurs appropriées. Généralement, cela se faitappareils plus précis et très sensibles.
Classification de l'instrumentation
Maintenant, il existe un grand nombre d'appareils avec lesquels vérifier les données et les indicateurs. Par conséquent, toute l'instrumentation peut être classée selon plusieurs caractéristiques principales:
1. Selon le type de valeur mesurée. Ou sur rendez-vous. Par exemple, mesurer la pression, la température, le niveau ou la composition, ainsi que l'état de la matière, etc. En même temps, chacun a ses propres normes de qualité et de précision, par exemple, comme la classe de précision des compteurs, thermomètres, etc.
2. En obtenant des informations externes. Voici une classification plus complexe:
- enregistrement - ces appareils enregistrent indépendamment toutes les données d'entrée et de sortie pour une analyse ultérieure;
- montrant - ces appareils permettent d'observer exclusivement les changements dans un processus;
- régulation - ces appareils sont automatiquement ajustés à la valeur de la valeur mesurée;
- résumé - ici, n'importe quelle période de temps est prise et l'appareil affiche la valeur totale de la valeur pour toute la période;
- signalisation - ces appareils sont équipés d'un système spécial d'avertissement sonore ou lumineux ou de capteurs;
- comparateur - cet équipement est conçu pour comparer certaines valeurs avec les mesures correspondantes.
3. Par emplacement. Distinguer les appareils de mesure locaux et distants. Dans le même temps, ces derniers ont la possibilitétransmettre les données reçues à n'importe quelle distance.
Caractéristiques de l'instrumentation
Dans chaque travail, il ne faut pas oublier que non seulement les appareils en état de marche, mais également les échantillons standard sont soumis à vérification. Leur qualité dépend de plusieurs indicateurs à la fois, tels que:
· Classe de précision ou plage d'erreur. Tous les appareils ont tendance à se tromper, même les standards. La seule différence est qu'il y a le moins d'erreurs possible dans le travail. Très souvent, la classe de précision A est utilisée ici.
· Sensibilité. Il s'agit du rapport entre le mouvement angulaire ou linéaire du pointeur et le changement de la valeur étudiée.
· Variante. Il s'agit de la différence autorisée entre les lectures répétées et réelles du même instrument dans les mêmes conditions.
· Fiabilité. Ce paramètre reflète la préservation de toutes les caractéristiques spécifiées pendant un certain temps.
· Inertie. C'est ainsi qu'un certain décalage temporel entre les lectures de l'instrument et la valeur mesurée est caractérisé.
De plus, une bonne instrumentation doit avoir des qualités telles que la durabilité, la fiabilité et la maintenabilité.
Qu'est-ce que la marge d'erreur ?
Les spécialistes savent que dans tout travail il y a de petites erreurs. Lors de la réalisation de diverses mesures, elles sont appelées erreurs. Tous sont dus à l'imperfection et à l'imperfection des moyens et des méthodes de recherche. Par conséquent, tout équipement a sa propre classe de précision, par exemple, la classe de précision 1 ou 2.
Dans le même temps, les types d'erreurs suivants sont distingués:
· Absolu. Il s'agit de la différence entre les performances de l'instrument utilisé et les performances de l'appareil de référence dans les mêmes conditions.
· Relatif. Une telle erreur peut être qualifiée d'indirecte, car c'est le rapport de l'erreur absolue trouvée à la valeur réelle de la valeur spécifiée.
· Relatif réduit. Il s'agit d'un certain rapport entre la valeur absolue et la différence entre les limites supérieure et inférieure de l'échelle de l'instrument utilisé.
Il existe également une classification selon la nature de l'erreur:
· Aléatoire. De telles erreurs se produisent sans aucune régularité ni cohérence. Souvent, divers facteurs externes influencent la performance.
· Systématique. De telles erreurs se produisent selon une certaine loi ou règle. Dans une plus large mesure, leur apparence dépend de l'état de l'instrumentation.
· Manque. De telles erreurs faussent fortement les données précédemment obtenues. Ces erreurs sont facilement éliminées en comparant les mesures correspondantes.
Qu'est-ce que la précision de niveau 5 ?
La science moderne a adopté un système de mesure spécial pour rationaliser les données obtenues à partir d'appareils spécialisés, ainsi que pour déterminer leur qualité. C'est elle qui détermine le niveau de réglages approprié.
Les classes de précision des instruments de mesure sont une sorte de caractéristique généralisée. Il prévoit la détermination des limites de diverses erreurs et propriétés qui affectent la précision des instruments. En même temps, chaque type d'instruments de mesure a ses propres paramètres et classes.
Selon la précision et la qualité de la mesure, les plus modernesles dispositifs de contrôle ont les divisions suivantes: 0, 1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; Dix; quinze; 20; 2, 5; 4, 0. Dans ce cas, la plage d'erreur dépend de l'échelle de l'instrument utilisé. Par exemple, pour les équipements avec des valeurs 0 - 1000 ° C, des mesures erronées de ± 15 ° C sont autorisées.
Si nous parlons d'équipements industriels et agricoles, leur précision est divisée dans les classes suivantes:
· 1-500 mm. 7 classes de précision sont utilisées ici: 1, 2, 2a, 3, 3a, 4 et 5.
· Plus de 500 mm. Les grades 7, 8 et 9 sont utilisés.
Dans le même temps, l'appareil avec une unité aura la plus haute qualité. Et la 5ème classe de précision est principalement utilisée dans la fabrication de pièces pour diverses machines agricoles, la construction de voitures et de locomotives à vapeur. Il est également intéressant de noter qu'il a deux atterrissages: X₅ et C₅.
Si nous parlons de technologie informatique, par exemple, de cartes de circuits imprimés, la classe 5 correspond à une précision et à une densité accrues de la conception. Dans ce cas, la largeur du conducteur est inférieure à 0,15 et la distance entre les conducteurs et les bords du trou percé ne dépasse pas 0,025.
Normes de précision interétatiques en Russie
Tout scientifique moderne recherche son propre système pour déterminer la qualité des instruments utilisés et des données obtenues. Pour généraliser et systématiser la précision des mesures, des normes interétatiques ont été adoptées.
Ils définissent les dispositions de base pour la répartition des appareils en classes, un ensemble de toutes les exigences relatives à ces appareils et des méthodes de normalisation des différentes caractéristiques métrologiques. Classes de précisionles instruments de mesure sont établis par GOST spécial 8.401-80 GSI. Ce système a été introduit sur la base de la recommandation internationale OIML n° 34 du 1er juillet 1981. Ici sont énoncées les dispositions générales, la définition des erreurs et la désignation des classes de précision elles-mêmes avec des exemples spécifiques.
Dispositions de base pour la détermination des classes de précision
Pour déterminer correctement la qualité de tous les instruments de mesure et des données qui en résultent, il existe plusieurs règles de base:
· Les classes de précision doivent être sélectionnées en fonction du type d'équipement utilisé;
· Plusieurs étalons peuvent être utilisés pour différentes plages de mesure et quantités;
· Seule une étude de faisabilité détermine le nombre de classes de précision pour un équipement particulier;
· les mesures sont effectuées sans tenir compte du mode de traitement. Ces normes s'appliquent aux instruments numériques avec un dispositif informatique intégré;
· Les classes de précision des mesures sont attribuées en fonction des résultats des tests gouvernementaux existants.
Instrumentation électrodynamique
Ces appareils comprennent les ampèremètres, les wattmètres ou les voltmètres et d'autres appareils qui convertissent diverses quantités en courant. Pour leur fonctionnement correct et stable, un blindage spécial des équipements de mesure est utilisé. Ceci est fait, par exemple, pour augmenter la classe de précision d'un voltmètre.
Le principe de fonctionnement de ces appareils est qu'un champ magnétique externe améliore simultanément le champ d'un appareil de mesure etaffaiblit le champ de l'autre. Dans ce cas, la valeur totale est inchangée.
Les avantages d'une telle instrumentation incluent la fiabilité, la fiabilité et la simplicité. Il fonctionne de la même manière avec DC et AC.
Et les inconvénients les plus importants sont une faible précision et une consommation d'énergie élevée.
Instrumentation électrostatique
Ces appareils fonctionnent sur le principe de l'interaction d'électrodes chargées, séparées par un diélectrique. Structurellement, ils ressemblent presque à un condensateur plat. En même temps, lors du déplacement de la partie mobile, la capacité du système change également.
Les plus célèbres d'entre eux sont les appareils à mécanisme linéaire et de surface. Ils ont un principe de fonctionnement légèrement différent. Pour les appareils à mécanisme de surface, la capacité change en raison des fluctuations de la zone active des électrodes. Sinon, la distance entre eux est importante.
Les avantages de ces appareils incluent une faible consommation d'énergie, la classe de précision GOST, une plage de fréquences assez large, etc.
Les inconvénients sont la faible sensibilité de l'appareil, la nécessité d'un blindage et une panne entre les électrodes.
Instrumentation magnétoélectrique
Il s'agit d'un autre type d'appareils de mesure les plus courants. Le principe de fonctionnement de ces dispositifs est basé sur l'interaction du flux magnétique d'un aimant et d'une bobine avec le courant. Le plus souvent, un équipement avec un aimant externe et un cadre mobile est utilisé. Structurellement, ils se composent de trois éléments. Il s'agit d'un noyau cylindrique, d'un aimant externe etnoyau magnétique.
Les avantages de ces instruments incluent une sensibilité et une précision élevées, une faible consommation d'énergie et un bon effet calmant.
Les inconvénients des appareils présentés incluent la complexité de fabrication, l'incapacité à maintenir leurs propriétés dans le temps et la sensibilité à la température. Ainsi, par exemple, la classe de précision d'un manomètre est considérablement réduite.
Autres types d'instrumentation
En plus des appareils ci-dessus, il existe plusieurs autres instruments de mesure de base qui sont le plus souvent utilisés dans la vie quotidienne et la production.
Ces équipements comprennent:
· Appareils thermoélectriques. Ils mesurent le courant, la tension et la puissance.
· Appareils magnétoélectriques. Ils sont adaptés pour mesurer la tension et la quantité d'électricité.
· Appareils combinés. Ici, un seul mécanisme est utilisé pour mesurer plusieurs grandeurs à la fois. Les classes de précision des instruments de mesure sont les mêmes que pour tous. Le plus souvent, ils fonctionnent avec du courant continu et alternatif, de l'inductance et de la résistance.
