Cuprins
- I. NOŢIUNI GENERALE DE METROLOGIE 9
- 1.1. Obiectul metrologiei, conceptul de măsurare 9
- 1.1.1. Sisteme de unităţi de măsură 10
- 1.2. Elaborarea unei măsurători 11
- 1.3. Categorii de măsurători 12
- 1.4. Metode de măsurare 13
- 1.4.1. Criteriul bazat pe tehnica de obţinere a rezultatului
- măsurătorii 13
- 1.4.1.1. Metode de măsurare prin deviaţie 14
- 1.4.1.2. Metode de măsurare prin comparaţie 14
- 1.4.1.3. Metode de măsurare diferenţiale 17
- 1.4.2. Criteriul bazat pe numărul de mărimi ce trebuie
- măsurate pentru determinarea mărimii fizice de măsurat 17
- 1.4.2.1. Metode directe 17
- 1.4.2.2. Metode indirecte 17
- 1.4.3. Criteriul bazat pe precizia măsurătorilor 18
- 1.4.3.1. Metode de laborator 18
- 1.4.3.2. Metode industriale 19
- II. ERORI DE MĂSURARE 20
- 2.1. Definirea erorii de măsurare 20
- 2.2. Clasificarea erorilor de măsurare 20
- 2.2.1. Erori sistematice, erori aleatoare şi erori grosolane 20
- 2.1.1.1. Erori sistematice 20
- 2.2.1.2. Erori accidentale 22
- 2.2.1.3. Erori grosolane 22
- 2.2.2. Erori reale, convenţionale, erori absolute şi relative 23
- 2.2.2.1. Eroarea reală 23
- 2.2.2.2. Eroarea convenţională 23
- 2.2.2.3 Erori relative 24
- 2.3. Metode de calcul a erorilor în cazul măsurătorilor indirecte 25
- 2.3.1. Metoda directă de calcul a erorilor 26
- 2.3.2. Metoda derivatelor parţiale pentru calculul erorilor 27
- 2.4. Noţiuni de prelucrare a rezultatelor experimentale 28
- 2.4.1. Reprezentarea grafică a datelor experimentale 28
- 2.4.2. Indicatori statistici utilizaţi la prelucrarea datelor
- experimentale. 29
- 2.4.2.1. Indicatori statistici de localizare (de poziţie) 29
- 2.4.2.2. Indicatori statistici de dispersie 30
- 4
- 2.4.3. Repartiţia normală (Gauss) a rezultatelor experimentale 31
- III. SISTEME DE MĂSURARE 34
- 3.1. Tendinţe actuale în dezvoltarea sistemelor de măsurare 34
- 3.2. Caracteristici statice ale elementelor sistemelor de măsurare 36
- 3.3. Caracteristici dinamice ale elementelor sistemelor de măsurare 39
- 3.3.1. Metode de analiză a funcţionării în regim dinamic
- a sistemelor de măsurare 39
- 3.3.1.1. Analiza în domeniul real (domeniul timpului) 39
- 3.3.1.2. Analiza în domeniul complex. 41
- 3.3.1.3. Analiza în domeniul frecvenţelor 42
- 3.3.1.4. Caracteristicile dinamice ale elementelor tipice din
- compunerea sistemelor de măsurare 43
- 3.4. Caracteristici constructive 45
- 3.4.1. Impedanţa metrologică şi consumul propriu 45
- 3.4.2. Robusteţea şi capacitatea de încărcare 46
- 3.4.3. Fiabilitatea şi mentenabilitatea 46
- IV. ELEMENTELE APARATELOR ANALOGICE DE MĂSURAT 47
- 4.1. Elemente de bază şi clasificări 47
- 4.2. Clasificarea aparatelor de măsurat analogice 48
- 4.2.1. Clasificarea funcţie de natura fizică a mărimii măsurate 48
- 4.2.2. Clasificarea funcţie de principiul de funcţionare 48
- 4.2.3. Clasificarea după modul de prezentare a rezultatelor
- măsurătorilor 49
- 4.2.4. Clasificarea după clasa de precizie 50
- 4.2.4. Alte criterii de clasificare 50
- 4.3. Elemente constructive ale dispozitivelor de măsurat 51
- 4.3.1. Elemente active ale dispozitivelor de măsurat 51
- 4.3.1.1. Dispozitive magnetoelectrice 51
- 4.3.1.2. Dispozitiv feromagnetic 52
- 4.3.1.3. Dispozitiv electrodinamic 52
- 4.3.1.4. Dispozitivul ferodinamic 53
- 4.3.1.5. Dispozitivul de inducţie 54
- 4.3.1.6. Dispozitiv termic cu fir dilatant 54
- 4.3.1.7. Dispozitiv termic cu bimetal 55
- 4.3.1.8. Dispozitiv electrostatic 55
- 4.3.1.9. Dispozitivul cu lamele vibrante 56
- 4.3.2. Elementele auxiliare ale dispozitivelor de măsurat 56
- 4.3.2.1. Suspensia echipajului mobil 56
- 4.3.2.2. Asigurarea cuplului rezistent 58
- 4.3.2.3. Citirea deviaţiilor 58
Extras din curs
I. NOŢIUNI GENERALE DE METROLOGIE
1.1. Obiectul metrologiei, conceptul de măsurare
Metrologia ca ştiinţă a măsurătorilor are ca obiect determinarea valorică a
mărimilor fizice. Metrologia se aplică întregului ansamblu de fenomene care
formează obiectul fizicii şi al ştiinţelor exacte, cu observaţia că punctul de vedere
din care le cercetează îi este propriu: măsurarea, compararea de mărimi.
Măsurătoarea se defineşte ca operaţie experimentală prin care se determină
cu ajutorul mijloacelor de măsurat, valoarea numerică a unei mărimi în raport cu
o unitate de măsură dată. O altă definiţie a măsurătorii este: operaţie prin care se
stabileşte pe cale experimentală raportul numeric între mărimea de măsurat şi o
valoare oarecare a acesteia, luată ca unitate de măsură.
Prin mărime se înţelege o proprietate comună unei clase de obiecte,
fenomene sau procese. Nu toate mărimile existente în natură se pot măsura,
mulţimea mărimilor măsurabile fiind doar o submulţime a lor. În natură se pot
distinge:
- mulţimea mărimilor observabile (Mo), care reprezintă mărimile pentru
care se pot obţine informaţii ce permit cel puţin o discriminare de ordin
calitativ;
- mulţimea mărimilor reperabile (Mr), acestea fiind mărimile pentru care
se poate construi o scară de măsură;
- mulţimea mărimilor măsurabile(Mm), acestea fiind mărimile pentru
care se poate construi şi un mijloc de măsurare.
Între mulţimea mărimilor din natură (Mn) şi celelalte mulţimi prezentate există
relaţia:
Mm ⊂ Mr ⊂ Mo ⊂ Mn )
Pentru ca o mărime să fie măsurabilă este necesar ca aceasta să se bucure de
următoarele proprietăţi:
- observabilitatea;
- posibilitatea construirii unei scări de măsură;
- posibilitatea conceperii mijloacelor de măsurare.
Prin alegerea unei unităţi de măsură şi prin procedeul experimental de
măsurare, fiecărei cantităţi dintr-o mărime fizică măsurabilă i se asociază o valoare
numerică. Mărimea fizică X se exprimă prin produsul dintre unitatea de măsură
adoptată um şi valoarea numerică obţinută în urma măsurătorii Xm:
I. NOTIUNI GENERALE DE METROLOGIE
10
m
m m m u
X = X u ⇒ X = X (1.1)
Dacă se alege o altă unitate de măsură u’m, va rezulta evident o valoare X’m
diferită de Xm. Mărimea fizică fiind însă independentă de sistemul de unităţi de
măsură adoptat rezultă:
m
m m m u
X X u X X'
= ' ' ⇒ ' = (1.2)
Rezultatul măsurătorii (valoarea numerică a mărimii măsurate) Xm este un număr
adimensional şi variază invers proporţional cu mărimea unităţii de măsură adoptată.
Pentru efectuarea unei măsurători, în conformitate cu definiţiile prezentate,
este necesar ca unitate de măsură să poată fi realizată în mod concret. Realizarea
concretă a unităţii de măsură constituie ’’măsura’’; evident, numai pentru anumite
unităţi este posibilă concretizarea sub formă de măsuri.
1.1.1. Sisteme de unităţi de măsură
Deoarece valoarea mărimii fizice este dependentă de unitatea de măsură, s-a
impus ideea elaborării de unităţi coerente pentru diferite domenii de activitate.
Aceasta implică pe de o parte limitarea numărului de unităţi de măsură alese
arbitrar, iar pe de altă parte, realizarea unor relaţii condiţionale (relaţii între diferite
unităţi de măsură) cât mai simple. Unităţile alese în mod convenţional se numesc
unităţi fundamentale (mărimile fizice măsurate cu acestea se numesc mărimi
fundamentale), iar unităţile care se definesc pe baza acestora se numesc unităţi
derivate (mărimile fizice numindu-se de asemenea derivate).
Totalitatea unităţilor fundamentale şi derivate care formează un ansamblu
coerent pentru un anumit domeniu de măsurare constituie un sisteme de unităţi de
măsură.
Dacă notăm cu l numărul legilor care descriu un anumit domeniu de măsură
şi cu m numărul mărimilor ce intervin în acel domeniu, atunci numărul de mărimi
fundamentale (n) este:
n = m − l
Dacă adoptând un număr minim de unităţi fundamentale rezultă relaţii condiţionale
complicate se poate mări numărul unităţilor fundamentale. După ce s-a stabilit
numărul de unităţi fundamentale este necesar ca acestea să fie nominalizate. Acest
lucru se realizează ţinându-se seama de anumite criterii care urmăresc simplificarea
şi comoditatea în operaţiile de măsurare şi de definire a unităţilor derivate. Aceste
criterii sunt formulate astfel:
- mărimile şi unităţile fundamentale trebuie asociate unor fenomene
reprezentative pentru domeniul respectiv, care să aibă proprietăţi de
invarianţă în timp şi spaţiu;
MĂSURĂRI ELECTRICE ŞI ACHIZIŢII DE DATE
11
- unităţile fundamentale trebuie să poată fi realizate şi reproduse în
condiţii avantajoase sub formă de etaloane;
- între unităţile fundamentale şi cele derivate trebuie să existe relaţii
simple pe baza cărora să poată fi realizate uşor unităţi derivate:
- valorile efective ale unităţilor fundamentale se adoptă ţinând seama de
considerente practice privind utilizarea lor şi a unităţilor derivate,
precum şi de posibilitatea realizării unor multipli şi submultipli
corespunzători cerinţelor de folosire curentă.
Preview document
Conținut arhivă zip
- Masurari Electrice si Achizitii de Date.pdf