Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Podstawy Metrologii M-T sem. VII, 2008/2009 Prof. Jan Zakrzewski Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki Akademicka 10 (Bud. Prof. Fryzego), pok.23.

Коpie: 3
OBIEKTOBIEKT CZUP PROFIBUSS HART 4-20 mA 8888 UKŁADY AUTOMA- TYKI UKŁADY AKWIZYCJI DANYCH CZUJNIKI Generacyjne Parametryczne Częstotliwościowe Kodowe u,

Podstawy Metrologii M-T sem. VII, 2009/2010 Prof. Jan Zakrzewski Instytut Metrologii i Automatyki Elektrotechnicznej Akademicka 10 (Bud. Prof. Fryzego),

BŁĘDY I NIEPEWNOŚCI POMIARU M-T2 POJĘCIA WYZNACZANIE ZASTOSOWANIE.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Podstawy Metrologii M-T sem. VII, 2008/2009 Prof. Jan Zakrzewski Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki Akademicka 10 (Bud. Prof. Fryzego), pok.23."— Zapis prezentacji:

1

2 Podstawy Metrologii M-T sem. VII, 2008/2009 Prof. Jan Zakrzewski Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki Akademicka 10 (Bud. Prof. Fryzego), pok.23 Wykłady: Modele pomiaru, pojęcia podstawowe 8.10 Systemy pomiarowe, struktury i interfejsy Niepewność pomiaru (SPR) Czujniki ciśnień, technologie mikroelektroniczne Pomiary strumienia masy i objętości Pomiary przemieszczeń i parametrów ruchu (SPR) Pomiary temperatur, dynamika pomiarów M-T 1 Lit: Zakrzewski J.: Podstawy miernictwa dla kierunku mechanicznego. Wyd. Pol.Śl. Gliwice 2004

3 Miejsce ćwiczeń: Budynek Wydziału Elektrycznego, Akademicka 10 Tematy zajęć laboratoryjnych: L1 – Pomiary przepływu i opracowanie wyników pomiarowych, L2 – Pomiary przemieszczeń liniowych, L3 – Pomiary prędkości obrotowej, L4 – Badanie termometrów elektrycznych, L5 – Badanie czujników ciśnienia, L6 – Badanie przetworników siły. L 1, 2, 3 sala 15 – piwnica L 4, 5, 6 sala 113 – 1 piętro Prowadzący dr W. Domański sala 111

4

5 Zasady zaliczania przedmiotu: Sprawdziany wykł. 2 x 0 do 20 0 do 40 Laboratorium 6 x 0 do 5 0 do 30 Sprawozdania 6 x 2 do 5 12 do 30 Razem 12 do 100 pkt pkt pkt 3, pkt pkt 4,5 > 65 pkt (6x2) + (6x3) (6x3) + (6x3)

6 Obiekty, przedmioty, zjawiska Weryfikacja przez pomiar ObserwacjaPomiar Model matematyczny Model opisowy Analiza modelu Weryfikacja przez obserwację A R Skale pomiarowe:porządkowa,interwałowa,metryczna.

7 JEDNOSTKI UKŁADU SI Jednostki podstawowe: metr, sekunda, kilogram, amper, kandela, kelwin, mol. Jednostki pomocnicze: radian, steradian. Jednostki pochodne: Tworzenie jednostki wielkości W Wzór wielkościowy Wartości mianowane Definicja jednostki pochodnej

8 Państwowa Służba Miar (GUM) Wzorzec podstawowyWzorzec odniesieniaWzorzec świadek Wzorzec kontrolny I st Wzorzec kontrolny II st zastosowanie Wzorzec I st. Wzorzec III st. Wzorzec II st. sprawdzenie Przyrządy pomiarowe najwyższej dokładności Przyrządy pomiarowe dokładne Przyrządy pomiarowe średniej dokładności Przyrządy pomiarowe małej dokładnosci

9 Prawna kontrola metrologiczna Skalowanie Wzorcowanie Sprawdzanie Cechowanie Legalizacja Adjustacja Kalibracja Zatwierdzenie typu

10 METODA POMIARU NARZĘDZIE POMIAROWE ODTWARZANIE MEZURANDU X M M* N Z V Mezurand M Stała (przyrządu) Rozdzielczość Selektywność Zakres pomiarowy M min M max X min X max Powtarzalność Czułość S = N/X Procedura pomiarowa

11 M* MEZURAND pomiarowo dostępne M Realne narzędzie pomiarowe X N Odtwarzanie Mezurandu (algorytm odtwarzania ) zmierzone mierzalne Z VZVZ V Model narzędzia pomiarowego

12 OBIEKTOBIEKT CZUP PROFIBUSS HART 4-20 mA 8888 UKŁADY AUTOMA- TYKI UKŁADY AKWIZYCJI DANYCH CZUJNIKI Generacyjne Parametryczne Częstotliwościowe Kodowe u, i, q, R, C, L, M f, T KOD

13 Histereza Charakterystyka statyczna Zmiana zakresu zmienia błędy nieliniowosci Liniowość Błędy nieliniowości

14 STRUKTURY SYSTEMÓW POMIAROWYCH

15 Przetwornik pomiarowy Czujnik Przetwornik pomiarowy Czujnik Przetwornik pomiarowy Czujnik Przetwornik pomiarowy Czujnik Kontroler podsystemu Magistrala interfejsu Komputer nadrzędny Magistrala interfejsu Systemy pomiarowe MT-3

16 SZEREGOWE RÓWNOLEGŁE RS - 232(1962) RS - 232C(1968) RS-423A {1:10, 30 m, 100kb/s } RS - 422A {1:10, 1200 m 10Mb/s} RS485 {32:32,1200 m, 10 Mb/s} (EIA/TIA 232E) CAMAC(Computer Automated Measurement and Control Equipment) Drukarka Centronix RS-232 PROFIBUS 32 : m 10 – 500 kb/s I2CI2C Microwire Dla mikrokontrolerów i czujników zintegrowanych IEEE 1394 Fire Wire {do 400Mb/s} VME(1982) VXI(1987) Kaseta 40 MB/s CAN Controller Area Network Motoryzacja Automatyka do500 m do 1Mb/s HPIB(1972) GPIB IEEE 488 IEC 625 1: m 1 MB/s ETHERNET Karta IEC 625 MXI PCI PXI ISA PC USB (1997) {1:127, 5m, 480 Mb/s } 1 :1, 15 m 115 kb/s MT-3

17 Profibus FMS ( Fieldbus Messge Specification ) PA ( Process Automation ) DP ( Decentralized Peripherials ) Master Magistrala Pętla elementów aktywnych (Token) Slave.... Pętla elementów aktywnych (Token) MT-3

18 NCAP STIM A/C TEDS Logika Czujnik Sieć MSTIM Lista przyłączy MMI NCAP TEDS Czujnik TEDS Czujnik NORMA IEEE 1451 MT-3 SMART TRANSDUCER INTERFACE MODULE NETWORK CAPABLE APPLOCATION PROCESSER

19 I 20 mA 4 mA X min X max 20 mA 4 mA X minX max I NADAJNiK ŹRÓDŁO PRĄDOWE ZASILACZ 12, 24, 36, 48 V ODBIORNIK PĘTLA 4 –20 mA

20 BŁĘDY I NIEPEWNOŚCI POMIARU M-T2 POJĘCIA WYZNACZANIE ZASTOSOWANIE

21 NARZĘDZIE POMIAROWE X Y Z Y = F(X, ΔV, ΔZ) Eliminacja przyczyn błędów - zmniejszanie Z Korekcja błędów - uwzględnianie poprawek Kompensacja błędów - zmniejszanie wrażliwości

22 Struktury narzędzi pomiarowych Ilorazowa Równoległa (różnicowa) Szeregowa (posobna) X Y add mul X Y add

23 CZUJNIK M N X A/C TOR PRZETWARZANIA POMIAROWEGO Y Z Struktura szeregowa Y = F( X, Z1, Z2, Z3,...) Korekcja analogowa lub numeryczna Pomiar Z Z

24 Z CZUJNIK 1 CZUJNIK 2 Y1Y1 Y = Y 1 -Y 2 + X A/C TOR PRZETWARZANIA POMIAROWEGO Y3Y3 - Y2Y2 X0X0 Z Struktura równoległa

25 Z CZUJNIK 1 CZUJNIK 2 Y1Y1 Y = Y 1 -Y 2 + X A/C TOR PRZETWARZANIA POMIAROWEGO Y3Y3 - Y2Y2 Z (-X) Struktura różnicowa

26 N CZUJNIK 1 CZUJNIK 2 Y1Y1 X A/C TOR PRZETWARZANIA POMIAROWEGO Y3Y3 Y2Y2 X0X0 Z Z ÷ Struktura ilorazowa

27 BŁĄD SYSTEMATYCZNY deterministyczny, wykrywalny przez zmianę warunków pomiaru BŁĄD PRZYPADKOWY losowy, wykrywalny przez powtarzanie obserwacji BŁĘDY ZWIĄZANE Z PROCESEM POMIARU Błąd metody Błąd akwizycji danych Błąd modelowy Błąd wzorcowania Błąd redukcji danych Błędy dodatkowe: BŁĘDY ZWIĄZANE Z SYSTEMEM POMIAROWYM Graniczny błąd dopuszczalny Błąd nieliniowości Błąd histerezy... Błąd powtarzalności Błąd rozdzielczości Błąd kwantowania Błąd temperaturowy Błąd dynamiczny.... BŁĄD: PODEJŚCIE TEORETYCZNE E = M* - M Błąd podstawowy Błąd instrumentalny

28 BŁĄD - PODEJŚCIE PRAKTYCZNE E* = M* - M** WYZNACZONA PRZEZ WZORCOWANIE LUB OBLICZENIA Wyznaczenie poprawki zmniejsza naszą niewiedzę odnośnie wyniku pomiaru NIEPEWNOŚĆ: PODEJŚCIE PRAKTYCZNE Niepewność jest miarą niewiedzy Wartość prawdziwa jest nieznana POPR = - E* = M**- M* BŁĄD PODSTAWOWY - wyznaczany w warunkach odniesienia BŁĄD DODATKOWY - spowodowany znaną zmianą warunków pracy

29 Niepewność jest miarą niewiedzy Niepewność typu A, u A Niepewność typu B, u B Guide to the Expresion of Uncertaiunty in Measurement ISO, BIPM, IEC, OIML.... (1993) (1995) Wyrażanie Niepewności Pomiaru, Przewodnik GUM (1999) Dokument EA-4/02 Niepewność złożona, Niepewność rozszerzona U = k u Przedział niepewności ± U

30 Niepewność jest miarą niewiedzy o wyniku pomiaru Niepewność typu A

31 X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= X= Y= Współrzędnościowa maszyna pomiarowa

32 Niepewność jest miarą niewiedzy o wyniku pomiaru Niepewność typu B a/3 -a +a g( X) X a -a 1/2a X -Dane producenta systemu - nieliniowość -histereza -wpływ temperatury -wpływ innych wielkości... - Dane z poprzednich pomiarów -Niepewność stałych fizycznych -Niepowtarzalność procedur pomiarowych....

33 Niepewność jest miarą niewiedzy o wyniku pomiaru g( X) a -a 1/2a X a -a-a 1/a g( X) X -a +a g( X) X

34 METODA POMIARU NARZĘDZIE POMIAROWE ODTWARZANIE MEZURANDU X M M* N Z V M* = F(M, ΔV, ΔZ) U = ku U

35 Korekcja niepewności Kompensacja niepewności Filtracja = tworzenie nowej definicji mezurandu Redukcja niepewności przez lepszą estymację mezurandu

36 maksymalny błąd dopuszczalny, błąd graniczny Błąd nieliniowosci Błąd nieliniowości Niepewność nieliniowości (B) Błąd histerezy Niepewność histerezy (B) Błąd powtarzalności Niepewność powtarzalności (A) Błąd kwantyzacji Niepewność kwantyzacji (A) Błąd rozdzielczości Niepewność rozdzielczości (A) Błąd temperatury Błąd Temperaturowy Niepewność Temperat.(A), (B) Błąd dynamiczny Niepewność dynamiczna Szumy dynamiczne

37 System pomiarowy i środowisko pomiaru Wzorcowanie Źródła błędów Korekcja błędów Propagacja błędów Źródła niepewności Budżet niepewności Propagacja niepewności Wynik pomiaru Niepewność Wynik skorygowany Obszar zainteresowań użytkownika Różnice pomiedzy modelem a zbiorem danych doświadczalnych

38 Zapis wyniku pomiaru M = M** ± U F = kN F = 528,354 3 kNF = 528 3,286 kN F = 0,528 0,003 MN F = NF = 528 kN 0,6 %

39 Wnioski 2. Projektant systemu dostarcza danych o współczynnikach korekcyjnych i składnikach niepewności 3. Użytkownik systemu decyduje o zastosowanych korekcjach i o budżecie niepewności 4. Przepisy certyfikacyjne i akredytacyjne wymuszają wprowadzenie podanych wyżej zasad do praktyki przemysłowej 1. Nie ma ± Błędów

40 Dodchylkwadraty 20,16+0,080, , , ,07-0,010, ,97-0,110, , , D śr =20,08 u A = 0,043 Suwmiarka ± 0.03 mm u =0,046 U =0,092 D =20,08 ±0,09 A=314 ± 2,8 mm 2 0,4% 0,9%


Pobierz ppt "Podstawy Metrologii M-T sem. VII, 2008/2009 Prof. Jan Zakrzewski Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki Akademicka 10 (Bud. Prof. Fryzego), pok.23."

Podobne prezentacje


Reklamy Google