intTypePromotion=1

Bài giảng Kỹ thuật đo lường

Chia sẻ: Ha Tuananh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

1
911
lượt xem
397
download

Bài giảng Kỹ thuật đo lường

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích môn học: Nghiên cứu cơ sở kỹ thuật đo lường và làm việc đảm bảo cơ sở cho các thí nghiệm; Nguyên tắc hoạt động của các phương tiện đo, các phương pháp đo các đại lượng vật lý; Các phương pháp đánh giá sai số của kết quả đo, các cơ sở tiêu chuẩn hóa và chứng thực.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật đo lường

  1. Bài giảng Kỹ thuật đo lường GV: TS.Nguy
  2. n th Lan Hng Bộ môn: Kỹ thuật đo và THCN Hà nội 08/2007 1 Tài liệu tham khảo Giáo trình ” ”, PGS. Nguyễn Trọng Quế,          1. Trường Đại học Bách khoa Hà nội, 1996 , Chủ biên PGS.TS. Phạm                   
  3.  Thượng Hàn, Nhà xuất bản Giáo dục, quyển 1, , PGS. Nguyễn                            Trọng Quế, Trường Đại học Bách khoa Hà nội, 1996. Nguyễn Thị Lan Hương 2
  4. Mục đích môn học  Nghiên cứu cơ sở kỹ thuật đo lường và việc đảm bảo cơ sở cho các thí nghiệm.  Nguyên tắc hoạt động của các phương tiện đo, các phương pháp đo các đại lượng vật lý  Các phương pháp đánh giá sai số của kết quả đo, các cơ sở tiêu chuẩn hoá và chứng thực.  Hình thành kinh nghiệm tiến hành thí nghiệm đo, kinh nghiệm làm việc với các phương tiện đo có trình độ đánh giá kết quả đo và sai số phép đo. Nguyễn Thị Lan Hương 3 Chương 1. Các khái niệm cơ bản của kỹ thuật đo lường  Đo lường  Định nghĩa và phân loại phép đo Khái niệm về và                Một số đặc trưng của kỹ thuật đo  Tín hiệu đo  Các điều kiện đo.  Đơn vị đo vaW chuẩn mẫu  Phương pháp đo vaW Phương ti nY đo  Ngư i quan s t v đ nh gi k t qu Nguyễn Thị Lan Hương 4
  5. Định nghĩa về Đo lường  Theo pháp lệnh “ ĐO LƯỜNG” của nhà nước CHXHCN Việt nam  Chương 1- điều 1: Đo lường là việc xác định giá trị của đại lượng cần đo  Chính xác hơn: Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng của một đại lượng cần đo để có kết quả bằng số so với đơn vị đo  Đại lượng đo được: Với một đại lượng cần đo là X ta có thể tìm được một đại lượng ∆X để cho m.∆X >X và (m-1)∆X =X hay nói cách khác Ánh xạ được X vào tập số tự nhiên {N} với độ đo ∆X Nguyễn Thị Lan Hương 5 Định nghĩa và phân loại phép đo  Phép đo là quá trình thực hiện việc đo lường.  Phân loại  Đo trc tip: Là cách đo mà kết quả nhận được trực tiếp tưW một phép đo duy nhất  Đo gián tip: Là cách đo mà kết quả được suy ra tưW sưY phối hợp kết quả của nhiều phép đo dùng cách đo trực tiếp.  Đo hp bô": Là cách đo gần giống như phép đo gián tiếp nhưng sôl lượng phép đo theo phép đo trực tiếp nhiều hơn vaW kết quả đo nhận được thường phải thông qua giải một phương trình hay một hêY phương trình mà các thông sôl đam biết chính là các sôl liệu đo được.  Đo th#ng kê : đên đảm bảo đôY chính xác của phép đo nhiều khi người ta phải sưn dụng phép đo thống kê. Tức là phải đo nhiều lần sau đol lấy gial trị trung bình.  Đo lường học: là ngành khoa học chuyên nghiên cứu vêW các phương pháp đên đo các đại lượng khác nhau, nghiên cứu vêW mẫu vaW đơn vị đo.  Ky" thuật đo lường: ngành kym thuật chuyên nghiên cứu áp dụng các thành tựu của đo lường học vào phục vụ sản xuất vaW đời sống. Nguyễn Thị Lan Hương 6
  6. Ví dụ- Phương trình cơ bản của phép đo  X Ax = ⇒ X = Ax × X X X: Đ¹i l−îng cÇn ®o. X0: Ьn vÞ ®o. Ax: Gi¸ trÞ b»ng sè cña ®¹i l−îng cÇn ®o. Qu¸ tr×nh so s¸nh ®¹i l−îng cÇn ®o víi mÉu để cho ra kÕt qu¶ b»ng sè Không, vì không phải Có thể đo một đại lượng đại lượng nào cũng vật lý bất kỳ được có thể so sánh giá trị không??? của nó với mẫu được. Nguyễn Thị Lan Hương 7 Phương trình cơ bản  Muốn đo giá trị của một đại lượng vật lý bất kỳ phải chuyển đổi đại lượng này sang một đại lượng vật lý khác có thể so sánh được giá trị của nó với mẫu  Hai loại chuyển đổi: Đại lượng điện  điện Đại lượng không điện  điện  Công cụ: cảm biến (sensor, chuyển đổi sơ cấp) Nguyễn Thị Lan Hương 8
  7. Ví d(: Đo )ng su+t c h,c c-a m/t d0m bê tông ch(i lc           
  8.             a                                      !     " #      !  
  9.     &         ' (       e  *  $ %  % + ÷ ÷ + ÷ Ω ∆R  ∆l  = f  R  l  Nguyễn Thị Lan Hương 9 Ví dụ (2)  Khi P ch−a t¸c ®éng, cÇu c©n b»ng 0 / ⇒ Ura = 0 ∆ -  Khi cã P t¸c ®éng, Rtz thay ®æi . mét l−îng ∆R → Ura thay ®æi mét 1 2 l−îng ∆U. Đo ∆U → ∆R → ∆l , U ∆R  ∆U?? ∆U = × R R = 5 4 R CM??  Rtz R ∆R  ∆l  3 = f  R  l  KP : HÖ sè poisson. m : HÖ sè tû lÖ. ε (R ) = f (ε l ) Đèi víi kim lo¹i : KP = 0,24 ÷ 4. εR NÕu thÓ tÝch V=l.S kh«ng thay ®æi trong qu¸ = + KP + m tr nh biÕn d¹ng th KP = 0,5 vµ bá qua m. εl Nguyễn Thị Lan Hương 10
  10.  Xác định đặc tính của dây dẫn điện rt = r20 [ 1+α(t - 20) + β(t-20)2 ] α, β ch−a biÕt. Đo ®iÖn trë ë nhiÖt ®é 200C, t1 vµ t2 Các phép đo ⇒ HÖ 2 ph−¬ng tr nh 2 Èn α vµ β. trực tiếp???  rt = r    [ + α (t  − ) + β (t  − ) ]  r = r t   [ + α (t − ) + β (t − ) ] α β Nguyễn Thị Lan Hương 11 1.2. Phương pháp đo (1)  Quá trình đo biến đổi thẳng kết quả NX X= X0 N0      N X = N  x X  Nguyễn Thị Lan Hương 12
  11. Phương pháp đo (2)  Quá trình đo kiểu so sánh          
  12.  ÷   Nguyễn Thị Lan Hương 13 Ví dụ  Có một vônmét được khắc độ như sau:  150V tương ứng 100 vạch  Khi đo điện áp Vônmét chỉ 120 vạch, xác định kết quả? 100 N0 = vach / V 150  So sánh Nx 100  = 120 :   N0 150   Giá trị 150 X = 120 = 120.1,5 = 180 V 1000  Giá trị C= 1 = 1,5 / vach gọi là hằng số của volmét N0 Nguyễn Thị Lan Hương 14
  13. 1.3. Đặc trưng của kỹ thuật đo(1) Tín hiệu đo & Các điều kiện đo  Tín hiệu đo mang theo thông tin vêW đối tượng cần nghiên cứu.  Tín hiệu đo thê( hiện ở 2 phần : Phần đại lượng vaW phần dạng tín hiệu.  Ph n Đ3i lng: thông tin vêW gial trị của đối tượng đo  Ph n D3ng tín hi5u: thông tin vêW sưY thay đổi tín hiệu đo  Gia công tín hiệu: là nghiên cứu các quy luật biến đổi tín hiệu, xác định các loại tín hiệu, chuyển các tín hiệu bất kyW vêW các tín hiệu có quy luật đên đánh gial chúng, chuyển đi xa, dùng vào việc điều khiển hoặc phục hồi lại tín hiệu ấy khi cần thiết  Xưn lyl tín hiệu đo lường: tức là áp dụng các nguyên công vêW đo lường lên các tín hiệu đol, có những đặc điểm riêng là vấn đêW biến các tín hiệu đol thành sôl với một sai sôl xác định, phản ảnh định lượng đại lượng cần đo  Các điều kiện đo:Khi tiến hành phép đo ta phải tính đến ảnh hưởng của môi trường đến kết quả đo vaW ngược lại, khi sưn dụng dụng cụ đo phải không được ảnh hưởng đến đối tượng đo. Nguyễn Thị Lan Hương 15 Đặc trưng của kỹ thuật đo(2) Đơn vị đo và chuẩn mẫu  Việc đầu tiên của đo lường học là xác định đơn vị đo và những tổ chức cần thiết để tạo mẫu để đảm bảo cho kết quả đo lường chính xác, tin cậy  Việc thành lập đơn vị , thống nhất đơn vị đo lường là một quá trình lâu dài, biến động. Việc đảm bảo đơn vị, tổ chức kiểm tra, xác nhận, mang tính chất khoa học, kỹ thuật vừa tổ chức và pháp lệnh  Việc thống nhất hệ thống quốc tế về đơn vị mang tính chất hiệp thương và quy ước ->       a   a           -> hệ thống đơn vị IS              a              (International Standard) ra đời (1960) Do tổ chức quốc tế về chuẩn phụ trách ISO(International Standard Organisation) gồm 7 đại lượng chính Nguyễn Thị Lan Hương 16
  14. Đặc trưng của kỹ thuật đo(3) Phương pháp đo và Phương tiện đo  Quá trình đo được thực hiện theo những bước nhất định, thực hiện các thao tác đo lường cơ bản.  Thủ tục ph i hợp các thao tác (nguyên công) đo lường là phương pháp đo.  Phương tiện đo thể hiện kỹ thuật của một phương pháp đo cụ thể. ->Định nghĩa “ Phương tiện đo là tập hợp các phần tử, các modul, các dụng cụ, các hệ thống phục vụ cho việc thu thập và xử lý số liệu đo lường”  Phân loại phương tiện đo lường Nguyễn Thị Lan Hương 17 Đặc trưng của kỹ thuật đo(4) Người quan sát  Đol là người đo vaW gia công kết quả đo. Nhiệm vụ của người quan sát khi đo là phải nắm được phương pháp đo, am hiểu vêW thiết bị đo mà mình sưn dụng; kiểm tra điều kiện đo; phán đoán vêW khoảng đo đên chọn thiết bị phuW hợp; chọn dụng cụ đo phuW hợp với sai sôl yêu cầu vaW phuW hợp với điều kiện môi trường xung quanh; biết điều khiển quá trình đo đên cho ra kết quả mong muốn; nắm được các phương pháp gia công kết quả đo đên tiến hành gia công sôl liệu thu được sau khi đo. Biết xét đoán kết quả đo xem đam đạt yêu cầu hay chưa, có cần đo lại hay không, hoặc phải đo lại nhiều lần theo phương pháp đo lường thống kê.  Ngày nay vai trò của người quan sát giảm nhẹ vì hầu hết các phương tiện đều đo tự động Nguyễn Thị Lan Hương 18
  15. Đặc trưng của kỹ thuật đo(5) Đánh giá kết quả đo  Xác định tiêu chuẩn đánh gial một phép.  Kết quả đo ở một mức đôY nào đol có thên coi là chính xác. Một gial trị như vậy  được gọi là gial trị ước lượng của đại lượng đo. Đol là gial trị được xác định bởi thực nghiệm nhơW các thiết bị đo. Gial trị này gần với gial trị thực mà ở một điều kiện nào đol có thên coi là thực.  Đên đánh gial giữa gial trị ước lượng vaW gial trị thực, người ta sưn dụng khái niệm sai sôl của phép đo. Sai sôl của phép đo là hiệu giữa gial trị thực vaW gial trị ước lượng ∆X = Xthực - Xước lượng  Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến sai sôl :  Do phương pháp đo không hoàn thiện.  SưY biến động của các điều kiện bên ngoài vượt ra ngoài những điều kiện tiêu chuẩn được quy định cho dụng cụ đo mà ta chọn.  Do dụng cụ đo không đảm bảo đôY chính xác, do cách đọc của người quan sát, do cách đặt dụng cụ đo không đúng quy định v.v... Nguyễn Thị Lan Hương 19 1.3. Các nguyên công đo lường cơ bản(1) Quá trình đo là thực hiện các nguyên công đo lường, các nguyên công có thể thực hịên tự động trong thiết bị hoặc do người thực hiện.  Xác định đơn vị đo, thành lập mẫu, tạo mẫu và truyền mẫu:  Wxác định đơn vị, tạo ra chuẩn mẫu là những đại lượng vật lyl có tính bất biến cao vaW là hiện thân của đơn vị đo lường.  lượng tưn hoal chuẩn vaW tôn hợp thành đại lượng chuẩn có thên thay đổi gial trị, tạo thuận lợi cho việc xác định gial trị của đại lượng đo, ta gọi là truyền chuẩn.  Nguyên công biến đổi: Thực hiện phép biến đổi trên các tín hiệu đo lường, tưW đại lượng này sang đại lượng khác, tưW dạng này sang dạng thên hiện khác Nguyễn Thị Lan Hương 20
  16. Các nguyên công đo lường cơ bản (2)  Nguyên công so sánh:  so sánh có thên thực hiện trong không gian sôl bằng một thuật toán chia (phương pháp đo biến đổi trực tiếp)  trong không gian các đại lượng vật lyl, thực hiện bằng một phép trưW trong bôY so sánh (comparator) X - Xk ≤ε (phương pháp đo kiểu so sánh)  Nguyên công giao tiếp.  Giao tiếp người vaW máy (HMI) trong ấy việc hiển thiY, trao đổi, theo dõi giám sát là một dịch vụ khal lớn trong hêY thống thông tin đo lường điều khiển.  Giao tiếp với hêY thống (tức với mạng) thên hiện chun yếu ở dịch vụ truyền thông. Nguyễn Thị Lan Hương 21 1.4. Thiết bị đo (1)  Xác định tiêu chuẩn đánh giá một thiết bị đo:  Tiêu chuẩn có thên là tiêu chuẩn quốc gia do cơ quan pháp quyền của một NhaW nước quyết định vaW thành pháp lệnh.  Tiêu chuẩn quốc têl là tiêu chuẩn do hội đồng các nhaW bác học nghiên cứu, xác định vaW khuyến cáo đên các quốc gia áp dụng.  ISO vaW IEC là những tiêu chuẩn quốc têl được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực sản xuất  Tổ chức kiểm định và xác nhận thiết bị đo:  Thiết bị đo lường là thiết bị phải đảm bảo các tiêu chuẩn vêW chất lượng vì vậy định kyW phải được kiểm định vaW cấp giấy lưu hành  Đây là công việc của các trung tâm kiểm chuẩn tức là so sánh thiết bị do với chuẩn vaW đánh gial lại thiết bị đo.  Chỉ có những thiết bị đo đam kiềm chuẩn vaW đam được cấp giấy chứng nhận mới được coi là thiết bị đo hợp pháp, có thên lưu hành. Nguyễn Thị Lan Hương 22
  17. Thiết bị đo (2)  Tổ chức quản lý đảm bảo đo lường Thiết bị đo là một thiết bị đặc biệt, nó được quản lyl theo pháp lệnh NhaW nước. NhaW nước ra những quy định vêW quản lyl thiết bị đo, như l, đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn, được   y          lưu hành hợp pháp hay không. Phải đảm bảo việc truyền chuẩn có thên xuống đến những nơi cần thiết đảm bảo cho việc nâng cao chất lượng của các sản phẩm công nghiệp với yêu cầu ngày càng cao.  Các tiêu chuẩn chung nhất của một thiết bị đo  Gial trị đo vaW khoảng đo  Sai sôl và độ chính xác  Các tiêu chuânn khác  NgoaWi hai tiêu chuânn vêW độ nhaYy, độ chính xác cuna thiết bị đo coWn phani xét đến đăYc tính đôYng, tônn hao cuna thiết bị và các chỉ tiêu đăYc biêYt đối với từng thiết bị.  Các chỉ tiêu chuan nayW là những chỉ tiêu phụ nhưng col nhưmng lúc trở thaWnh chỉ tiêu quan troYng. Nguyễn Thị Lan Hương 23 Chương 2. Hệ đơn vị, chuẩn, mẫu, tạo mẫu và chuyển mẫu  Đơn vị và hệ đơn vị  Chuẩn và mẫu  Tạo ra mẫu công tác và mẫu biến đổi  Tổ chức quốc tế và quốc gia về hệ thống chuẩn. Nguyễn Thị Lan Hương 24
  18. 2.1.Đơn vị và hệ đơn vị chuẩn(1)  Hệ đơn vị SI gồm 7 đại lượng chính    ơ     ơ    
  19.  
  20.    
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2