Podstawy tensometrii_4
LABORATORIUM METROLOGII
Temat ćwiczenia: Pomiar masy
1. Wstęp teoretyczny:
Najbardziej znanym, a zarazem podstawowych urządzeniem stosowanym do pomiary masy jest waga. Wagi laboratoryjne charakteryzują trzy podstawowe parametry: nośność, czułość i dokładność
nośność wagi – jest to maksymalne obciążenie wagi, wielkość podawana przez danego producenta
czułość bezwzględna wagi – jest to najmniejsza masa, która położona na wadze powoduje zmianę jej wskazań
czułość względna wagi – jest to stosunek czułości bezwzględnej wagi do całkowitego obciążenia wagi w danym momencie
dokładność wyznaczania masy – jest to wielkość, która wynika z czułości masy
Podział wag laboratoryjnych ze względu na nośność i dokładność wagi:
· wagi techniczne – różna nośność i dokładność ±0,01g
· wagi analityczne – nośność do 200g i dokładność ±0,1mg
· wagi pół-mikroanalityczne – nośność do 100g i dokładność ±0,01mg
· wagi mikroanalityczne – nośność do 300g i dokładność ±0,001mg
· wagi ultra-mikroanalityczne – nośność kilkaset mg
i dokładność od ±0,1 do ±0,01 µg
Obecnie przy pomiarach najczęściej wykorzystywane są wagi elektroniczne wykorzystujące 3 różne mechanizmy pomiaru:
· wagi tensometryczne – charakteryzuje je prosta budowa, niskie koszty wykonania, operują w skali do 100000 działek, mają zakres ważenia od kilku gramów do nawet kilkudziesięciu ton; wykorzystywane są w przemyśle i medycynie
· wagi magnetoelektryczne- charakteryzuje je stosunkowo duża cena i skomplikowana budowa, pracują w skali do 100000000 działek, ich zakres ważenia wynosi od mikrograma do kilkuset kilogramów
· wagi wibracyjne- charakteryzuje je zaawansowana budowa, średnie koszty wykonania, pracują w rozdzielczości do 100000 działek, pomiar dokonywany jest bardzo szybko, mają możliwość podłączenia urządzeń peryferyjnych takich jak: wyświetlacz zewnętrzny, drukarka, komputer itp.
Wzorce masy i odważniki-obecnie są stosowane prawie wyłącznie do adiustacji i sprawdzania wag analitycznych
adiustacja- to czynność mająca na celu doprowadzenie przyrządu pomiarowego do stanu działania odpowiadającego jego przeznaczeniu
wzorcowanie (kalibracja)- to ogół czynności ustalającychrelacjęmiędzy wartościamiwielkości mierzonejwskazanymi przezprzyrząd pomiarowy,a odpowiednimi wartościamiwielkości fizycznych, realizowanymi przezwzorzec jednostki miary.
świadectwo wzorcowania- oficjalny dokument wydawany przez odpowiednie laboratorium pomiarowe zawierające wyniki wzorcowania i świadczący że badany przyrząd spełnia określone normy metrologiczne
Zgodnie wymaganiami MOMP (Międzynarodowej Organizacji Metrologii Prawnej) dla odważników o masie od 1mg do 50kg występują klasy dokładności od E1 do M3 i E1 to najwyższa z możliwych klas dokładności, natomiast M3-najniższa. Wzorce masy wykonuje się z takich materiałów jak:
· stal nierdzewna magnetyczna
· aluminium
· srebro
2. Wyniki pomiarów:
a) pomiar wzorców masy wagą techniczną:
dane wagi:
RADWAG
nośność: 3100g
dokładność: 0,01g
wzory do obliczeń błędów względnych i bezwzględnych pomiaru:
błąd bezwzględny obliczamy jako moduł z różnicy pomiędzy wartością uzyskaną pomiaru x,
a wartością rzeczywistą xr:
?x=x-xr
błąd względny obliczamy jako wyrażony w procentach stosunek błędu bezwzględnego ?x do wartości rzeczywistej xr:
?x=?xxr·100%
| wzorzec masy 1g | wzorzec masy 2g |
lp. | pomiar masy [g] | błąd bezwzględny [g] | błąd względny [%] | pomiar masy [g] | błąd bezwzględny [g] | błąd względny [%] |
1 | 0,99 | 0,01 | 1,00% | 1,99 | 0,01 | 0,50% |
2 | 1,00 | 0,00 | 0,00% | 2,00 | 0,00 | 0,00% |
3 | 1,00 | 0,00 | 0,00% | 2,00 | 0,00 | 0,00% |
4 | 1,00 | 0,00 | 0,00% | 2,00 | 0,00 | 0,00% |
5 | 1,01 | 0,01 | 1,00% | 2,00 | 0,00 | 0,00% |
6 | 1,00 | 0,00 | 0,00% | 2,00 | 0,00 | 0,00% |
... |