Fizikalne količine zapisujemo kot zmnožek številske...
Transcript of Fizikalne količine zapisujemo kot zmnožek številske...
Fizikalne količine zapisujemo kot zmnožek
številske vrednosti in ustrezne enote.
Včasih je potrebno poznati enoto za količino, za katero ne
poznamo enote, poznamo pa relacijo med količinami, kot npr.
da v enačbi za elestični raztezek ne bi poznali enote za
modul elastičnosti ...
Vprašanje (naloga):
pravilno označi graf oz.
sliko
Vpr.
V tekstu pišemo npr:
... nosilec je dolg 5 m in nikakor ne 5 m-ov
Izmerjena dolžina nosilca je pet metrov.
Predpone pišemo skupaj z enoto, npr.: kilogram
Deljene enote pišemo v tekstu kot
1000 voltov na meter in ne volt / meter
Potence podamo v celoti, z izjemo potenc 2 in 3.
npr.: ... amper na kvadrat
in ... amper na kubik
za vse ostale pa ... amper na četrto (potenco)
v primeru ploščine pišemo:
... kvadratni meter ali
... kubični meter
matematične operacije izvajamo na simbolih in ne imenih
enot: s-2 je v redu, (sekunda)-2 ni v redu.
Meritve v proizvodnji:
NAPAKE PRI MERJENJU
1/2
http://en.wikipedia.org/wiki/Sailing_stones
OPAZOVANI
SISTEM
MODELSKI
SISTEM
http://en.wikipedia.org/wiki/Sailing_stones
preverjanje
dolžine
objektivno
preverjanje subjektivno
preverjanje
vid
voh
tip
okus
sluh
merjenje
atributivno
preverjanje
MERILNI SISTEM
Merilni sistem (merilna veriga) je sestava vseh
merilnih sredstev, ki:
• ugotavlja merilno veličino
• pošilja naprej merilni signal in ga prilagaja
• primerja merjenec z merilno normalo in
• prikaže rezultat
MOTILNI VHODNI
FAKTORJI
MERITEV VHOD x IZHOD y
KONTROLNI VHODNI
FAKTORJI
[Likar: Osnove fizikalnih
merjenj in merilnih sistemov]
merilni sistem
vir: Doebelin
senzor procesor aktuator vhodni
signal
izhodni
signal
povzeto po Bajsić-
Osnove meritev
Vprašanje (3.)
komponente merilne verige
komponente računalniško orientiranega merilnega sistema
SUBJEKTIVNI VPLIVI
• Razpoloženost
• Izurjenost
• Natančnost
• Motivacija
• Delovni pogoji
VZROKI ZA NASTANEK NAPAK PRI MERJENJU
razdelitev glede na izvor napake
NEZNANI
Kadar nimamo atesta ali
garancije o ustreznosti,
ki jo zahtevajo standardi.
ZNANI
Samo tisti, ki jih ugotovimo pri
preverjanju merilnega sredstva.
Podatek velja samo toliko časa dokler
ne pride do obrabe zaradi uporabe.
VPLIVI OKOLICE
• temperatura
• vlaga
• vibracije
• EM vplivi
NAPAKA MERILNEGA
SREDSTVA
vsota vseh odstopkov
zaradi izdelave in
obrabe
SISTEMATIKA NAPAK PRI MERJENJU
razdelitev glede na velikost pogreška
[vir: Ačko, Tehnološke meritve]
Vpr.
KAKO MERITI KVALITETO REZA PRI AWJ
Merilni sistem
Tlačni
senzor
TLAČNI SENZOR - DRUGA VERZIJA
Merilno območje: 0 – 100 kPa (0 – 1 bar)
Natančnost: 2,5% maksimalna napaka
Občutljivost: 45 mV/kPa
Priključitvena napetost: 5 V
MERILNIK
ALI OBSTAJA OČITNA ZVEZA MED
KAKOVOSTJO REZA IN ZAJETIMI SIGNALI?
Statistična analiza
Graf υ(t) Histogram
REZULTATI...
funkcija β ali B
Hitrost: 1,0*vscs
Debelina: 5 mm
Hitrost: 1,0*vscs
Debelina: 10 mm
Hitrost: 1,0*vscs
Debelina: 30 mm
rm xx
[vir: Ačko, Tehnološke meritve]
[vir: Ačko, Tehnološke meritve]
[vir: Ačko, Tehnološke meritve]
Napaka pri merjenju
Absolutno napako pri merjenju izrazimo kot
razliko med vrednostjo meritve xm in
resnično vrednostjo xr.
Relativna napaka je razmerje med absolutno
napako in pravo vrednostjo merjenca:
TEHNOLOŠKE MERITVE V IZDELAVNEM POSTOPKU
merilna napaka
Merilna napaka je razlika med izmerkom xm in
pravo vrednostjo merjene veličine xr :
= xm – xr
Pogreške delimo na
- naključne in
- sistematične.
Resnična in prava vrednost.
Resnična vrednost je idealiziran primer. Namesto
resnične vrednosti uporabljamo izraz pravilna
vrednost. Zanjo velja, da je razlika od resnične
vrednosti za faktor 10 manjša od zahtevane
natančnosti.
izhodišča
• Povsem natančno ni mogoče meriti
• Rezultati meritev vplivajo na kasnejše
odločitve
• Meritev mora biti izvedena z določeno
stopnjo natančnosti
Ne meriti tako točno, kot je mogoče,
temveč tako točno, kolikor je potrebno.
stroški
meritev
natančnost
meritev
značilke merilnega sistema
točnost
natančnost
natančnost in
preciznost
točnost
natančnost
točnost
natančnost
Vpr. točnost ~ accuracy natančnost ~ precision)
http://sl.wikipedia.org/wiki/Tocnost_in_natancnost
http://en.wikipedia.org/wiki/Accuracy_and_precision
OBNOVLJIVOST
je ujemanje merilnih rezultatov iste merjene veličine,
opravljenih pri spremenjenih pogojih merjenja
Spremenjeni pogoji lahko obsegajo:
- merilno načelo,
- merilno metodo,
- merilca,
- merilni instrument,
- referenčni etalon,
- kraj,
- pogoje uporabe,
- čas.
Vpr.
KOMPENZACIJSKI
merilni sistem
Direktni oz. kazalni
merilni sistem
Vprašanje:
kakšna je razlika med direktnim in
kompenzacijskim merilnim sistemom
S M
H
napaka izhodišča ???
kompenzacijski
merilni sistem za
merjenje pospeška
kompenzacijski
merilni sistem za
merjenje tlaka
I
Vout Vout I a Vout
aktuator
ko povsem
zaslonimo senzor
==> objekt/senca
zasede celo
merilno polje
izmerjena vrednost
je 1V
aluminijasta
ploščica zakriva
laserski izvor
med izvorom in
senzorjem ni ničesar
če povsem odpremo
pot med izvorom in
senzorjem ==> celo
polje je svetlo
izmerjena vrednost je
4.18V
OBČUTLJIVOST SENZORJA - UMERJANJE
0 5 103.7842
3.7844
3.7846
3.7848
indeks meritve
napeto
st
[V]
0 5 102.5
3
3.5
4x 10
-3
indeks meritve
sta
ndard
na d
evia
cija
napeto
sti [
V]
4 mm
0 5 103.687
3.6872
3.6874
3.6876
indeks meritve
napeto
st
[V]
0 5 102.8
3
3.2
3.4x 10
-3
indeks meritve
sta
ndard
na d
evia
cija
napeto
sti [
V]
3 mm
0 5 104.03
4.031
4.032
indeks meritve
napeto
st
[V]
0 5 102.5
3
3.5x 10
-3
indeks meritve
sta
ndard
na d
evia
cija
napeto
sti [
V]
1,007 mm
OBČUTLJIVOST SENZORJA – UMERJANJE
ponavljanje pri raznih vhodnih vrednostih
x [mm] napeto
st
U [V
]
enačba za napetost glede na dimenzijo kladice je: U = -9.4609 x + 39.0726
OBČUTLJIVOST SENZORJA – UMERJANJE
povežemo meritve v umeritveno krivuljo
3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.92
3
4
5
6
7
8
9
10
11
% prg: kalibrac1.m
% sluzi umerjanju laserskega merilnika LV-H ...
clear all
% prvi stolpec je debelina kladic, drugi stolpec pa je napetost
mer_x_u=[...
10 3.085 ;
9 3.1843 ;
7 3.3841 ;
6 3.4904 ;
5 3.6022 ;
4 3.6870 ;
3 3.8248 ];
% v predhodnih meritvah sem posnel napetost odprtega in zaprtega senzorja
u1 = 4.190; % ce je senzor povsem odprt [V]
u0 = 1.012; % ce je senzor povsem zaprt [V]
x=mer_x_u(:,1);
u=mer_x_u(:,2);
disp(mer_x_u); % izpisi meritve
koef=polyfit(u,x,1);
xs=[10 9 8 7 6 5 4 3]';
ys= polyval(koef,xs);
figure(1); clf;
plot(u,x,'ro','MarkerSize',12); axis([3 3.9 2 11]); hold on
plot(xs,ys)
metoda najmanjših kvadratov:
3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.92
3
4
5
6
7
8
9
10
11
izmerjena napetost [V]
dim
enzija
kla
dic
e [
mm
]
data 1
linear
y = p1*x + p2
Coefficients:
p1 = -9.5909
p2 = 39.522
Norm of residuals =
0.25197
mer_x_u=[...
10 3.085 ;
9 3.1843 ;
7 3.3841 ;
6 3.4904 ;
5 3.6022 ;
4 3.6870 ;
3 3.8248 ];
OBČUTLJIVOST SENZORJA – UMERJANJE
povežemo meritve v umeritveno krivuljo
3.074 3.0745 3.075 3.0755 3.076 3.07650
5
10
15
20
25
2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
x 10-3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
histogram izmerkov N=106, c=17 histogram std(izmi) N=106, c=17
OBČUTLJIVOST SENZORJA – UMERJANJE
raztros meritev
značilke merilnega sistema
• statično dinamično merjenje
• občutljivost merilnika
• merilna točnost
• merilna natančnost
• obseg merilnika
• napaka izhodišča
• nelinearnost
• ali senzor še zmore maksimalne frekvence, ki so v
merjenem signalu
• lezenje signala na dolgi rok
• šum
• histereza
• napaka digitalizacije
• napaka zaradi frekvence vzorčenja
• vpliv drugih spreminjujočih se količin
HISTEREZA
[vir: Ačko, Tehnološke meritve]
HISTEREZA
Pogreški merilnega sredstva
Odstopki merilnega sredstva:
- odstopki, ki jih ima sredstvo samo na določenih mestih
- odstopki, ki po določenem pravilu naraščajo ali padajo
z razdaljo od začetka merila,
- periodično se ponavljajoči odstopki,
odstopki zaradi konstrukcije merilnega sredstva.
Merilno sredstvo je izdelano z določenimi odstopki; t.i.
odstopki pri izdelavi. Ob uporabi nastopijo še odstopki
zaradi obrabe. Vsota obeh so odstopki merilnega sredstva.
Lahko so: - neznani ali
- znani
Odstopki zaradi konstrukcije
1. odstopki zaradi paralakse,
2. odstopki zaradi elastičnosti oziroma
merilne sile,
3. odstopki zaradi neizpolnjevanja načel
dobre izvedbe.
Najbolj znano načelo je Abbejevo pravilo.
Izpolnjeno je, če je merilna dolžina na
merjencu v isti osi kot merilo,s katerim
jo merimo.
PRIHODNJIČ
konec