DC Metrologie

Spécialiste mondial des services de métrologie | Trescal (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DC Metrologie

DC Circuite electrice


Intrebarea 1

Definiți următorii termeni metrologici:

• Incertitudine
• Precizie
• Eroare
• Precizie
• Trasabilitate
Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Vă voi lăsa să cercetați definițiile acestor termeni!

Note:

Cuvintele "precizie" și "precizie" sunt adesea (incorect) schimbate între ele. Cu toate acestea, ele au semnificații distincte și separate.

În ceea ce privește cuvântul "trasabilitate", ați putea dori să elaborați metrologia electrică ca o carieră în sine. Menținerea standardelor internaționale de măsurare este un efort intensiv, iar personalul de electronică calificat la toate nivelurile de expertiză (tehnicieni, ingineri, cercetători, oameni de știință) este necesar în multe locații din întreaga lume pentru a menține sistemul. Deși poate parea plictisitor, metrologia este esențială pentru cercetarea științifică de ultimă oră, precum și pentru industria modernă.

intrebarea 2

În laboratoarele de chimie, balanțele de echilibru sunt folosite pentru a măsura cu precizie masa diferitelor substanțe. Cum, exact, este o scală de laborator "echilibrată" folosită "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00523x01.png">

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

O scară "echilibru" funcționează pe principiul masei în echilibru: masa necunoscută este contracarată cu cantități cunoscute de masă până când scara înregistrează o condiție de echilibru.

Note:

Punctul important pe care doresc să-l comunic cu această întrebare este că scara nu indică decât o condiție de echilibru (zero exces de masă pe ambele părți). Ca atare, sursa primară de precizie în acest sistem de măsurare nu se află în interiorul mecanismului de scară însăși! Aceasta este o calitate importantă a unui sistem de măsurare: de a izola sursele de inexactitate la porțiuni foarte specifice ale sistemului, unde acestea pot fi controlate cu strictețe.

Întrebarea 3

Explicați modul în care acest sistem electric funcționează într-o manieră similară unei scale de echilibru de laborator:

Cercul cu litera "G" în el este un simbol pentru un galvanometru . Ce scop practic ar putea un astfel de sistem să servească "# 3"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

Galvanometrul înregistrează zero dacă și numai dacă cele două surse de tensiune sunt exact egale.

Note:

Prima întrebare pe care elevii dvs. o pot pune probabil este: "Ce este un galvanometru ?" Lăsați-i pe cercetători să facă această întrebare! Răspunsul este ușor de găsit.

În continuare, elevii dvs. vor trebui să explice cum poate fi folosit acest sistem pentru a face ceva practic. Așa cum un balans de laborator servește scopului măsurării masei, acest sistem măsoară și ceva. Provocați elevilor să elaboreze analogii între componentele acestui sistem și componentele unui echilibru de laborator. Ce caracteristică esențială trebuie să aibă sursa standard de tensiune E pentru ca acesta să fie un sistem util de măsurare?

Întrebarea 4

Dacă se utilizează un voltmetru pentru a măsura direct tensiunea unei surse necunoscute, trebuie mai întâi să fie calibrată astfel încât să se asigure o măsurare exactă:

Care este numărul minim de puncte de-a lungul intervalului măsurătorilor pe care trebuie calibrat, având în vedere ipoteza unui răspuns perfect linear "/ / www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00526x02. png ">

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Un voltmetru perfect liniar, folosit pentru măsurarea directă a tensiunii, trebuie calibrat la două puncte de-a lungul gamei de măsurare, pentru a asigura precizia măsurătorii.

Un voltmetru utilizat pentru măsurarea diferențială trebuie calibrat doar la un singur punct de-a lungul intervalului său, iar acel punct unic este zero.

Note:

Întrebați elevii dvs. dacă cele două puncte de calibrare de pe gama măsurătorilor trebuie să fie apropiate sau îndepărtate, pentru cea mai bună (cea mai cuprinzătoare) calibrare posibilă.

Discutați despre cerințele de calibrare mai ușoare ale contorului diferențial. Provocați elevilor dvs. această întrebare: "Linia de măsurare a unui voltmetru contează atât de mult dacă este folosită pentru a face o măsurare diferențială, în comparație cu dacă este utilizată pentru a face o măsurare directă?" De ce sau de ce nu?

Întrebarea 5

Explicați modul cel mai simplu de a efectua o calibrare cu un singur punct pe un voltmetru foarte sensibil, de precizie. Cum asigurați că voltmetrul primește o intrare fixă ​​de o cantitate cunoscută, în special fără a avea la dispoziție un echipament de calibrare costisitor?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Scurtați testul voltmetrului conduce împreună. Aceasta creează o condiție de intrare de zero volți.

Note:

Provocați elevilor dvs. această întrebare: "Dacă zero este un semnal adecvat pentru a fi folosit pentru o calibrare cu un singur punct, atunci de ce nu lăsați doar cele două fire de testare deconectate? De ce să le împărțiți împreună?

Dacă în sala de clasă există un voltmetru sensibil, răspunsul poate fi demonstrat cu ușurință. Acest lucru este valabil mai ales dacă plasați voltmetrul în gama "AC millivolt", astfel încât să preia tensiunile de rețea necorespunzătoare de la dispozitivele și utilitățile electrice din apropiere.

Întrebarea 6

Acest divizor de tensiune ar trebui să producă jumătate din tensiunea bateriei între punctele A și B:

Cu toate acestea, dacă efectuați același experiment utilizând un voltmetru real, măsurarea obținută cu contorul va fi substanțial diferită de cea care ar trebui să fie acolo, pe baza unei predicții a bateriei de 1/2 E. Explicați de ce se înregistrează voltmetrul așa cum se întâmplă. Ce este acest circuit care determină măsurarea să fie atât de departe de predicție, când știm bine că alte circuite de divizare a tensiunii pe care le-am construit nu prezintă nici o eroare semnificativă "# 6"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

Acest circuit este o demonstrație a "încărcării" voltmetrului pe circuit, determinând o măsurătoare falsă mică.

Note:

Meterul "încărcare" reprezintă o problemă gravă în domeniul metrologiei electrice. Este un principiu de bază al măsurării că un instrument de măsurare influențează întotdeauna cantitatea măsurată într-o oarecare măsură. În astfel de cazuri, amploarea impactului este severă.

Pentru acei instructori cu un anumit fundal în fizica cuantică, vă rugăm să vă abțineți de la perpetuarea mitului în care încărcarea contorului este un exemplu al principiului incertitudinii lui Heisenberg. Principiul incertitudinii nu are nimic de-a face cu impactul unui instrument de măsurare asupra a ceea ce măsuram. Mai degrabă descrie o incertitudine inerentă cantității în sine . Dacă doriți să împărtășiți cu studenții dvs. un adevărat exemplu electric al acestui principiu de incertitudine, așteptați până când studiază armonici și analizoare de spectru, unde le puteți spune că este imposibil să se măsoare amplitudinea instantanee a unui semnal și frecvența unui semnal cu certitudine nelimitată.

Întrebarea 7

Următorul circuit de voltmetru evită problemele de "încărcare" la măsurarea surselor de tensiune de înaltă rezistență. Descrieți cum să acționați acest circuit și cum se elimină eroarea de încărcare prin utilizarea unui astfel de instrument potențiometric :

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Deplasați comutatorul în poziția "Bal" și reglați potențiometrul până când mișcarea contorului înregistrează precis volta zero. Apoi, deplasați comutatorul în poziția "Meas" și citiți tensiunea direct din mișcarea contorului.

Note:

Măsurările de tensiune DC "potențiometrice" au fost obișnuite în industrie înainte de apariția unor voltmetre electronice de precizie cu intrări de rezistență ridicată. Tehnica, cu toate acestea, nu este în mod evident depășită și, de fapt, este încă utilizată în laboratoarele metrologice din întreaga lume pentru a obține cele mai exacte măsurători de tensiune (fără încărcătură).

Este impresionant ca elevii să construiască un circuit voltmetric potențiometric utilizând un analog VOM (Volt-Ohm-Milliammeter) analogic ieftin și să îl depășească pe un voltmetru digital de citire directă, de laborator, care costă sute de dolari! Cu cât este mai mare rezistența inerentă sursei de tensiune măsurată, cu atât este mai gravă eroarea de încărcare a vreunui voltmetru și cu atât mai mult un instrument potențiometric își dovedește valoarea.

Întrebarea 8

Metrologia generală se bazează pe artefacte standard, dar tendința științifică modernă este spre standarde intrinseci . Explicați ce semnifică acești doi termeni, precum și semnificația lor în activitatea științifică.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Un "artefact" este un obiect nereproducător care este arbitrar considerat "standard". Un standard "intrinsec", prin comparație, este un standard reproductibil bazat pe constante fizice imuabile.

Note:

Un exemplu excelent al unui standard "artefact" este bara de metal care a fost standardul internațional pentru "metru" (unitatea metrică de lungime). Întrebați elevilor dvs. cât de convenabil ar fi pentru oamenii de știință care lucrează în întreaga lume să-și calibreze echipamentul, dacă singurul standard primar pentru măsurarea lungimii ar fi o singură bară de metal. Ce beneficii pot fi obținute din utilizarea "standardelor" intrinsece "panoul de lucru al panoului panoului de panou implicit" itemscope>

Întrebarea 9

Ce tehnologie este în prezent considerată ca fiind cea mai performantă pentru reproducerea voltului standard?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Standardul de tensiune se bazează pe un anumit tip de baterie chimică, dar nu mai este!

Note:

Întrebările de acest gen nu vor deveni niciodată depășite, chiar dacă răspunsul poate. La momentul acestei scrieri (august 2003), tehnologia recunoscută la nivel internațional pentru volta standard se bazează pe un fenomen cuantic cunoscut sub numele de efect Josephson Junction .

Întrebarea 10

Ce tehnologie este în prezent considerată a fi cea mai performantă pentru reproducerea standardului ohm ?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Standardul de tensiune se bazează pe o lungime specifică de sârmă specială, dar nu mai este!

Note:

Întrebările de acest gen nu vor deveni niciodată depășite, chiar dacă răspunsul poate. La momentul acestei scrieri (august 2003), tehnologia recunoscută pe plan internațional pentru voltajul standard se bazează pe un fenomen cuantic cunoscut sub numele de Efectul Hall of Quantum .

Întrebarea 11

Laboratoarele de calibrare fac de multe ori referință la rapoartele de incertitudine ale testelor (TUR's), care de obicei au un raport de 4: 1 sau mai mare la efectuarea lucrărilor de calibrare a instrumentelor. Ce înseamnă această cifră?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

"Raportul de incertitudine a testelor" se referă la cât de precis este comparat instrumentul de calibrare cu instrumentul care este calibrat.

Note:

În timp ce elevii dvs. nu ar trebui să calculeze niciodată TUR, este important ca ei să știe ce este principiul general. Dacă oricare dintre ele întâmpină dificultăți în înțelegerea conceptului, întrebați-le dacă are sens să folosiți o riglă pentru a verifica calibrarea unui micrometru sau pentru a utiliza un ceas de mână pentru a verifica stabilitatea pe termen lung a unui cronograf de laborator.

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →