Metode de masurare

METODE DE MASURARE

Metode de masurare:

Directe

Indirecte

Metoda de masurare directa - este metoda prin care valoarea masurandului este btinuta nemijlocit si nu prin masurarea unor marimi legate functional cu masurandul.

Masurarea poate fi efectuata printr-o comparare simultana sau printr-una succesiva
In compararea simultana, masurandul este comparat nemijlocit cu una sau mai multe valori de referinta ale aceleiasi marimi, furnizata de un etalon, care participa la fiecare masurare.
In compararea succesiva , marimea de referinta nu participa la fiecare masurare.Etalonul este folosit pentru etalonare(gradare)initiala .

METODE DE MASURARE PRIN COMPARARE SIMULTANA 1: n

Compararea 1:n - este o metoda de comparare simultana, in care masurandul este comparat cu o marime de referinta de valoare sensibil diferita ( masurandul si referinta au valori in raportul 1:n, unde este diferit de 1.

Exista doua metode: - metode de aditionare

- metode de multiplicare

a) Metode de comparare prin aditionare

Compararea 1:n se realizeaza printr-un numar anumit de comparari 1:1.

Exemplu: trebuie etalonata o masa etalon de 10kg

Prin compararea cu o masa de 1kg, a carei valoare este cunoscuta.

Pr.ac.se vor folosi o serie de mase auxiliare de 1kg, 1kg, 2kg, 5kg pe baza urmatoarei proceduri:

-se etaloneaza prima masa de 1kg,prin comparare cu etalonul de referinta de 1kg;

-se etaloneaza a doua masa auxiliara de 1kg in acelasi fel, prin comparare cu referinta de 1kg;

-se etaloneaza a treia masa auxiliara, de 2kg, cu masa insumata (1kg +1kg) a doua din etaloanele de 1kg ( de valori cunoscute);

-se etaloneaza a patra masa auxiliara, de 5kg, cu masa insumata (1kg+1kg+1kg+2kg) a celor patru etaloane de valori cunoscute, determinandu-se astfel si valoarea unui etalon de 5kg;

-se compara, in sfarsit, masa de 10kg cu masa insumata (1kg+1kg+1kg+2kg+5kg),determinandu-se astfel valoarea ei in raport cu masa de referinta si cu masele auxiliare.

In final insa ,masurarea este o comparare 1:10, ilustrata schematic in fig.de mai jos.

Compararea unei mase de 10 kg cu o masa de 1 kg,prin metoda de aditionare,folosind patru mase auxiliare, de 1 kg (1I), 1 kg (1I I), 2 kg si 5 kg si efectuand cinci comparari 1:1,succesive

b) Metode de comparare 1:n prin multiplicare

Se mai numesc si metode de raport , deoarece folosesc un dispozitiv de raport care permite compararea simultana a doua marimi de valori diferite.

Principiul metodei de multiplicare (de raport)

De cele mai multe ori , metodele de multiplicare sunt similare metodelor de zero, in care una dintre marimi este comparata cu un multiplu sau cu o fractiune din cealalta marime.
Raportul de multiplicare sau de divizare ,reprezentat de un numar adimensional,este dat de dispozitivul de raport.
Exemplu: compararea a doua mase cu ajutorul unei balante cu brate inegale (bascula zecimala, bascula romana etc.)
x = ( l₂/ l₁ ) x₀
unde : x₀ -masa de referinta
l₁, l₂ - lungimea bratelor de parghii ale balantei
Precizia metodei depinde nemijlocit de precizia raportului l₁/ l₂.
Ecuatia generala de masurare a metodelor de raport este:
x = k x₀

unde: k - parametrul caracteristic dispozitivului de raport.
K - poate lua una sau mai multe valori fixe

METODE DE MASURARE PRIN COMPARARE SUCCESIVA

Metoda de masurat succesiva - este specifica aparatelor de masurat indicatoare, in care au loc una sau mai multe conversii ale marimii de masurat.

Exemplu: La un miliampermetru magnetoelectric, curentul de masurat este convertit intr-un cuplu mecanic care actioneaza asupra acului indicator.Acestui cuplu activ i se opune un cuplu retistent,creat de elementul elastic(arc spiral, banda de suspensie).Pozitia acului indicator este determinata de echilibrul celor doua cupluri.

Un fenomen asemanator se produce intr-un cantar dinamometric, intr-un manometru cu element elastic sau intr-un tahometru centrifugal, unde prin conversia masurandului,se ajunge la o forta sau la un cuplu activ, echilibrat de o marime rezistenta corespunzatoare.

Exemplu: - la multimetru digital, marimea de masurat - tensiune,curent,rezistenta etc. - este convertita intr-o tensiune, intr-un interval de timp sau o frecventa, care este comparata cu o marime de referinta corespondenta.

Principiul metodei de masurare prin comparare succesiva
x - marimea de intrare; y - marimea de iesire

Tuturor metodelor de comparare succesiva prezentate le este caracteristica conversia marimii de masurat , x, intr-o marime intermediara, v, care este comparata cu o marime de aceeasi natura , vo, generata in interiorul aparatului.

Metoda compararii succesive "contine" deci si o comparare simultana, la care insa nu participa masurandul (marimea v),iar cealalta in relatie cu marimea de iesire a aparatului (marimea vo).

COMPARAREA INDIRECTA

Principalele variante ale compararii 1:1 indirecte sunt :

- metoda compararii simple,

- metoda substitutiei

- metoda permutarii.

a)Metoda compararii 1:1 indirecte simple, consta in compararea celor doua marimi - masurandul si referinta - cu ajutorul unui aparat numit comparator 1:1
Rezultatul este dat de expresia:
x =k x₀
unde: k -factor introdus de comparator k=1

b) Metoda substitutiei(metoda Borda),numita si "metoda efectelor egale",elimina eroarea sistematica a comparatorului printr-o masurare dubla.
Cele doua marimi de comparat se aplica succesiv aparatului,egalitatea lor fiind asigurata de faptul ca au acelasi efect asupra aparatului.In acest fel eroarea aparatului este eliminata,fiindca ea intervine la fel in ambele masurari.

Metoda substitutiei poate fi ilustrata prin compararea a doua mase, cu ajutorul unei balante cu brate egale.
l₁ x = l₂ x
l₁ x₀ = l₂ x_t
x/x₀ = 1 si x = x₀
unde: x₀ = masa etalon ; x_t = masa auxiliara , numita si "tara" ;
x = masa necunoscuta.
Rezultatul nu depinde nici de raportul lungimilor bratelor de parghie , nici de masa auxiliara x_t.

c) Metoda permutarii(metoda Gauss)

Aceasta metoda se mai numeste si metoda "transpozitiei" si reprezinta o posibilitate de eliminare a erorii comparatorului, in cazul compararii 1:1.Si in acest caz se fac doua masurari succesive. Caracteristic pt. ac. metoda este schimbarea intre ele a marimilor comparate , de la prima la a doua masurare , Ceea ce face ca erorile aparatului sa afecteze cele doua marimi pe rand , in egala masura.

La prima masurare, se aseaza masa necunoscuta x pe primul platan si masa etalon x0 pe al doilea platan.

l₁* x = l₂* x₀ ;

La a doua masurare , x si x₀ se schimba intre ele.

l₁*x₀ = l₂*x ; x/x₀ = x₀ /x si x = radical din x₀*x₀