3. Измерение уровня. Струтурные схемы. Классификация.

Уровень (H) – величина, показывающая высоту жидкости, находящейся в емкости.

Уровнемеры - Приборы для измерения уровня жидкости можно классифициро­вать по следующим признакам.

По назначению приборы можно разделить на три группы: 1) гнализаторы, контролирующие предельные значения уровня; 2) уровнемеры, непрерывно измеряющие значение уровня, и 3) измерители раздела двух сред.

По принципу действия: механические(поплавковые с ч.э., находящимся на поверхности измеряемой жидкости и передающим значение уровня указателю с помощью мерной ленты или троса, буйковые ч.э.- буек, связанный с компенсационным устройством, реагирующим на изменение выталкивающей силы), пьезометрические основан на измерении высоты столба жидкости по давлению (барботажные: ч.э.-пневматическая трубка, манометрические: ч.э.- ма­нометр), электрические (кондуктометрические (на различии электропроводностей применяются в основном для кон­троля раздела сред), емкостные (различие диэлектрических свойств воздуха и измеряемой жидкости; радиоинтерференционные (изменения частоты радиоволн в зависимости от глубины погружения антенны в жидкость), акустические (уровень определяется по времени прохождения ультразвуковых волн от излучателя до уровня жидкости) и радиоактивные (бесконтактное измерение уровня. Принцип действия основан на поглощении жидкостью γ-лучей излучателя)

По способу передачи показания: местные и дистанционные

Кондуктометрический уровнемер Сопротивление, погруженное в электропроводящую жидкость, меняет свою величину в зависимости от высоты уровня. С изменением сопротивления изм-ся напряжение в элементе сравнения который подается на усилитель и далее поступает на электродвигатель, вращая шкив поднимает или опускает сопротивление и тем самым приводит систему в состояние равновесия. Связанная с осью двигателя стрелка прибора показывает по шкале значение измеряемого уровня.

Структурная схема уровнемеров:

- механических

11. Классификация погрешностей измерений

Погрешностью измерения называется отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой физической величины (характеризует точность результата измерения).

Источниками погрешности являются: несовершенство применяемых методов и СИ, непостоянство влияющих на результат измерений физических величин, а также индивидуальные особенности экспериментаторов. Так же, на точность измерений влияют внешние и внутренние помехи, климатические условия и порог чувствительности измерительного прибора.

1.По способу количественного выражения погрешности измерения делятся на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютной погрешностью _ΔX, назыв. отклонение результата измерения x от истинного значения x_и: Δx = x - x_и

Относительной погрешности δ назыв. отнош. абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, %.

Приведенной погрешностью δ_пр выражающей потенциальную точность измерений, называется отношение абсолютной погрешности _ΔX к некоторому нормирующему значению x_N (например, к конечному значению шкалыприбора или сумме конечных значений шкалы при двусторонней шкале), %:

2. По характеру (закономерности) изменения погрешности измерений подразделяются на систематические, случайные и грубые (промахи).

Систематическая погреш­ность – составляющая погрешности измерения, остающаяся постоян­ной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. По характеру проявления систематические погрешно­сти разделяются на постоянные и переменные. Переменные в свою оче­редь могут быть прогрессирующими, периодическими и изменяющимися по сложному закону

Случайная - составляющая погрешности при повторных измерениях одной и той же величины изменяется случай­ным образом. Обычно она является следствием одновременного действия многих независимых причин, каждая из которых в отдельности мало вли­яет на результат измерения.

Грубая погрешность, или промах, — это погрешность результата измерения, которая для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Источником грубых погрешностей нередко бывают резкие изменения условий измерения и ошибки, допущенные оператором. К ним можно отнести: (неправильный отсчет по шкале измерительного прибора, неправильная запись результата наблюдений, хаотические изменения параметров питающего СИ напряжения).

3. По причинам возникновения погрешности измерения подразделяются на методические, инструментальные, внешние и субъективные.

Методические погрешности возникают обычно из-за несовершенства методов измерений.

Инструментальные (аппаратные, приборные) погрешности возникают из-за несовершенства средств измерения, т.е. зависят от погрешностей средств измерений.

Внешняя погрешность - составляющая погрешности измерения, связанная с влиянием внеш. величин (например, влияние влажности, t-ры, внешних электрических и магнитных полей, нестабильности источников питания, механических воздействий, пространственного положения прибора и т. д.)

Субъективные погрешности вызываются ошибками оператора при отсчете показаний средств измерения (погрешности от небрежности оператора, от неправильного направления взгляда при отсчете показаний стрелочного прибора и прочее).

4. По характеру поведения измеряемой физической величины в процессе измерений различают статические и динамические погрешности.

Статические погрешности возникают при измерении установившегося значения измеряемой величины, т.е. когда эта величина не изменяется во времени.Динамические погрешности имеют место при динамических измерениях, когда измеряемая величина изменяется во времени. Причина появления динамических погрешностей состоит в несоответствии скоростных (временных) характеристик прибора и скорости изменения измеряемой величины.

5. По условиям эксплуатации средства измерения, различают основную и дополнительную погрешности.

Основная погрешность измерений - та погрешность, которая имеет место при нормальных условиях его эксплуатации, оговоренных в регламентирующих документах. Дополнительная погрешность СИ возникает при отклонении условий его эксплуатации от нормальных (номинальных). Данная погрешность, как и основная, указывается в нормативных документах.

6. По зависимости абсолютной погрешности от значений измеряемой величины различают погрешности: аддитивные, (не зависящие от измеряемой величины); мультипликативные, (которые прямо пропорциональны измеряемой величине); и нелинейные, (имеющие нелинейную зависимость от измеряемой величины) Эти погрешности определяют метрологические характеристики СИ. Аддитивную погрешность иногда называют погрешностью нуля, а мультипликативную – погрешностью чувствительности