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