Plik krzywa kalibracji Jest to wykres łączący dwie zmienne, który służy do weryfikacji prawidłowego działania sprzętu pomiarowego. Niezależnie od sprzętu czas, użytkowanie i naturalne zużycie wpływają na jakość pomiaru.
Dlatego tak ważna jest okresowa weryfikacja jego prawidłowego działania. Odbywa się to poprzez porównanie pomiarów dostarczonych przez sprzęt z pomiarami ze standardowego urządzenia używanego jako odniesienie. Ten sprzęt referencyjny jest najdokładniejszy.
Na przykład na rysunku 1 mamy sygnał wyjściowy idealnego urządzenia na zielono, w porównaniu do zmierzonej wielkości, oba są proporcjonalne.
Na tym samym wykresie są krzywe dwóch różnych instrumentów, które nie są skalibrowane i które mają nieco inne zachowanie od siebie i od normy.
Indeks artykułów
Na przykład, przypuśćmy, że chcemy skalibrować dynamometr, który jest urządzeniem używanym do pomiaru sił, takich jak ciężar obiektów i tych, które pojawiają się, gdy obiekt jest przyspieszany..
Aby sprężyna się rozciągnęła, konieczne jest przyłożenie siły proporcjonalnej do rozciągnięcia, zgodnie z prawem Hooke'a.
Prosty dynamometr składa się ze sprężyny umieszczonej w rurce wyposażonej we wskazówkę i skalę wskazującą rozciągnięcie. Na jednym końcu znajduje się pierścień do trzymania dynamometru, a na drugim hak do zawieszania ciężarków.
Jednym ze sposobów skalibrowania dynamometru jest zawieszenie różnych obciążników, których masa została wcześniej wyznaczona za pomocą wagi (przyrządu odniesienia) i zmierzenie rozciągnięcia lub wydłużenia sprężyny, która ma być lekka..
Z prawa Hooke'a zastosowanego do układu sprężyna-masa w stanie równowagi statycznej wynika następujące równanie, które wiąże długość sprężyny z zawieszonym obciążnikiem:
L = (g / k) m + Lo
Gdzie:
-L: całkowita długość sprężyny
-g: przyspieszenie ziemskie
-k: stała sprężyny
-m: masa
-Lo: naturalna długość sprężyny.
Gdy masz kilka par punktów długość-masa, są one następnie wykreślane w celu skonstruowania krzywej kalibracji. Ponieważ zależność między długością L i masą m jest liniowa, krzywa jest linią prostą, gdzie:
Nachylenie = g / k
Oto kroki, które należy wykonać, aby wykonać krzywą kalibracji do przyrządu pomiarowego.
Wybierz standard porównawczy, który ma być użyty, w zależności od kalibrowanego urządzenia.
Wybierz odpowiedni zakres wartości i określ optymalną liczbę pomiarów do wykonania. Gdybyśmy mieli skalibrować dynamometr, musielibyśmy najpierw ocenić granicę ciężaru, który można zawiesić bez trwałego odkształcenia. Gdyby tak się stało, instrument byłby bezużyteczny.
Weź pary odczytów: jeden to odczyt wykonany wzorcem, drugi to pomiar wykonany kalibrowanym czujnikiem.
Zrób wykres par odczytów uzyskanych w poprzednim kroku. Można to zrobić ręcznie, na papierze milimetrowym lub w arkuszu kalkulacyjnym.
Ta ostatnia opcja jest lepsza, ponieważ ręczne śledzenie może prowadzić do niewielkich niedokładności, podczas gdy lepsze dopasowanie można uzyskać za pomocą arkusza kalkulacyjnego..
Krzywe kalibracyjne są również używane do przekształcania jednej wielkości w inną, która jest łatwa do odczytania, poprzez jakąś właściwość lub prawo, które je wiąże..
Alternatywą dla stosowania rtęci jest opór elektryczny. Opór jest dobrą właściwością termometryczną, ponieważ zmienia się wraz z temperaturą i można go również łatwo zmierzyć omomierzem lub amperomierzem..
Cóż, w tym przypadku odpowiednim standardem do skonstruowania krzywej kalibracji byłby dobry termometr laboratoryjny..
Możesz zmierzyć pary temperatura - rezystancja i przenieść je do wykresu, który później posłuży do określenia dowolnej wartości temperatury znając rezystancję, o ile ta wartość mieści się w zakresie wykonanych pomiarów.
Poniższa krzywa kalibracji przedstawia temperaturę na osi x za pomocą standardowego termometru oraz temperaturę na osi pionowej za pomocą platynowego termometru oporowego, zwanego termometrem A.
Arkusz kalkulacyjny znajdzie linię, która najlepiej pasuje do wymiarów, której równanie znajduje się w prawym górnym rogu. Platynowy termometr ma dryft 0,123 ° C w stosunku do normy.
Jest to metoda stosowana w chemii analitycznej i składa się z krzywej odniesienia, gdzie mierzona wielkość jest stężeniem analitu na osi poziomej, podczas gdy odpowiedź instrumentalna pojawia się na osi pionowej, jak pokazano w poniższym przykładzie..
Krzywa służy do znalezienia, poprzez interpolację, stężenia analitu obecnego w nieznanej próbce, poprzez wspomnianą odpowiedź instrumentalną..
Reakcją instrumentalną może być prąd elektryczny lub napięcie. Obie ilości można łatwo zmierzyć w laboratorium. Krzywa jest następnie używana do określenia stężenia nieznanego analitu w następujący sposób:
Załóżmy, że prąd na krzywej kalibracji wynosi 1500 mA. Stoimy w tym punkcie na osi pionowej i rysujemy poziomą linię aż do krzywej. Z tego miejsca rzutujemy linię pionowo w kierunku osi x, na której odczytuje się odpowiednie stężenie analitu..
Skonstruuj krzywą kalibracyjną sprężyny o stałej sprężystości k iz wykresu określ wartość tej stałej, opierając się na następujących danych doświadczalnych par długość - masa:
Każda para wartości jest interpretowana w następujący sposób:
Gdy zawieszony jest obciążnik o wadze 1 kg, sprężyna naciąga się do 0,32 m. Jeśli zawieszony jest obciążnik o wadze 2 kg, sprężyna będzie miała 0,40 mi tak dalej.
Korzystając z arkusza kalkulacyjnego, opracowuje się wykres zależności długości od masy, który okazuje się być linią prostą, zgodnie z prawem Hooke'a, ponieważ zależność między długością L i masą m wyraża się wzorem:
L = (g / k) m + Lo
Jak wyjaśniono w poprzednich sekcjach. Otrzymany wykres przedstawia się następująco:
Pod tytułem arkusz kalkulacyjny pokazuje równanie linii, która najlepiej pasuje do danych eksperymentalnych:
L = 0,0713 m + 0,25
Przecięcie linii z osią pionową to naturalna długość sprężyny:
Llub = 0,25 m
Ze swojej strony nachylenie jest ilorazem g / k:
g / k = 0,0713
Dlatego przyjmując g = 9,8 m / sdwa, wartość stałej sprężystości wynosi:
k = (9,8 / 0,0713) N / m
k = 137,45 N / m
Mając tę wartość, nasza sprężyna jest skalibrowana, a hamownia jest gotowa do pomiaru sił w następujący sposób: zawieszona jest nieznana masa, która powoduje pewne rozciągnięcie, co odczytuje się na osi pionowej.
Od tej wartości rysowana jest pozioma linia aż do osiągnięcia krzywej iw tym miejscu pionowa linia jest rzutowana na oś X, na której odczytywana jest wartość masy. Biorąc masę, mamy jej ciężar, czyli siłę powodującą wydłużenie.
Jeszcze bez komentarzy