Méréselmélet és mérőrendszerek

Hasonló dokumentumok
Méréselmélet és mérőrendszerek 2. ELŐADÁS (1. RÉSZ)

A mérés. A mérés célja a mérendő mennyiség valódi értékének meghatározása. Ez a valóságban azt jelenti, hogy erre kell

Méréstechnikai alapfogalmak

Mérési hibák

Milyen elvi mérési és számítási módszerrel lehet a Thevenin helyettesítő kép elemeit meghatározni?

BAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011.

Minden mérésre vonatkozó minimumkérdések

Mutatós műszerek. Lágyvasas műszer. Lapos tekercsű műszerek. Kerek tekercsű műszerek

A mérések általános és alapvető metrológiai fogalmai és definíciói. Mérések, mérési eredmények, mérési bizonytalanság. mérés. mérési elv

BAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011.

MUNKAANYAG. Juhász Róbert. Méréstechnika alapjai. A követelménymodul megnevezése: Elektronikai áramkörök tervezése, dokumentálása

Áramköri elemek mérése ipari módszerekkel

MÉRÉSI EREDMÉNYEK PONTOSSÁGA, A HIBASZÁMÍTÁS ELEMEI

Összefüggő szakmai gyakorlat témakörei

MÉRÉSTECHNIKA. BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Fazekas Miklós (1) márc. 1

A mérés problémája a pedagógiában. Dr. Nyéki Lajos 2015

3. Az országos mérés-értékelés eredményei, évenként feltüntetve

Gyártástechnológia alapjai Méréstechnika rész. Előadások (2.) 2011.

Piri Dávid. Mérőállomás célkövető üzemmódjának pontossági vizsgálata

EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA

KÍSÉRLET, MÉRÉS, MŰSZERES MÉRÉS

Villamos mérések. Analóg (mutatós) műszerek. Készítette: Füvesi Viktor doktorandusz

Mérési hibák Méréstechnika VM, GM, MM 1

Matematikai geodéziai számítások 6.

Matematikai geodéziai számítások 6.

Méréselmélet MI BSc 1

5. osztály. Matematika

Követelmény az 5. évfolyamon félévkor matematikából

2. rész PC alapú mérőrendszer esetén hogyan történhet az adatok kezelése? Írjon pár 2-2 jellemző is az egyes esetekhez.

Méréstechnika GM, VI BSc 1

Ultrahangos távolságmérő. Modell: JT-811. Használati útmutató

Sorozatok határértéke SOROZAT FOGALMA, MEGADÁSA, ÁBRÁZOLÁSA; KORLÁTOS ÉS MONOTON SOROZATOK

Nagy számok törvényei Statisztikai mintavétel Várható érték becslése. Dr. Berta Miklós Fizika és Kémia Tanszék Széchenyi István Egyetem

Házi Feladat. Méréstechnika 1-3.

ELLENÁLLÁSMÉRÉS. A mérés célja. Biztonságtechnikai útmutató. Mérési módszerek ANALÓG UNIVERZÁLIS MŰSZER (MULTIMÉTER) ELLENÁLLÁSMÉRŐ MÓDBAN.

Nyári gyakorlat teljesítésének igazolása Hiányzások

MÉRÉSI GYAKORLATOK (ELEKTROTECHNIKA) 10. évfolyam (10.a, b, c)

1. előadás. Lineáris algebra numerikus módszerei. Hibaszámítás Számábrázolás Kerekítés, levágás Klasszikus hibaanalízis Abszolút hiba Relatív hiba

Ohm törvénye. A mérés célkitűzései: Ohm törvényének igazolása mérésekkel.

Statisztika I. 11. előadás. Előadó: Dr. Ertsey Imre

Jelek és rendszerek 1. 10/9/2011 Dr. Buchman Attila Informatikai Rendszerek és Hálózatok Tanszék

Digitális hőmérő Modell DM-300

Mutatós műszerek. Lágyvasas műszer. Lapos tekercsű műszerek. Kerek tekercsű műszerek

E1 laboratóriumi mérés Fizikai Tanszék

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

Matematika. 1. évfolyam. I. félév

Villamos jelek mintavételezése, feldolgozása. LabVIEW 7.1

Követelmény a 6. évfolyamon félévkor matematikából

1. Az előlap bemutatása

Digitális hangszintmérő

Negatív alapú számrendszerek

DIGITÁLIS, FÉNYERŐSSÉGET MÉRŐ MŰSZER. Model AX-L230. Használati útmutató

Pótvizsga anyaga 5. osztály (Iskola honlapján is megtalálható!) Pótvizsga: beadandó feladatok 45 perces írásbeli szóbeli a megadott témakörökből

6 az 1-ben digitális multiméter AX-190A. Használati útmutató

Villanyszerelő 4 Villanyszerelő Kábelszerelő Villanyszerelő 4

Értékes jegyek fogalma és használata. Forrás: Dr. Bajnóczy Gábor, BME, Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Elektronikai alapgyakorlatok

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. A mérés megnevezése: Potenciométerek, huzalellenállások és ellenállás-hőmérők felépítésének és működésének gyakorlati vizsgálata

Korrelációs kapcsolatok elemzése

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

A II. kategória Fizika OKTV mérési feladatainak megoldása

9. Fényhullámhossz és diszperzió mérése jegyzőkönyv

4. A mérések pontosságának megítélése

Automatikai műszerész Automatikai műszerész

Gingl Zoltán, Szeged, :14 Elektronika - Hálózatszámítási módszerek

TANMENET. Matematika

Elektronikus fekete doboz vizsgálata

Mozgásvizsgálatok. Mérnökgeodézia II. Ágfalvi Mihály - Tóth Zoltán

Kalibrálás és mérési bizonytalanság. Drégelyi-Kiss Ágota I

0 Általános műszer- és eszközismertető

Elektromágneses indukció kísérleti vizsgálata

Villamos jelek mintavételezése, feldolgozása. LabVIEW előadás

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Navier-formula. Frissítve: Egyenes hajlítás

Egyenáram tesztek. 3. Melyik mértékegység meghatározása nem helyes? a) V = J/s b) F = C/V c) A = C/s d) = V/A

Felhasználói kézikönyv

3. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

Segédlet a Hengeres nyomó csavarrugó feladat kidolgozásához

az Excel for Windows programban

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Analóg-digitál átalakítók (A/D konverterek)

Peltier-elemek vizsgálata

Méréstechnika II. Mérési jegyzőkönyvek FSZ képzésben részt vevők részére. Hosszméréstechnikai és Minőségügyi Labor Mérési jegyzőkönyv

Mérés és modellezés 1

TANMENETJAVASLAT. Dr. Korányi Erzsébet MATEMATIKA. tankönyv ötödikeseknek. címû tankönyvéhez

Gingl Zoltán, Szeged, :47 Elektronika - Műveleti erősítők

MATEMATIKA TANMENET SZAKKÖZÉPISKOLA. 9. Nyelvi előkészítő osztály

Előadások (1.) ÓE BGK Galla Jánosné, 2011.

Kompetenciaalapú mérés 2008/2009. M A T E M A T I K A 9. é v f o l y a m Javítókulcs A változat

Mérés és modellezés Méréstechnika VM, GM, MM 1

A biztonsággal kapcsolatos információk. Model AX-C850. Használati útmutató

E8 laboratóriumi mérés Fizikai Tanszék

Jegyzőkönyv. mágneses szuszceptibilitás méréséről (7)

Mérés és adatgyűjtés

TARTALOM ÓVINTÉZKEDÉSEK 4 FELÉPÍTÉS 5 NYOMÓGOMBOK 6 MŰVELETEK Normál mérés Mérés tárával Instabil tömeg mérése 8

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Elektronika 2. TFBE1302

Mérés szerepe a mérnöki tudományokban Mértékegységrendszerek. Dr. Berta Miklós Fizika és Kémia Tanszék Széchenyi István Egyetem

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Átírás:

Méréselmélet és mérőrendszerek 6. ELŐADÁS KÉSZÍTETTE: DR. FÜVESI VIKTOR 2016. 10.

Mai témáink o A hiba fogalma o Méréshatár és mérési tartomány M é r é s i h i b a o A hiba megadása o A hiba eredete o A hiba fajtái és meghatározása o Mérési eredmények feldolgozása o Hiba számítás matematikai művelet esetén o Mérési sorozatok kiértékelése o Érzékenység o Pontosság o Fogyasztás o Túlterhelhetőség o Csillapítottság o Használati helyzet M ű s z e r e k j e l l e m z ő i 2

Hiba fogalma A mért érték eltérése a valódi (helyes) értéktől. H = Hiba X M = Mért érték X H = Helyes érték H = X M X H 3

A hiba megadása 1. Abszolút módon (mértékegysége van) 2. Relatív módon (nincs mértékegysége, H = X M X H %-ban adjuk meg) H H h h % 100 X H X H 4

A hiba eredete (okozója) Mérési módszer Rossz a mérési eljárás A műszer zavarja a mért rendszert Mérőműszer Észlelés 5

A műszer hibáját okozza A skála osztásvonalai nem jó helyen vannak Az osztásvonal és a mutató mérete nem megfelelő A szerkezeti elemek holt játékkal rendelkeznek Nincs kinullázva Külső terek zavarják Nem megfelelő helyzetben használjuk 6

Az észlelési hiba okai Nem kielégítő az éleslátásunk Nem tudjuk a két osztásvonal közötti értéket pontosan megbecsülni Parallaxis: A skálát nem merőlegesen olvassuk le Hibás érték Helyes érték Skálalap Osztásvonal Mutató Távolság Nagyon rossz leolvasási irány Helyes leolvasási irány Hibás leolvasási irány 7

A hiba fajtái Rendszeres Nagysága és előjele a megismételt mérésekben állandó. Okozója: hibás mérési eljárás vagy állandó zavaró hatás, ennek ismeretében kiejthető. Véletlen Nagysága és előjele a megismételt mérésekben nem állandó (az értékek szórnak). Okozója: a műszer és a leolvasás. Pontos értéke nem határozható meg, csak a korlátja. 8

A véletlen hiba meghatározás Mérési sorozattal és átlagolással X Mért érté kek Várható érték + X X 5 10 15 20 25 A méré sek sorszáma 9

Példa: A véletlen hiba meghatározása Mért értékek: 16,76V 16,82V 16,77V 16,84V 16,81V Összesen: 84,00V Átlag: 84,00/5=16,80V Ez a várható érték. Eltérés az átlagtól: 0,04V +0,02V 0,03V +0,04V +0,01V Legnagyobb eltérés:±0,04v Eredmény: 16,80±0,04V 16,80V±0,23% 10

Mérési eredmények feldolgozása Egyedi mérés: a mért érték és a hiba megadása Mérési eredményekből számított érték: A keresett mennyiség értékének kiszámítása A hiba kiszámítása a mérési eredmények hibái és a felhasznált matematikai műveletek alapján Mérési sorozat Értéktáblázat készítés A kapott értékek ábrázolása A kapott görbe kiértékelése 11

A hiba meghatározása matematikai művelet esetén Összeadás: Z = X +Y ± H Z, ahol H Z = H X + H Y Kivonás: Z = X Y ± H Z, h Z H Z Z H X X H Y Y ahol H Z = H X + H Y Szorzás és osztás: h Z H Z Z H X X H Y Y h Z = h X +h Y 12

Példa Mekkora a fogyasztó teljesítménye és ellenállása, ha U = 24V±2% és I = 0,2A±5%? P = U I = 24V 0,2A = 4,8W h P = h U +h I = 2%+5% = 7%, így P = 4,8W±7%. R h U I h 24V 0, 2A h 120 2% 5% 7%, így 120 R U I 7 R % 13

Mérési sorozat kiértékelése Az adatok rögzítése értéktáblázatban Koordinátarendszer választás Tengely lépték választás: Lineáris Logaritmikus Az értéktartományok meghatározása Ábrázolás: Kellően sok pont kell Főleg a görbe hirtelen változó részéhez Összekötés a változás tendenciája szerint A görbe kiértékelése, tanulságok levonása 14

Példa mérési sorozat ábrázolására U U Kevés pont f Megfelelõ számú pont f A pontokat nem egyenes szakaszokkal kötjük össze, hanem a változás tendenciája szerint! 15

Mai témáink o A hiba fogalma o Méréshatár és mérési tartomány M é r é s i h i b a o A hiba megadása o A hiba eredete o A hiba fajtái és meghatározása o Mérési eredmények feldolgozása o Hiba számítás matematikai művelet esetén o Mérési sorozatok kiértékelése o Érzékenység o Pontosság o Fogyasztás o Túlterhelhetőség o Csillapítottság o Használati helyzet M ű s z e r e k j e l l e m z ő i 16

Méréshatár o A mérendő mennyiségnek az az értéke, amely a műszeren a legnagyobb kitérést okozza. o Analóg műszernél a műszer mutatóját a legutolsó skálaosztásig téríti ki, o Digitális műszernél a kijelző számjegyeit a megengedett legnagyobb értékre (általában 9-re) állítja. Ez az FS (Full Scale) érték. o A méréshatár bővíthető, ezért egy műszernek átváltással több méréshatára is lehet (pl. 1, 2, 5, 10, 20 stb.) 17

Mérési tartomány A műszeren leolvasható legkisebb és legnagyobb érték közötti tartomány Analóg műszernél A legkisebb méréshatárban a nulla utáni első osztásvonalhoz tartozó értéktől a legnagyobb méréshatárban mérhető legnagyobb értékig terjed Digitális műszernél A legkisebb méréshatárban az utolsó helyértékhez tartozó 1 értéktől (pl. 0,001) a legnagyobb méréshatár FS (pl. 199,9) terjed 18

Érzékenység Az a legkisebb mennyiség, amely a műszer kijelzőjén meghatározott mértékű változást okoz. Függ a méréshatártól, a legkisebb mérésha-tárhoz tartozó érzékenység az alapérzékenység. Megadása: oanalóg műszer: osztás/ma, fok/v, mm/ C stb. odigitális műszernél a felbontóképességet használjuk. oa felbontóképesség a legkisebb helyértékű számjegy átváltásához szükséges mennyiség (pl. 0,001V). 19

A pontosság kifejezése A műszer pontosságát a hibájával fejezzük ki, melyet az osztályjel mutat meg. Az osztályjel a relatív hiba nagyságát mutatja %-ban. Jellemző pontossági osztályok: Precíziós műszer: 0,1 alatt Laboratóriumi műszer: 0,1-1 Üzemi műszer: 1-5 20

Analóg műszerek pontosságának megadása Analóg műszereknél az osztályjel a pontosságot egyértelműen meghatározza. Az osztályjel a skála végkitéréséhez tartozó relatív hibát mutatja ±%-ban. Ez ebből számított abszolút hiba a skála minden részén állandó. 21

Digitális műszerek pontosságának megadása Digitális műszereknél a pontosságot két adattal lehet megadni: Az osztályjel ±%-os értékével, és a ± digit értékkel (jellemző a ±1 digit). Mindig azt kell figyelembe venni, amelyik az adott mérésnél a nagyobb hibát adja. 22

Hibaszámítás analóg műszernél Adatok: Méréshatár 200V, osztályjel 1,5, mutatott érték 50V. A relatív hiba: 200V±1,5% Az abszolút hiba végkitérésnél: 200V±3V. A ±3V a skála minden részén állandó! A mért érték relatív hibája: h H 3 % 100 100 6% ( 6%) X 50 23

Hibaszámítás digitális műszernél Adatok: Pontosság ±1%, illetve ±1 digit, a mutatott érték 0,05V. A relatív hiba ±1%-kal számolva: 0,05V±1% Az abszolút hiba ±1 digittel számolva: 0,05V±0,01V, mely megfelel h H % 100 100 20%- os X relatív hibának. 0, 01 0, 05 Ez a nagyobb, ezért az eredmény: 0,05V±20% 24

Következmények 1. A hiba annál nagyobb, minél kisebb kitéréssel mérünk. 2. Ne mérjünk kis kitéréssel, ha a műszernek kisebb (érzékenyebb) méréshatára is van. 3. A jó műszernek sok (egymáshoz közeli) méréshatára van. 4. Az elektronikában használt analóg műszerek általában 1, 3, 10, 30 stb. méréshatárokkal rendelkeznek. 25

A fogyasztás fogalma A műszernek azt a tulajdonságát, hogy mérés közben kölcsönhatásba lép a mérendő rendszerrel és annak eredeti állapotát megváltoztatja, illetve abból energiát von el fogyasztásnak nevezzük. A feszültség- és árammérő fogyasztását a műszer belső ellenállása okozza. A jó műszer fogyasztása kicsi (ilyenek az elektronikus műszerek). 26

A feszültségmérő fogyasztása A feszültségmérő fogyasztását kialakításától függően a belső ellenállásával vagy az /V értékkel adjuk meg. A jó (kis fogyasztású) feszültségmérő belső ellenállása, illetve /V értéke nagy (ideális esetben végtelen). Elektronikus feszültségmérőknél belső ellenállás helyett a bemeneti ellenállás (bemeneti impedancia) elnevezést használjuk. 27

Az árammérő fogyasztása Az árammérő fogyasztását kialakításától vagy a belső ellenállásával vagy az ezen fellépő feszültséggel adjuk meg. A jó (kis fogyasztású) árammérő belső ellenállása, illetve az ezen fellépő feszültség kicsi (ideális esetben nulla). 28

Példa Mekkora feszültséget mutat a műszer, ha a belső ellenállása 200k? A műszer nélkül az azonos ellenállások miatt a feszültség 5V lenne. A műszer rákapcsolásakor az osztó alsó tagja 100k lesz, ezért a műszer csak 10 100/(100+200)=3,33V feszültséget mutat 10 V R 1 200 k R 2 200 k V 200 k 29

Túlterhelhetőség Megmutatja, hogy a műszerre az adott méréshatárhoz tartozó érték hányszorosa kapcsolható. Az ennél nagyobb érték a műszer károsodását okozza. Minden műszer túlterhelhető, a pontos értéket a használati útmutatóban találjuk. A túlterhelés megakadályozása érdekében a mérést mindig a legnagyobb méréshatárban kell kezdeni! 30

Csillapítottság A műszerben található rugók és tömegek mechanikai rezgő rendszert alkotnak, emiatt a mutató a mért érték közelében hosszabb ideig lenghet, és ez a mérést akadályozza. A lengés ellen csillapító szerkezettel védekezünk. Kité rés Kicsit csillapított Ape riódikus Mért érték Túlcsillapított t 31

Köszönöm a figyelmet! TALÁLKOZUNK JÖVŐHÉTEN! 32