T- MaR. Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb. Teorie měření a regulace. Podmínky názvy. 1.c-pod. ZS 2015/ Ing. Václav Rada, CSc.

Transkript

1 Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb Teorie měření a regulace Podmínky názvy 1.c-pod. ZS 2015/ Ing. Václav Rada, CSc.

2 MĚŘENÍ praktická část OBECNÝ ÚVOD Veškerá měření mohou probíhat pouze při splnění určitých podmínek platných pro vlastní měření + i dodržení předpisů o hygieně a bezpečnosti práce + dodržení předpisů a norem elektrotechnických ustanovených pro bezpečnost práce s elektrickými zařízeními + zásady praktických postupů při měření +. další... Jako obvykle, ale život není jednoduchý

3 MĚŘENÍ TEORIE A PRINCIPY OBECNÝ ÚVOD DO MĚŘENÍ Měření je kvantitativní (číselné) zkoumání vlastností předmětů (jevů, procesů), obvykle porovnáváním s obecně přijatou jednotkou. Výsledkem měření je číslo (hodnota), které vyjadřuje poměr zkoumané veličiny k jednotce (jednotkové hodnotě) součástí je i nezbytné uvedené jednotky dané, měřené fyzikální veličiny.

4 MĚŘENÍ TEORIE A PRINCIPY OBECNÝ ÚVOD DO MĚŘENÍ Význam měření je hlavně v tom, že: - charakterizuje měřenou veličinu významně přesněji než vágní (s fuzzy charakterem) kvalitativní údaje (např. dlouhý, vysoký, těžký), - dovoluje měření opakovat a porovnávat, - výsledek lze zpracovávat matematickými prostředky.

5 MĚŘENÍ TEORIE A PRINCIPY OBECNÝ ÚVOD DO MĚŘENÍ Měření se týká zejména (a lze říci, že převážně) měření neelektrických veličin, které jsou součástí uceleného objektivního obrazu řešeného problému nebo aktuálního stavu. Nejprve vybrané pojmy aby bylo zřejmé o čem je řeč.

6 MĚŘENÍ praktická část OBECNÝ ÚVOD DO MĚŘENÍ Podmínky měření jsou určeny postupem měření. Referenční podmínky, jsou předepsány pro funkční přezkoušení přístroje, kalibraci a cejchování nebo pro zajištění vzájemné srovnatelnosti výsledků měření. Pracovní podmínky, jsou předepsány pro použití daného měřicího zařízení a jejich dodržení zaručuje, že specifikované metrologické charakteristiky použitého měřicího zařízení se nacházejí v rozsahu daných mezních hodnot.

7 MĚŘENÍ TEORIE A PRINCIPY OBECNÝ ÚVOD DO MĚŘENÍ V širším slova smyslu, ve společenských vědách, v ekonomii aj. se měřením rozumí jakékoli kvantitativní zkoumání. Například dotazníkovým šetřením, jehož výsledky lze zpracovávat statisticky. Metaforicky se mluví o "měření sil", tj. přímém porovnání schopností například v zápase. VR - ZS 2013/2014

8 MĚŘENÍ praktická část OBECNÝ ÚVOD DO MĚŘENÍ Postup experimentu - analýza problému určeného k měření (zjištění hodnoty příslušné fyzikální veličiny) - identifikace místa měření a jeho okolí - volba měřicí metody a analýza s vyhodnocením použitelnosti - stanovení postupů měření, záznamu a příprava vyhodnocení - vlastní měření se záznamem hodnot / výsledků měření - zpracování výsledků úpravy, přepočty, korekce, apod. - rozbor výsledků, vyhodnocení nejistot a stanovení závěrů - odůvodnění voleb, průběhu a závěrů - vypracování zprávy (protokolu), vč. měření a výsledků, vč. popisu metody a průběhu měření, tabulek, grafů, literatury

9 MĚŘENÍ praktická část OBECNÝ ÚVOD DO MĚŘENÍ Obvyklé pracovní prostředí elektrických i elektronických měřicích přístrojů má tyto hodnoty: * teplota vzduchu okolního prostředí 0 (-10) až +35 (30) o C * relativní vlhkost vzduchu 45 až 75 % * (barometrický) tlak vzduchu 86 až 160 kpa.

10 MĚŘENÍ praktická část OBECNÝ ÚVOD DO MĚŘENÍ NEOBVYKLÉ pracovní prostředí elektrických i elektronických měřicích přístrojů je mimo tyto hodnoty odpovídá např. tropické oblasti nebo oblastem věčného chladu, a ledu nebo oblasti s velmi vysokou vlhkostí nebo horské či vysokohorské oblasti. Přístroje ale musí vždy být konstruovány a připraveny pro práci v té které nikoliv běžné oblasti. Mimo určené pracovní podmínky nesmíme přístroj či zařízení použít.

11 MĚŘENÍ TEORIE A PRINCIPY TEORIE MĚŘENÍ - metody PŘÍMÁ - vyplývá z definice měřené veličiny (rychlost) NEPŘÍMÁ (kombinační) - veličina se zjistí (vypočte) ze vztahu k jiné veličině, kterou skutečně změříme NEZÁVISLÁ (absolutní) - přímým odečtem veličiny (čas)

12 MĚŘENÍ TEORIE A PRINCIPY TEORIE MĚŘENÍ - metody SROVNÁVACÍ (relativní) porovnáním s etalonem = kompenzační (výchylková, nulová, rozdílová) substituční (nahrazovací) interpolační (dvě kompenzační nebo substituční hodnoty, které určí interpolací výsledek) ** vzhledem k času = statická dynamická (velmi náročné na přípravu a vyhodnocení)

13 MĚŘENÍ praktická část OBECNÝ ÚVOD - názvosloví Rozsah měřicího zařízení je určen rozdílem maximální a minimální hodnoty měřené veličiny, který může měřicí zařízení indikovat. Rozlišitelnost měřicího zařízení je nejmenší indikace zobrazovacího zařízení měřicího přístroje, která může být prokazatelně rozlišena.

14 MĚŘENÍ praktická OBECNÝ ÚVOD - názvosloví Měřicí rozsah = minimální a maximální hodnota měřené veličiny, kterou je přístroj schopen zpracovat a indikovat - aniž by došlo ke ztrátě informace nebo k poškození přístroje jsou v něm zaručeny technické parametry měřicího přístroje. U ručkových přímo-ukazujících přístrojů se obvykle rozsah shoduje s údaji na stupnici (výjimkou jsou ručkové přístroje s potlačenou nulou). U digitálních je udán v technickém popisu přístroje. VR - ZS 2014/2015

15 MĚŘENÍ praktická OBECNÝ ÚVOD - názvosloví Měřicí rozsah stupnice = rozumí se údaj mezi nejmenší a největší hodnotou, které jsou na stupnici uvedeny. Udává, které konkrétní hodnoty (čísla hodnot) jsou v daném rozsahu zjistitelné (naměřitelné). Obvykle se kryje s hodnotami stupnice platné pro daný rozsah. U digitálních přístrojů závisí i na počtu cifer zobrazovacích displejem nebo nastaveném rozsahu zobrazení dané veličiny u zobrazovacích monitorů. VR - ZS 2014/2015

16 MĚŘENÍ praktická OBECNÝ ÚVOD - názvosloví Konstanta = hodnota, která upravuje informaci údaje odečteného na stupnici ručkového přístroje (u digitálních bývá její hodnota rovna 1) na hodnotu odpovídající vstupnímu rozsahu měřicího přístroje. Je to hodnota, kterou musí být údaj stupnice vynásoben. Určuje vlastně, jaká skutečná (naměřená) hodnota odpovídá číslu odečtenému na stupnici přístroje. Jinak řečeno, konstanta přístroje udává kolik jednotek měřené veličiny připadá na jeden dílek stupnice. VR - ZS 2014/2015

17 MĚŘENÍ praktická OBECNÝ ÚVOD - názvosloví Konstanta výpočet = dělí se rozsah přístroje počtem dílků stupnice - konstanta má fyzikální rozměr daný poměrem fyzikálního rozsahu měřené veličiny a dílků stupnice (pozor = nezaměňovat s úhlem vychýlení ručky přístroje). měřící rozsah přístroje (nastavení přepínačů rozsahů) k = počet dílků stupnice (daného rozsahu) Nezbytné je její použití u klasických analogových přístrojů. VR - ZS 2014/2015

18 MĚŘENÍ praktická OBECNÝ ÚVOD - názvosloví Správnost měření se vztahuje na odchylku mezi výsledkem a skutečnou hodnotou. Správnost kombinuje přesnost a pravdivost (tj. vlivy náhodných a systematických faktorů). Přesnost měření se vztahuje na rozdíly mezi hodnotami proměnných rozptýlení hodnot proměnných okolo jeho střední hodnoty mírou přesnosti je standardní odchylka. Viz prezentace o chybách.

19 MĚŘENÍ praktická Základní zásady používání měřících přístrojů Před zahájením měření musí být na přístroji nastaven správný (odpovídající) měřící rozsah pokud není známa ani přibližně možná reálná hodnota měřené veličiny (respektive její nejmenší a největší hodnota), vždy nastavíme rozsah největší (pro nejvyšší hodnoty). Jinak snadno dojde k přetížení přístroje, případně k jeho poškození (obvykle nevratnému). Při volbě rozsahu vždy začínáme u nejvyššího možného!!! Měřená veličina nebo přesněji obvod, musí být ke vstupním (měřicím) svorkám připojen správně, zejména s ohledem na polaritu.

20 MĚŘENÍ praktická Základní zásady používání měřících přístrojů Měřící přístroj by měl být připojen pouze po dobu nezbytnou ke správnému změření (odečtu hodnoty) dané veličiny. Výjimkou jsou trvale zapojená měřidla např. v technologických procesech, ve špatně dostupných měřicích místech pokud se měření opakují, u složitých zapojení, atp. Výběr vhodného přístroje musí proběhnout před měřením a musí mimo jiné obsahovat i posouzení, zda přístroj svou konstrukcí či svými vlastnostmi neovlivní měřenou hodnotu.

21 MĚŘENÍ praktická Základní zásady používání měřících přístrojů Měřicí přístroj musí při měření zaujímat pro něj předepsanou polohu (vodorovně, svisle, šikmo, atp.) viz jeho technické parametry nebo příslušná značka uvedená přímo na stupnici přístroje. Nedodržení polohy má (může mít) za následek naměření nesprávných údajů (na první pohled od správných k nerozeznání).

22 a to by bylo.. vše

23 .