The kalibrační křivka Jedná se o graf, který souvisí se dvěma proměnnými, který se používá k ověření, že měřicí zařízení funguje správně. Bez ohledu na vybavení ovlivňuje kvalitu měření čas, použití a přirozené opotřebení.
Proto je důležité pravidelně ověřovat jeho správné fungování. To se provádí porovnáním měření poskytovaných zařízením s měřením standardního zařízení používaného jako reference. Toto referenční zařízení je nejpřesnější.
Například na obrázku 1 máme výstupní signál ideálního zařízení zeleně, ve srovnání s naměřenou velikostí jsou oba proporcionální.
Ve stejném grafu jsou křivky dvou různých přístrojů, které nejsou kalibrovány a které mají mírně odlišné chování od sebe navzájem a od standardu.
Rejstřík článků
Předpokládejme například, že chceme kalibrovat dynamometr, což je zařízení, které se používá k měření sil, jako je hmotnost předmětů a ty, které se objeví při zrychlení objektu..
K napnutí pružiny je nutné použít sílu, která je podle Hookeova zákona úměrná roztažení.
Jednoduchý dynamometr se skládá z pružiny uvnitř trubice vybavené ukazatelem a stupnicí indikující roztažení. Na jednom konci je kroužek k uchycení dynamometru a na druhém háček k zavěšení závaží.
Jedním ze způsobů kalibrace dynamometru je zavěšení různých závaží, jejichž hmotnost byla dříve stanovena pomocí vah (referenčního přístroje), a měření natažení nebo prodloužení pružiny, která má být lehká..
Výsledkem Hookova zákona aplikovaného na systém pružina-hmota ve statické rovnováze je následující rovnice, která souvisí s délkou pružiny a závěsnou hmotou:
L = (g / k) m + Lo
Kde:
-L: celková délka pružiny
-g: gravitační zrychlení
-k: pružinová konstanta
-m: hmotnost
-Lo: přirozená délka pružiny.
Jakmile máte několik párů bodů délka-hmotnost, poté se vykreslí, aby se vytvořila kalibrační křivka. Protože vztah mezi délkou L a hmotou m je lineární, křivka je přímka, kde:
Sklon = g / k
Toto jsou kroky k vytvoření kalibrační křivky pro měřicí přístroj.
Vyberte srovnávací standard, který chcete použít, podle zařízení, které chcete kalibrovat.
Vyberte vhodný rozsah hodnot a určete optimální počet provedených měření. Pokud bychom měli kalibrovat dynamometr, museli bychom nejprve posoudit mezní hodnotu hmotnosti, kterou lze zavěsit, aniž by se trvale deformovala. Pokud by se to stalo, nástroj by byl nepoužitelný.
Vezměte dvojice naměřených hodnot: jeden je odečtem provedeným se standardním vzorem, druhým je měření provedené pomocí kalibrovaného senzoru.
Vytvořte graf dvojic hodnot získaných v předchozím kroku. Lze to provést ručně, na milimetrový papír nebo pomocí tabulky.
Druhá možnost je vhodnější, protože ruční trasování může vést k mírným nepřesnostem, zatímco s tabulkou lze dosáhnout lepšího přizpůsobení..
Kalibrační křivky se také používají k převodu jedné veličiny na druhou, která je snadno čitelná, prostřednictvím nějaké vlastnosti nebo zákona, který je spojuje..
Alternativou k použití rtuti je elektrický odpor. Odpor je dobrá termometrická vlastnost, protože se mění s teplotou a lze jej snadno měřit pomocí ohmmetru nebo ampérmetru..
V tomto případě by byl vhodný standard pro konstrukci kalibrační křivky dobrý laboratorní teploměr..
Můžete měřit páry teplota - odpor a přenést je do grafu, který bude později použit k určení jakékoli hodnoty teploty se znalostí odporu, pokud je tato hodnota v rozsahu měření, která byla provedena.
Následující kalibrační křivka zobrazuje teplotu na ose x standardním teploměrem a teplotu na svislé ose platinovým odporovým teploměrem, který se nazývá teploměr A.
Tabulka najde čáru, která nejlépe odpovídá měření, jejíž rovnice se objeví vpravo nahoře. Platinový teploměr má drift 0,123 ° C vzhledem k normě.
Jedná se o metodu používanou v analytické chemii a skládá se z referenční křivky, kde měřenou veličinou je koncentrace analytu na vodorovné ose, zatímco instrumentální odezva se objevuje na svislé ose, jak ukazuje následující příklad.
Křivka se používá k nalezení interpolace koncentrace analytu přítomného v neznámém vzorku prostřednictvím uvedené instrumentální odezvy..
Instrumentální odezvou může být elektrický proud nebo napětí. Obě veličiny lze snadno měřit v laboratoři. Křivka se poté použije ke zjištění koncentrace neznámého analytu tímto způsobem:
Předpokládejme, že na kalibrační křivce je proud 1 500 mA. V tomto bodě stojíme na svislé ose a nakreslíme vodorovnou čáru až ke křivce. Z tohoto bodu promítneme čáru svisle k ose x, kde se odečte příslušná koncentrace analytu..
Vytvořte kalibrační křivku pružiny s pružnou konstantou k az grafu určete hodnotu uvedené konstanty, vše na základě následujících experimentálních údajů dvojic délka - hmotnost:
Každá dvojice hodnot je interpretována následovně:
Při zavěšení 1 kg hmoty se pružina natáhne na 0,32 m. Pokud je zavěšena hmota o hmotnosti 2 kg, pružina měří 0,40 ma tak dále.
Pomocí tabulky je zpracován graf délky proti hmotnosti, který se podle Hookova zákona ukáže jako přímka, protože vztah mezi délkou L a hmotou m je dán vztahem:
L = (g / k) m + Lo
Jak je vysvětleno v předchozích částech. Získaný graf je následující:
Pod nadpisem tabulka zobrazuje rovnici řádku, která nejlépe vyhovuje experimentálním datům:
L = 0,0713 m + 0,25
Řez čáry se svislou osou je přirozená délka pružiny:
Lnebo = 0,25 m
Pro svou část je sklon kvocient g / k:
g / k = 0,0713
Proto při g = 9,8 m / sdva, hodnota konstanty pružiny je:
k = (9,8 / 0,0713) N / m
k = 137,45 N / m
Když máme tuto hodnotu, je naše pružina kalibrována a dynamometr připraven měřit síly následujícím způsobem: visí neznámá hmota, která vytváří určitý úsek, který se čte na svislé ose.
Z této hodnoty se nakreslí vodorovná čára až do dosažení křivky a v tomto bodě se promítne svislá čára na osu x, kde se přečte hodnota hmotnosti. Vezmeme-li hmotu, máme její váhu, což je síla způsobující prodloužení.
Zatím žádné komentáře