Инструментальная ошибка это

В поле зрения микроскопа видны одновременно изображения частей вертикального и горизонтального кругов, что удобно при одновременном измерении горизонтальных и вертикальных углов.

Согласно ГОСТу рассматриваемому типу инструмента будет соответствовать теодолит с шифром Т 5, который, по существу, явится модернизированным теодолитом ОТШ.

Под инструментальными погрешностями подразумевают отклонения, существующие в реальном инструменте или его частях, от идеальной (теоретической) их схемы.

Инструментальные погрешности по своему происхождению могут быть разделены на две группы: 1) погрешности, вызванные неточностью изготовления и сборки инструментов и их частей, и 2) погрешности как результат неправильного взаимного расположения отдельных частей и осей инструмента, вызывающий несоблюдение геометрической схемы теодолита.

К первой группе относятся: ошибки нанесения штрихов на лимбе; отклонение формы внутренней поверхности ампулы уровня от сферической; недостаточное качество изготовления оптики зрительной трубы; несовпадение центров лимба и алидады (эксцентриситет алидады); отклонение действительной точности отсчетных приспособлений от точности, заданной конструктивно; плохая работа зажимных и микрометренных винтов и т. п. Инструментальные ошибки этого рода, как правило, не могут быть устранены в теодолпте в процессе его эксплуатации. Они должны быть определены, и в зависимости от степени их влияния должен решаться вопрос о пригодности инструмента в целом. Исправление их производится, как правило, на заводах или в специальных мастерских. Определение величины инструментальных ошибок указанного характера и постоянных

чительной степени ослаблено или исключено применением соответствующих методов работы с инструментом (например, влияние эксцентриситета алидады исключается в среднем из отсчетов по двум диаметрально расположенным отсчетным приспособлениям).

В точных работах исследования теодолитов производятся со всей тщательностью. В инструментах малой точности при современном уровне их изготовления влияние этих погрешностей обычно пренебрегаемо мало.

Вторая группа инструментальных погрешностей выявляется в резуль-

Остаточное влияние этих погрешностей исключается надлежаще установленным методом работы с инструментом. Производство измерений без предварительного выполнения поверок и, если это необходимо, юстировки инструмента — недопустимо.

В отдельных случаях, преимущественно в точных измерениях, определяются величины, характеризующие погрешности инструмента, по которым вводятся поправки в результат измерений.

§ 40. ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКА ТЕОДОЛИТА

Основные геометрические условия, которые должны быть соблюдены в теодолите, вытекают из принципиальной схемы измерения горизонтального утла и заключаются в следующем:

1) вертикальная ось инструмента должна быть отвесна;

2)плоскость лимба должна быть горизонтальна;

3)визирная плоскость должна быть вертикальна.

при двух его положениях, даст удвоенное значение угла между правиль-

угла, соответствующего упомянутой разности отсчетов по уровню.

Практически поступают так: ставят уровень параллельно двум подъемным винтам и посредством их пузырек уровня приводят на середину; середина уровня будет в центре его шкалы; взаимное положение осей уровня и вращения алидады остается неизменным. После поворота алидады на 180°, исправляют положение оси уровня на половпну дуги отклонения пузырька уровня от середины шкалы при втором его положении; это делается при помощи специального исправительного винта уровня М (рис. VII. 7, а)

В отвесное положение основная ось теодолита приводится следующим образом. Устанавливается уровень по направлению двух подъемных винтов и пузырек приводится на середину трубки. Алидада поворачивается на 90° и пузырек снова приводится на середину третьим подъемным винтом. Такие действия повторяются до тех пор, пока пузырек будет уходить от

Если коллимационная ошибка имеет место (см. рис. VII.19), то при первом наведении трубы (КП) визирная ось займет положение а правильный N отсчет по лимбу будет

При втором наведении (КЛ) визирная ось займет положение V а правильный отсчет по лимбу составит

Сравнивая (Г11.9) с ^11.10), видим, что коллимационная ошибка влияет на отсчеты по лимбу с разными знаками, следовательно,

т. е. среднее из отсчетов свободно от влияния коллимационной ошибки. Для определения коллимационной ошибки вычтем ^11.9) из (^11.10)

I — Д±180° — 2с = 0

или

Ь — Л± 180° = 2с,

Для исключения влияния коллимационной ошибки устанавливают на лимбе средний отсчет N. Центр сетки нитей при этом сойдет с точки М. Действуя исправительными винтами сетки, передвигают ее до совмещения центра сетки нитей с изображением точки М. Эта поверка повторяется несколько раз, до тех пор пока коллимационная ошибка не будет превышать двойной точности инструмента.

При визировании на цель, расположенную под углом V к горизонту, влияние коллимационной ошибки на направление будет с • вес V.

Сделанные выше выводы о влиянии этой ошибки на направление остаются

ведя лимб в горизонтальное положение, центр сетки нитей наводят на

от влияния данной погрешности. В современных конструкциях инструментов подставки трубы не имеют исправительных винтов, поэтому погрешность может быть устранена только в заводских условиях или в мастерской. При наличии исправительных винтов при подставках погрешность устраняется с помощью этих винтов.

Влиянпе наклона I горизонтальной оси на направление при отвесно расположенной вертикальной оси инструмента при визировании на цель, расположенную к горизонту под углом -V, будет ъ V. В среднем из отсчетов при двух положениях круга эта

ошибка нсключптсяГ Однако при измерении угла только при одном круге, его значение

центр нитей сетки на какую-нибудь точку и медленно поворачивают алидаду вокруг ее оси вращения, наблюдая за положением точки. Если при перемещении алидады изображение точки не будет сходить с горизонтальной нити, то условие выполнено. В противном случае производится исправление положения сетки нитей путем ее поворота. После выполнения этой поверки необходимо повторить поверку перпендикулярности визирной оси к горизонтальной оси вращения трубы.

Инструментальная ошибка

Cтраница 1

Инструментальные ошибки вызываются несоответствием оптических данных отдельных экземпляров рефрактометров прилагаемым к ним серийным дисперсионным таблицам. Это может быть связано как с неточным изготовлением деталей рефрактометра ( в особенности призм компенсатора), так и с неправильным их монтажом. В частности, причиной несоответствия фактической величины В указываемому в дисперсионных таблицах значению ее может быть неправильная установка компенсатора. Схема действия компенсатора, показанная на рис. IX4, предполагает, что при Y 0 плоскости главных сечений призм Амичи не только совпадают друг с другом, но и совпадают с плоскостью главного сечения измерительной призмы. Однако если компенсатор установлен небрежно, то при у 0 призмы Амичи образуют некоторый угол у 0 с плоскостью главного сечения измерительной призмы. Тогда максимальная угловая дисперсия компенсатора в этой плоскости составит не 2k, a 2kcosy и эффективная величина В будет равна В cos у, т.е. меньше указанной в таблицах.
 [1]

Инструментальные ошибки вызываются несоответствием оптических данных отдельных экземпляров рефрактометров прилагаемым к ним серийным дисперсионным таблицам. Это может быть связано как с неточным изготовлением деталей рефрактометра ( в особенности, призм компенсатора), так и с неправильным их монтажом. В частности, причиной несоответствия фактической величины В указываемому в дисперсионных таблицах значению ее может быть неправильная установка компенсатора. Схема действия компенсатора, показанная на рис. IX.4, предполагает, что при 7 0 плоскости главных сечений призм Амичи совпадают не только друг с другом, но и с плоскостью главного сечения измерительной призмы. Однако, если компенсатор установлен небрежно, то при 7 0 призмы Амичи образуют некоторый угол 7 /: т О с плоскостью главного сечения измерительной призмы.
 [2]

Инструментальные ошибки вызываются несоответствием оптических данных отдельных экземпляров рефрактометров прилагаемым к ним серийным дисперсионным таблицам.
 [3]

Инструментальные ошибки обусловлены конструктивными недостатками применяемой аппаратуры, ее неисправностью или неправильной градуировкой.
 [4]

Инструментальная ошибка определяется с помощью таблицы или графика поправок для данного прибора; ошибку, связанную с рефракцией ( для зенитных расстояний меньших 80), достаточно точно можно вычислить теоретически.
 [5]

Инструментальная ошибка обусловлена ограниченной чувствительностью элементов коррелографа и нелинейными искажениями.
 [6]

Инструментальные ошибки обусловлены несовершенством глубинной измерительной техники, ошибками в методике проведения исследований и действием забойных возмущающих факторов. В результате не только затрудняется количественная оценка величин потоков, но и искажается форма профилей.
 [7]

Инструментальные ошибки непосредственно связаны с использованием конкретных расчетных методов и инструментов. В современных расчетах в области надежности и безопасности систем широко используются ЭВМ, которые также обладают ограниченными предельными возможностями.
 [8]

Инструментальные ошибки вызываются несоответствием оптических данных отдельных экземпляров рефрактометров прилагаемым к ним серийным дисперсионным таблицам. Это может быть связано как с неточным изготовлением деталей рефрактометра ( в особенности призм компенсатора), так и с неправильным их монтажом. В частности, причиной несоответствия фактической величины В указываемому в дисперсионных таблицах значению ее может быть неправильная установка компенсатора. Схема действия компенсатора, показанная на рис. 67, предполагает, что при i — О плоскости главных сечений призм Амичи не только совпадают друг с другом, но и совпадают с плоскостью главного сечения измерительной призмы. Однако если компенсатор установлен небрежно, то при — j 0 призмы Амичи образуют некоторый угол [ — 0 с плоскостью главного сечения измерительной призмы.
 [9]

Инструментальные ошибки вызываются несоответствием оптических данных отдельных экземпляров рефрактометров прилагаемым к ним серийным дисперсионным таблицам. Это может быть связано как с неточным изготовлением деталей рефрактометра ( в особенности призм компенсатора), так и с неправильным их монтажом. В частности, причиной несоответствия фактической величины В указываемому в дисперсионных таблицах значению ее может быть неправильная установка компенсатора. Схема действия компенсатора, показанная на рис. 67, предполагает, что при — 0 плоскости главных сечений призм Амичи не только совпадают друг с другом, но и совпадают с плоскостью главного сечения измерительной призмы. Однако если компенсатор установлен небрежно, то при i 0 призмы Амичи образуют некоторый угол — [ 0 с плоскостью главного сечения измерительной призмы.
 [10]

Инструментальные ошибки обусловлены несовершенством приборов, с которыми работает аналитик, или влиянием на них внешних факторов. Например, объем мерной посуды ( бюреток, пипеток и мерных колб) часто немного отличается от объема, установленного при ее калибровке, особенно если температура, при которой эта посуда используется, существенно отличается от температуры при калибровке.
 [11]

Инструментальные ошибки обычно обнаруживают и исправляют при калибровке приборов.
 [12]

Общая инструментальная ошибка такого прибора, как показывают оценки, составляет 1 5 дб.
 [13]

Если инструментальные ошибки всех вычислительных устройств и всех линий определены, то расчет инструментальной ошибки узла ( AZ) H сводится к трансформации всех этих погрешностей от места их действия к выходу узла.
 [14]

Рассмотрение инструментальных ошибок данного дифференцирующего устройства может быть проведено аналогично с интегрирующим устройством.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Инструментальные погрешности

Инструментальными называют погрешности, причина которых заключается в свойствах применяемых средств измерений. Эти свойства могут вызывать погрешности различного характера.

В общем случае инструментальные погрешности можно разделить на: инструментальные погрешности, являющиеся следствием несовершенства или неправильности технологии изготовления средств измерений; инструментальные погрешности, присущие данной конструкции; инструментальные погрешности, являющиеся следствием износа, старения или неисправности средств измерений.

Инструментальные погрешности, присущие данной конструкции

Одним из характерных источников погрешностей рассматриваемого вида, присущих почти всем средствам измерений, которые имеют подвижные части, является некоторая свобода перемещения этих частей, помимо движения, соответствующего принципу действия устройства. В зависимости от конструкции узла, в котором возникает такая свобода перемещения, а также от традиций той или иной отрасли приборостроения говорят о наличие «люфта», «зазора», «мертвого», «свободного» или «холостого хода» и т. д.

Еще одной причиной инструментальных погрешностей является трение в сочленениях подвижных деталей приборов.

Так, в средствах измерений, в которых при измерении приходится вращать или перемещать отдельные детали (например, в микрометрах), большое трение затрудняет правильную установку вращаемой детали и может привести к возникновению чрезмерно большого или чрезмерно малого давления на измеряемый объект.

Инструментальные погрешности, являющиеся следствием несовершенства или неправильности технологии изготовления средств измерений

Всем средствам измерений, имеющим шкалу, в большей или меньшей степени присущи погрешности, возникшие в результате неточности нанесения отметок шкалы, так называемые погрешности градуировки. В тех случаях, когда деления шкалы строго равномерны, как, например, в устройствах для измерения длины, отметки на шкалы наносятся механически при помощи соответствующих приспособлений. Несовершенство конструкции, износ или неисправности этих приспособлений могут привести к тому, что некоторые или все отметки окажутся смещенными в ту или иную сторону. При этом в процессе измерения результаты всегда будут содержать одну и ту же погрешность.

Более или менее точные измерительные приборы, шкалы которых неравномерны, градуируют нередко вручную. Процесс градуировки осуществляется следующим образом. Градуируемый измерительный прибор с основанием, подготовленным для нанесения шкалы, и образцовый измерительный прибор, погрешности которого значительно меньше предельно допускаемых для градуируемо, подключают к регулируемому источнику измеряемой величины. Устанавливая различные значения измеряемой величины показаниям образцового измерительного прибора, одновременно наносят отметки на шкалу градуируемого измерительного прибора. Уже на этом этапе возможно появление погрешностей, например, вследствие того, что исполнитель при нанесении отметки дет смотреть не строго перпендикулярно к плоскости шкалы, результате нанесенная им отметка окажется смещенной влево :и вправо от правильного положения (погрешность от параллакса). При градуировке на шкалу наносят только основные отметки, т. е. отметки, против которых ставят числовые значения (называть их «оцифрованными» не рекомендуется).

Промежуточные отметки в соответствии с характером шкалы наносят на глаз или при помощи приспособлений различной степени сложности. На этом этапе возможно появление погрешностей градуировки вследствие глазомерных ошибок или несовершенства приспособления, недостаточно точно воспроизводящего малых делениях характер неравномерности шкалы. Эти погрешности опасны тем, что при поверке средств измерений, как правило, ограничиваются сличением их показаний с показаниями образцового измерительного устройства также только на числовых метках.

Таким образом, систематические погрешности на промежуточных отметках могут остаться незамеченными.

Числовые, а иногда и промежуточные отметки при описанном особе градуировки наносят предварительно «вчерне», например виде карандашных точек, после чего вычерчивают шкалу тушью или иным способом. На этом этапе может возникнуть дополни-льная градуировочная погрешность, например, от того, что при нанесении штриха определенной ширины (а не толщины, как иногда говорят) его середина может оказаться смещенной по отношению к точке, поставленной при градуировке.

Таким образом, возможность появления инструментальных погрешностей в результате градуировки весьма значительна. Принимаются меры к тому, чтобы погрешности градуировки были меньше погрешностей, допускаемых для данного средства измерения, однако в какой-то степени они все же остаются. Их отрицательное влияние становится особенно заметно в процессе эксплуатации средств измерений, когда возрастают другие погрешности, например, вследствие износа деталей, старения материала, нарушения регулировки. Тогда суммарная погрешность может выйти за допускаемые пределы раньше срока естественного износа.

В последнее время стремятся изготовлять печатные шкалы (типографским, фотографическим и другими способами) не только для средств измерений массового выпуска, но и для более точных. В этом случае при конструировании предусматривают способы регулирования средств измерений, позволяющие «подогнать» их показания к шкале. Разумеется, и при этом способе неизбежны градуировочные погрешности.

Инструментальные погрешности, являющиеся следствием износа, старения или неисправности средств измерений.

Износ и старение материалов могут быть причиной появления погрешностей, имеющих некоторые характерные особенности. Так, совершенно очевидно, что средства измерений изнашиваются непрерывно и постепенно в процессе эксплуатации со скоростью, зависящей от интенсивности эксплуатации. Следовательно, и погрешности, появляющиеся в результате износа, как правило, возрастают постепенно. Однако рост этот происходит настолько медленно, что в определенный отрезок времени мы можем принимать погрешности, явившиеся следствием износа, постоянными и даже пользоваться соответствующими поправками. Только тогда, когда эти погрешности достигнут установленного предела, дальнейшее применение данного средства измерений считается недопустимым.

Типичным примером в этом отношении являются гири. Их износ всегда идет в одном направлении — постепенно уменьшается их масса. Характер износа гирь заставляет изготовлять их с положительным запасом массы. Масса новой гири всегда больше номинальной в пределах, допускаемых для данного класса гирь.

Другим примером являются концевые меры длины — плитки. В процессе эксплуатации и при ремонтах их размер постепенно уменьшается. Плитками пользуются до тех пор, пока их размер не достигнет установленного для них предела, после чего их или переводят в другой класс, или переаттестовывают, или, наконец, изымают из применения в качестве мер.

Несколько иначе обстоит дело со старением. Под старением понимают изменение каких-либо свойств материалов с течением времени, а иногда и в зависимости от условий применения или хранения.

Процесс старения может протекать различно. Старение может привести к потере каких-либо свойств, имеющих значение для средства измерений, или к постепенной их стабилизации. Одним из характерных примеров старения второго вида является старение манганина. Манганин—это сплав меди, марганца, никеля и некоторых других компонентов, добавляемых иногда в небольших количествах. Обладая сравнительно большим удельным электрическим сопротивлением, манганин в то же время имеет незначительный температурный коэффициент сопротивления. Термоэлектродвижущая сила (т. э. д. с), которая возникает в спае манганина с медью при его нагревании, относительно невелика. Благодаря этим качествам манганин широко применяется в электроприборостроении. Однако манганин имеет одно отрицательное свойство — с течением времени его сопротивление хотя и медленно, но изменяется. По истечении двух-трех лет процесс этот практически прекращается и сопротивление изделия из манганина стабилизируется.

Были разработаны приемы искусственного ускорения процесса старения манганина, стабилизации его свойств. Так как полной стабилизации все же достичь не удается, то для более точных приборов, в которых эта остаточная нестабильность влияет на показания, в первые годы эксплуатации проводят более частые поверки.

В особо ответственных случаях готовое изделие выдерживают годами без применения — до полной стабилизации его свойств, например, катушки сопротивления высшей точности. Во время выдержки ведутся периодические наблюдения за изменением их сопротивления.

Как видим, в данном случае процесс старения обратен процессу износа — с течением времени качество и надежность измерительного устройства улучшаются.

Манганин — не единственный пример старения материала в области измерительной техники. Так, в некоторых концевых мерах длины, изготовляемых из стали, также была обнаружена тенденция к изменению с течением времени их размеров, причем в сторону увеличения. Это явление назвали «ростом» плиток. Меры борьбы с этим явлением те же, что и в отношении манганина — искусственная стабилизация и более частая поверка до наступления надежной естественной стабилизации.

Неисправностей, которые являются или точнее могут являться причиной появления систематических погрешностей, множество. Перечислить их нет никакой возможности. Можно указать на деформации или коррозию деталей измерительного механизма, не прекращающих, но изменяющих характер взаимодействия отдельных его частей. Часто неисправность измерительного устройства является следствием его перегрузки. Перегрузка — механическая, электрическая, тепловая или какая-либо иная — может вызвать устойчивое «остаточное» изменение в материале или в механизме средства измерений и явиться причиной появления или изменения систематической погрешности.

Неисправности, ведущие к появлению небольших систематических погрешностей, гораздо опаснее тех, которые вызывают большие погрешности. Большие систематические погрешности сравнительно быстро обнаруживаются «на глаз», например, по значительному несоответствию результатов измерения ожидаемым. Небольшие систематические погрешности, в два — четыре раза превышающие допускаемые, могут в течение более или менее длительного времени оставаться незамеченными. Такие незамеченные погрешности могут принести огромный вред, особенно при большом числе измерений.

Особую опасность представляет появление или изменение систематических погрешностей в образцовых средствах измерений, применяемых для поверки других средств измерений. Мало того, что каждое средство измерений, поверенное или отградуированное по такому образцовому средству измерений, с самого начала будет нести в себе скрытую погрешность, оно будет передавать эту погрешность всем объектам, которые с его помощью будут измеряться или поверяться. Если вред, приносимый скрытой систематической погрешностью рабочего средства измерений, можно было бы выразить математически, то для выражения вреда, приносимого скрытой систематической погрешностью образцового средства измерений, это выражение следовало бы возвести в квадрат или даже в четвертую степень для случая поверки образцового средства измерений следующего, более низкого, разряда.

Из этого сопоставления роли систематических погрешностей рабочих и образцовых средств измерений наглядно видна важность особой тщательности проведения поверки образцовых средств измерений.

Данный обзор инструментальных погрешностей не является исчерпывающим. Его цель — подсказать читателю необходимость и пути анализа возможных систематических погрешностей, которые могут внести в результаты измерения применяемые измерительные устройства.

Похожие материалы