Curs 7 - Erori de Masurare - Vii

download Curs 7 - Erori de Masurare - Vii

of 23

  • date post

    15-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    691
  • download

    45

Embed Size (px)

Transcript of Curs 7 - Erori de Masurare - Vii

  • 2012/2013Prof.dr.ing. Liviu CrisanCapitolul VII

    ERORI DE MSURARE. INCERTITUDINEA MSURRII

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanCUPRINS7.1. Noiuni generale7.2. Sursele erorilor de msurare7.4. Incertitudinea de msurare7.5. Concluzii

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu Crisan7.1. Noiuni generaleOrice msurare const n compararea cantitativ a mrimii de msurat (msurandul) cu o alt mrime considerat convenional ca unitate, sau ca mrime de referin, avnd o precizie mai mare dect cea a mrimii de msurat.Determinarea i exprimarea numeric a valorii mrimii de msurat poate fi realizat numai cu un anumit grad de incertitudine. Diferena dintre rezultatul msurrii i valoarea adevrat a mrimii exprimate astfel se numete eroare de msurare.Valoarea adevrat a unei mrimi este o noiune idealizat i n general nu poate fi determinat. O valoare msurat cu o incertitudine suficient de mic poate nlocui valoarea adevrat purtnd n acest caz numele de valoare convenional adevrat.

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu Crisan7.2. Sursele erorilor de msurarePrincipalele surse din care pot proveni erorile de msurare sunt:obiectul sau fenomenul supus msurrii;sistemul de msurare,interaciunea obiect sistem de msurare,influene exterioare

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu Crisana. Erorile datorate obiectului supus msurriisunt denumite erori de model, fiind o consecin a idealizrii acestuia. De exemplu: la msurarea grosimii unei piese avnd o dimensiune neuniform, se genereaz o eroare de model, deoarece printr-o singur msurare s-a adoptat rezultatul msurrii unei piese ideale, a unui model (fig.7.2).

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu Crisanb. Erorile sistemului de msurarese numesc erori instrumentale. n condiii obinuite acestea sunt cunoscute, fiind specificate de productorul mijlocului de msurare folosit. Erorile instrumentale sunt consemnate implicit n clasa de precizie a mijlocului de msurare.c. Erorile cauzate de interaciunea obiect mijloc de msurare sunt numite erori de interaciune. Ele se datoreaz modificrii strii fenomenului sau obiectului prin aciunea perturbatoare pe care o exercit sistemul de msurare. Modificare strii antreneaz o abatere a valorii msurandului. De exemplu: un debitmetru cu turbin sau roi dinate preia o parte din energia fluidului, realiznd o micorare a vitezei de curgere a acestuia prin seciunea de msur. Debitul msurat astfel este mai mic dect cel adevrat, realizat n lipsa sistemului de msurare. Un alt exemplu este eroarea aprut la msurarea unei piese cu perei subiri sau realizat din materiale moi sub aciunea forei palpatorului mijlocului de msurare (fig. 7.3.).

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanEroare de interaciune

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu Crisand. Erorile datorate influenelor exterioare numite i erori de influen sunt cauzate de factori de mediu cum sunt: temperatura, umiditatea, presiunea aerului, cmpuri electromagnetice, radiaii, vibraii mecanice, etc.Pe lng sursele de erori menionate mai sus mai pot aprea erori datorate operatorului, de obicei, exceptnd greelile, acestea sunt erori ale procedeului de reglare, ale calelor plan-paralele, ale abloanelor, pieselor etalon etc.

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanErorile de msurare pot fi clasificate i dup modul n care se manifest la msurri repetate. Msurnd succesiv acelai msurand, n aceleai condiii, i fac simit prezena trei tipuri de erori:erorile aleatoareerorile sistematiceerorile grosolane (greelile)

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • 2004/2005Prof.dr.ing. Liviu CrisanErorile aleatoare sau ntmpltoare, sunt acele erori la care mrimea i semnul lor variaz imprevizibil ntr-un ir de valori msurate cu acelai grad de ncredere. Cauzele apariiei lor sunt: variaia forei de msurare, frecrile i deformaiile componentelor mijlocului de msurare, eroarea de paralax, aezarea diferit a piesei la fiecare msurare. Erorile aleatoare nu pot fi eliminate din rezultatele msurrilor, ele determinnd (influennd) precizia metodei de msurare sau a mijlocului de msurare.Eroarea de paralax - eroarea de citire ce apare la citirea dup o direcie nclinat n raport cu scara gradat (fig. 7.4)

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanErorile sistematice sunt acele erori care nu variaz semnificativ la repetarea msurrii n aceleai condiii, sau variaz ntr-un mod determinabil la schimbarea acestora. Cauzele de apariie pot fi cunoscute sau necunoscute. Dintre cele cunoscute se pot aminti: imperfeciuni ale mijloacelor de msurare, ale metodelor de msurare, influene ale operatorului sau ale mediului ambiant. Erorile sistematice pot fi:constantevariabiledup funcii liniaredup funcii periodicedup funcii oarecare

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanErorile sistematice constante rmn neschimbate ca valoare i semn la msurri repetate.Valorile erorilor sistematice variabile dup funcii liniare (b.i.) cresc sau descresc proporional cu creterea sau descreterea valorii mrimii msurate. De exemplu: scara gradat a unui micrometru la care fiecare diviziune are o eroare de 0,001 mm (1m) produce o eroare mai mare cu ct valoarea msurat este mai mare.

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanValorile erorilor sistematice variabile dup funcii periodice (b.ii.) variaz cnd ntr-un sens cnd n altul, odat cu variaia numai ntr-un sens a valorii mrimii de msurat. De exemplu: n cazul montrii excentrice a indicelui unui comparator cu cadran fa de centrul geometric al scrii gradate, eroarea variaz la o rotaie cu 900 de la 0 la +e (fig.7.5.) apoi revine la 0, la continuarea rotaiei cu 900, variaz apoi n cellalt sens i iar revine la 0.Valorile erorilor sistematice variabile dup funcii oarecare se conduc dup relaii, n general determinate experimental. Un exemplu ar fi diagrama erorilor de divizare a unei scri gradate.

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanDac diferena dintre rezultatul unei msurri individuale i irul celorlalte rezultate este prea mare, ieind din limitele admisibile, se poate spune c a aprut o eroare grosolan sau o greeal. Aceste erori afecteaz de regul n mod ireparabil rezultatele msurrilor, cu excepia cazurilor n care acestea pot fi identificate i eliminate. Cauzele de apariie a erorilor grosolane sunt: erorile de citire, imprecizia dispozitivelor de fixare, utilizarea greit a mijloacelor de msurare alte cauze exterioare.

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu Crisan7.4. Incertitudinea de msurareDeciziile asupra realizrii corecte a dimensiunilor sau formei geometrice ale unei piese sunt luate n urma msurrii (verificrilor) piesei reale i comparrii acestor valori cu specificaiile (valorile prevzute n desenele tehnice). Atunci cnd deciziile legate de acceptarea sau respingerea piesei sunt bazate pe msurri, pe procese nsoite la rndul lor de erori, e bine s avem informaii asupra calitii procesului de msurare utilizat, pentru a estima ncrederea pe care o putem avea n rezultatul final al msurrii.n multe laboratoare de msurri din lume, estimarea capabilitii proceselor de msurare este o operaie extrem de important, cu att mai mult cu ct tot mai muli beneficiari solicit aceste informaii. Exista o presiune, izvort de altfel din necesitatea certificrii rezultatelor msurrilor, de a se introduce n laboratoarele metrologice msuri de asigurare a calitii care s asigure c mijloacele de msurare, metodele sau procesele de msurare sunt capabile s furnizeze rezultate la nivelul calitii cerute de beneficiar. Msurile care stau la baza asigurrii acestora sunt: aplicarea unor metode de msurare validate, definirea i aplicarea unor proceduri interne de control, acreditarea laboratoarelor i stabilirea trasabilitii msurrilor.

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanTrasabilitate "proprietatea unui rezultat al unei msurri sau valori a unui standard cu ajutorul cruia poate fi comparat cu referine standardizate, de obicei standarde naionale sau internaionale, cu ajutorul unui lan de comparaii, toate avnd incertitudini stabilite" International Vocabulary of basic and general terms in Metrology.ISO Geneva 1993

    Incertitudinea de msurare i modul de estimare a acesteia sunt probleme care preocup specialitii din domeniul metrologiei i organizaiile mondiale importante. Noiunile legate de aceste probleme au fost stabilite n anul 1993 n "Ghidul pentru estimarea incertitudinii de msurare" elaborat de ISO mpreun cu alte organisme internaionale tehnice, care stabilete reguli generale de evaluare i estimare a incertitudinii de msurare n cazul unui spectru larg de msurri.

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanIncertitudinea de msurare este definit de sursele citate mai sus ca fiind "un parametru asociat cu rezultatul unei msurri care caracterizeaz dispersia valorilor care pot fi rezonabil atribuite msurandului". Literar, termenul de incertitudine sugereaz ndoial, nesiguran, dei nu acesta este sensul dorit i atribuit incertitudinii de msurare. Cunoaterea acesteia implic creterea ncrederii n rezultatele obinute prin msurare, respectiv creterea ncrederii n luarea deciziilor de acceptare sau respingere a unei specificaii geometrice, respectiv a unui produs. Eroarea de msurare este definit ca fiind "diferena dintre rezultatul unei msurri individuale i valoarea adevrat a mrimii msurate". Este deci vorba de o singur valoare numeric. Dac aceasta e cunoscut ea poate fi sczut din rezultatul msurrii, corectndu-l n acest mod.

    Prof.dr.ing. Liviu Crisan

  • Prof.dr.ing. Liviu CrisanIncertitudinea de msurare este exprimat n general printr-un interval, definindu-se n urma unor operaii statistice aplicate unor eantioane i nu unei msurri individuale. De altfel