Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Mérés és adatgyűjtés - lev Tájékoztatás & Bevezetés Mértékegységek, mérési hibák Mingesz Róbert 2013. március 2. 1.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Mérés és adatgyűjtés - lev Tájékoztatás & Bevezetés Mértékegységek, mérési hibák Mingesz Róbert 2013. március 2. 1."— Előadás másolata:

1 Mérés és adatgyűjtés - lev Tájékoztatás & Bevezetés Mértékegységek, mérési hibák Mingesz Róbert március 2. 1

2 Tartalom Tájékoztató a kurzusról Követelmények Bevezetés SI mértékegységrendszer Műszerek tulajdonságai Mérési hibák 2

3 Tájékoztató 3

4 Honlap szeged.hu/~mingesz/Education/MA/ szeged.hu/~mingesz/Education/MA/ – téjékoztató – ppt-k – házi feladatok – vizsga anyagok – friss irodalomjegyzék 4

5 A tantárgy célja Méréselmélet alapjainak megismerése – Mérések tervezése – Eredmények értelmezése Mérőműszerek tulajdonságai Kapcsolat a fizikai világ és a szoftverek között 5

6 Tematika – alapok A méréselmélet, metrológiai alapfogalmak SI-mértékegység-rendszer A mérőeszközök általános felépítése A műszerek legfontosabb jellemzői A mérési hibák, a mérési hibák kezelése 6

7 Tematika – műszerek Mintavételezéses mérés, mintavételi tétel Mintavevő és tartó áramkörök, D/A és A/D átalakítók Az elektromos mennyiségek mérésének módszerei Mérőműszerek (multiméterek, jelanalizátorok, oszcilloszkópok...) A mérőműszerek kalibrálása 7

8 Tematika Szenzorok és aktuátorok A LabVIEW lehetőségei 8

9 Laboratóriumi gyakorlat (ősz) LabVIEW fejlesztőkörnyezet megismerése Mérőszoftverek készítése Műszerek használata Mérések, eredmények kiértékelése 9

10 Ajánlott irodalom Gerzson Miklós: „Méréselmélet”, 2011, Typotex Kiadó, TankönyvtárMéréselmélet Kemény Sándor, Deák András: „Mérések tervezése és eredményeik értékelése”, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, Schnell László szerk.: „Jelek és rendszerek méréstechnikája”, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, Analog Devices: „The Data Conversion Handbook”The Data Conversion Handbook... további irodalom a honlapon... 10

11 Követelmények 11

12 Értékelés: pontozás alapján Házi feladatok (20 p) Pluszpontok Vizsga (2x40 p) – Szóbeli vizsga – 2 tétel 12

13 Tájékoztató ponthatárok PontJegy ∞5 A 90 pont felett elért pontmennyiség hozzáadódik a gyakorlat első jegyzőkönyvének pontszámához 13

14 Minimum követelmények Szorgalmi időszak: min 10 p (vizsga feltétele) Mindkét tétel: min 10 p / tétel Összesen legalább 50 p 14

15 Vizsga – Szóbeli 2x40 pont Felkészülés: 40 perc Felelet: perc Tétel – Tétel anyaga – Kapcsolódás a többi anyaghoz – Egyedi kérdés a tételhez kapcsolódóan – Szóbeli kérdések 15

16 Pluszpontok Órai munka (<30 p) Órákon való részvétel – alkalom: + 2 p – 13- alkalom: + 4 p Hibák jelzése (<30 p) Egyéni pluszfeladatok (<30 p) 16

17 Pontlevonások Házi feladat másolása: – 0 pont a házira – - 5 pont Vizsgán nem megengedett eszköz használata: – Elégtelen vizsga – - 5 pont 17

18 Reklamáció Minél hamarabb Legfeljebb UV időszak végéig Beadott anyagok megőrzése: UV időszak végéig 18

19 Pontszám követése Google drive táblázat Ha valaki nem szeretné, hogy ott megjelenjen az aktuális eredménye, időben szóljon! 19

20 Bevezetés 20

21 Mérések a világban Háztartások Közlekedés Kereskedelem Biztonságtechnika Egészségügy Gyártás Tudomány 21

22 A mérés szerepe a tudományban Tudományos megismerés – Valóságra vonatkozó új ismeretek – Ismeretek alkalmazása Hipotézisek + elméletek Empirikus megismerés (mérések): – Elméletek ellenőrzése – Konkrét paraméterek megállapítása 22

23 Mérés szerepe az iparban Gyártásirányítás – Folyamatelemzés, folyamatirányítás Minőségbiztosítás – Nyersanyag, késztermék ellenőrzése Gyártási biztonság – Emberek, létesítmény, környezet biztonsága Gyártásszervezés – Darabszám, minőség 23

24 A mérés definíciója I. A mért jellemzők leképezése egy szimbólumhallmazra Alma színe → piros Ember magassága → 195 cm 24

25 A mérés definíciója II. Egy mennyiség nagyságának jellemzése a választott mértékegységben jellemzett számmértékkel Mennyiség = számmérték ∙ mértékegység Magasság = 1,65 ∙ m 25

26 A mérés definíciója III. Egy ismeretlen mennyiség egy ismert állandónak gondolt mennyiséggel való összehasonlítása Ez az állandó (etalon) rendelkezésre kell álljon Közvetlen / közvetett összehasonlítás 26

27 A mérés rendszerelméleti modellje 27

28 A méréselmélet fő kérdései Helyes-e a alkalmazott modell, törvény Mikor és hogy végezhető el egy mérés Mikor lesz megbízható egy mérés A mérés pontosságának becslése A mérési adatok feldolgozása, kiértékelése Mérési módszerek megadása, fejlesztése 28

29 A metrológia fő tevékenységei Nemzetközileg elfogadott mértékegységek meghatározása – pl. méter A mértékegység (etalon) megvalósítása – pl. méter megvalósítása lézer használatával Visszavezetési lánc létrehozása – pl. a mérőszalag és a méter etalon között 29

30 Metrológiai alapfogalmak Mérhető mennyiség Mennyiségrendszer Alapmennyiség Származtatott mennyiség Mennyiség dimenziója Egység dimenziójú mennyiség Mértékegység Mértékegységrendszer Alapegység Származtatott egység Koherens mértékegység Koherens mértékegységrendszer Mennyiség értéke Mérőszám Egyezményes skála / referencia-skála 30

31 Törvényi háttér Európai Uniós szabályozás: Mérőeszköz Irányelv (MID) október 30. Jogi szabályozás Magyarországon – évi XLV. Törvény a mérésügyről – 127/1991. (X.9.) Kormányrendelet Mérésügyi szervezet: Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal (MKEH) Metrológiai Főosztály 31

32 SI mértékegységrendszer 32

33 Mértékegység hiba 33

34 Mars Climate Orbiter $ ( Ft) Metrikus vs Birodalmi egységek 34

35 Egységrendszerek i. e. 4. évezred Egyiptom, Mezopotámia: hossz, tömeg, idő Tradicionális egységek: Emberi test a mérték Megfelelő etalonok 35

36 Metrikus rendszer Francia forradalom (1791.) Méter: A Párizson áthaladó délkör negyvenmilliomod része Gramm: 1 cm 3 víz tömege az olvadó jég hőmérsékletén Népszerűsítés: világkiállítások 36

37 Metrikus rendszer Méteregyezmény (1875.) CGS mértékegységrendszer MKS rendszer (1889.) méter, kilogramm, másodperc MKSA rendszer (1946.) amper SI Nemzetközi egységrendszer (1960.) 37

38 Ahol nem az SI-t használják 38 Kivételek: Burma, Libéria, USA

39 Az SI alapegységei 39

40 Másodperc (s) 40

41 Méter (m) Korábban: etalon hossza, fény hullámhossza Relativitáselmélet: a fény sebessége állandó A méter annak az útnak a hosszúsága, amelyet a fény vákuumban 1/ másodperc időtartam alatt megtesz. Mérés: hullámhosszra visszavezetve 41

42 Kilogramm (kg) Franciaország 90% platina, 10% irídium Etalon másolata több országban Állandó? 42

43 Ampere (A) 43

44 Kelvin (K) A kelvin úgy definiált, hogy a víz hármaspontjánál a hőmérséklet értéke 273,16K. A hármaspontnál a víz három különböző halmazállapota egyensúlyban jelenik meg. 44

45 Kandela (cd) 45

46 mól (mol) Egy mól anyagmennyiség definíció szerint annyi azonos elemi részt tartalmaz, mint ahány atom található 0,012kg szén 12-es izotópban. 46

47 SI kiegészítő egységek Síkszög: A radián a kör két sugara által bezárt szög, melyek a körből éppen egy sugárnyi ívet jelölnek ki. Térszög: A szteradián annak a kúpnak a térszöge, melynek a csúcsát a gömb középpontjába helyezve a gömb felületéből éppen a sugár négyzetével egyenlő területet jelöl ki a gömb felszínén. 47

48 SI prefixumok JeleSzorzóNév Y10 24 yotta Z10 21 zetta E10 18 exa P10 15 peta T10 12 tera G10 9 giga M10 6 mega k10 3 kilo h10 2 dekto da / dk10 1 deka JeleSzorzóNév y yocto z zepto a atto f femto p piko n10 -9 nano µ (u)10 -6 mikro m10 -3 milli c10 -2 centi d10 -1 deci 48

49 Bináris prefixumok kilo: k = 1000 kibi: Ki = 1024 = 2 10 További prefixumok: mebi (Mi), gibi, tebi, pebi, exbi, zebi, yobi 49

50 SI Származtatott mértékegységek 50

51 Korlátozás nélkül használható egységek Térfogat: liter (l, L) Síkszög: fok (°), ívperc, ívmásodperc Tömeg: tonna (t) Idő: perc (min), óra (h), nap (d) Sebesség: km/h Munka: Wh Hőmérséklet: °C 51

52 Korlátozásokkal használható egységek Hosszúság: tengeri mérföld, csillagászati egység, parsec, fényév Terület: hektár Síkszög: gon Tömeg: atomi egység Nyomás: bar, mmHg, atm Energia: elektronvolt Teljesítmény: VA, var 52

53 Mértékegységek átváltása 53

54 Mértékegységek átváltása 54

55 Számolás mértékegységekkel 55

56 Probléma: tömegegység változása 56

57 Javaslat új definíciókra (2014?) Természeti állandók: – Planck állandó – Elemi töltés – Boltzmann állandó – Avogadro szám Változatlanok maradnak: m, s, cd 57

58 Más mértékegységrendszerek USA hagyományos mértékegységrendszer Hivatalos egységrendszer itt: USA A technikai életben elterjedt 58

59 Hosszúság hüvelyk (inch), 1” = 1 in = 2,54 cm láb (foot), 1 ft = 12 in yard, 1 yd = 3 ft mérföld (mile), 1 mi = 1760 yd 59

60 Térfogat gallon, 1 gal = 3,785 l US pint, 1 pt = 473,176 ml teáskanál (teespoon), 1 tsp = 4,928 ml 60

61 Tömeg uncia (ounce), 1 oz = 28,34 g font (lb), 1 lb = 16 oz tonna (short ton), 2000 lb = 907,18 kg 61

62 További egységek 62

63 Mérőberendezések tulajdonságai 63

64 A mérőberendezés felépítése Érzékelő: fizikai mennyiség → feldolgozható mennyiség Jelkondicionálás (erősítés, szűrés...) Feldolgozás Kijelzés 64

65 A műszerek legfontosabb jellemzői Pontosság (accuracy): az a maximális érték, amivel a kijelzett érték eltérhet a valódi értéktől. Pl. 1mm, 1% Felbontás (resolution): az a legkisebb változás a mérendő mennyiségben, melyet a műszer még követni képes. Pl. 1K 65

66 Nullponthiba (ofset) Az a hiba, mely a mért értéktől függetlenül mindig ugyanakkora. Azonos azzal az értékkel, amit a műszer mutat 0 valódi értéknél. 66

67 Skálahiba A valós és amért érték hányadosa nem 1. A hiba arányos a mért értékkel. 67

68 Linearitáshiba A mért érték nem lineáris függvénye a valós értéknek. 68

69 Hiszterézis A hiba függ attól, hogy a mért érték nő vagy csökken. Oka pl. a súrlódás. 69

70 Reagálási / beállási idő 70

71 Sávszélesség Váltakozó jelek mérésénél fontos 71

72 További jellemzők Zaj A kijelzett érték ingadozása. Reprodukálhatóság A műszer hibái időben változnak Megbízhatóság (reability) Referenciafeltételek Méréshatárok Túlterhelhetőség 72

73 További jellemzők Fogyasztás Védettség por és vízállóság Hitelesítési lehetőségek Interfészek PC kapcsolat, ethernet, szoftverek Ár, garancia Gyártó 73

74 Mérési hibák 74

75 Mérési hibák típusai A méréseket mindig hiba terheli → a mért érték eltér a valódi értéktől Determinisztikus hibák Véletlenszerű hibák Durva mérési hiba 75

76 Determinisztikus hibák (rendszeres mérési hibák) okok: – nullponthiba – skálahiba – hőmérséklet hatása a mérésre –... Előre meghatározott → kompenzálható Kompenzálni kell! 76

77 Véletlenszerű hiba (mérési bizonytalanság) minden mérésnél más és más értékű nem megjósolható → nem kompenzálható okok: – zavarforrások – hőmérsékletingadozás –... kezelés: statisztikai módszerek 77

78 Durva mérési hiba Jelentős eltérés a várt értéktől Okok: – figyelmetlenség – tévedés – hibás érintkezések – hibás műszerek –... Ki kell szűrni 78

79 Mérési hibák összehasonlítása 79

80 Mérések hibája Abszolút hiba H i Relatív hiba h i 80

81 Példa 81

82 ... vége... Köszönöm a figyelmet 82


Letölteni ppt "Mérés és adatgyűjtés - lev Tájékoztatás & Bevezetés Mértékegységek, mérési hibák Mingesz Róbert 2013. március 2. 1."

Hasonló előadás


Google Hirdetések