Точность взвешивания электронных весов

Погрешность — измерение — масса

Погрешность измерения массы при коммерческих операциях не должна превосходить 0 5 %; она складывается из погрешностей преобразования, передачи и измерения гидростатического давления и калибровки резервуара.
 

Погрешность измерения массы на лабораторных весах должна определяться с учетом погрешностей применяемых гирь, в том числе встроенных. Погрешности встроенных гирь устанавливаются утвержденной технической документацией.
 

Погрешность измерения сумарной массы определяют методом сравнения фактической массы с показаниями счетчика суммарной массы.
 

Погрешность измерений массы сырой нефти с применением СИКН должна быть определена НД на методику выполнения измерений, разработанным для конкретных условий.
 

Таким образом, погрешность измерения массы бюкса, вызванная преждевременным его закрытием, — составит 0 0360 — 0 0354 0 0006 г или 0 6 мг.
 

Таким образом, погрешность измерений массы состава в 1 % может привести к потере до 40 т нефтепродуктов. К особым условиям измерений следует отнести необходимость оперативности проведения измерений и независимости их от погодных условий и времени года.
 

Наибольшее значение имеет погрешность Am измерения массы жидкости. Она зависит не только от метода измерения и класса точности измерительного устройства.
 

Погрешность кулонометрического определения складывается из погрешности измерения массы, тока, времени и погрешности определения конечной точки титрования. С этой точки зрения пригодны чувствительные амперометрические и биамперометрические методы. Аналитический сигнал после достижения точки эквивалентности, как правило, линейно зЬзисит от концентрации определяемого иона, и эта зависимость обычно характеризуется высоким значением наклона восходящей линейной ветви кривой титрования. Конечную точку титрования определяют графически как точку пересечения обеих ветвей кривых амперометрического или биампе-рометрического титрования или как точку пересечения восходящей ветви кривой с осью абсцисс. В последнем случае необходимо точно выдерживать одинаковые условия предтитрования и дотитровывания пробы.
 

При этом погрешность вычисленной величины i M равна погрешности измерения массы иона.
 

Длительность пробоотбора должна быть такой, чтобы масса пылевого осадка была соизмерима с массой фильтра и на порядок выше погрешности измерения массы.
 

Суммарная погрешность измерения содержания твердых частиц весовым методом включает погрешности отбора пробы из-за нарушения условий изокинетично-сти и изоосности, осаждения частиц на стенках пробоотборной магистрали, эффективности фильтрации, погрешности измерения расхода газа и погрешности измерения массы осадка. Однако отмечается, что в процессе отбора пробы изменяются не только концентрация, но и дисперсный состав, так как более крупные частицы осаждаются на стенках пробоотборной трубки, а субмикронные частицы проскакивают через контрольный фильтр.
 

Несмотря на это пружина может внести дополнительную погрешность за счет изменения своей жесткости при различных значениях натяжения, что случается при недостаточной ее начальной длине. Чтобы убедиться в обратном, погрешность измерения массы по шкале следует проверить хотя бы при двух значениях массы тары; m О, тт тт.
 

Значение расхода вычисляется устройством 8, которое можег быть аналоговым и дискретным. Расходомер свободен от погрешностей, связанных с нестабильностью уровней начала и конца слива, а также вызванных изменениями температуры. Определяющей является погрешность измерения массы и погрешность вычисления расхода. Диаметр сифонной трубки расходомера подбирается таким образом, чтобы слив жидкости происходил достаточно быстро.
 

Для иллюстрации данных, получаемых с помощью систем автоматической обработки информации, приведены результаты исследования алкалоида лаппоконитина на масс-спектрометре — МХ-1310 при разрешающей способности 10 — 12 тысяч. В табл. 1.2 представлена распечатка участка масс-спектра с точными значениями масс; там же указываются погрешности определения реперных пиков ПФК, обработанных по полиномам третьей — степени, и количество ионов в каждом пике по отношению к пику массой 69 ( / еэ), содержащему 25000 ионов. В табл. 1.3 приведена погрешность определения массы характеристических ликов пробы, а в табл. 1.4 — различные варианты брутто-фор-мул лаппоконитина; предполагается, что погрешность измерения массы составляет 1 — 10 — 5 и что максимально возможное число атомов N и О не более шести; з вездочкой отмечены составы, фактически соответствующие Мвыч.
 

Дискретность — отсчет

Дискретность отсчета — изменение значения измеряемого объема ( или массы), соответствующее разности двух последовательных чисел в показаниях.
 

Условную дискретность отсчета дискретного отсчетного устройства с промежуточным механизмом определяют делением дискретности отсчета собранных весов на передаточное отношение весового рычажного механизма.
 

Под единицей дискретности отсчета da понимают значение массы, соответствующее единице младшего разряда дискретного индикаторного или регистрирующего отсчетного устройства.
 

Для получения меньшей дискретности отсчета используются электронные формирователи импульсов ( интерполяторы), которые в дополнение к четырехкратному делению, подразделяют измерительный сигнал на 5, 10, 25 и 50 раз. На / подобном принципе работают круговые индуктосины для угловых измерений. НПО ЛЭМЗ выпускает линейные индуктосины типа ПИЛП1 — Л в комплекте с блоками ПО Точэлектроприбор типа УЦИ на диапазоны от 300 до 1100 мм.
 

Цифровые измерительные преобразователи характеризуются дискретностью отсчетов по времени и по уровню преобразуемой величины.
 

Пределы взвешивания 1 5 — 30 г. Дискретность отсчета ( цена деления) 10 кг.
 

Предельная погрешность измерения температурных деформаций методом обкатывания зависит только от дискретности отсчета и нагрева измерительного диска за время измерения, так как все остальные погрешности являются систематическими и взаимно исключаются при двукратных измерениях. Существенно снижают температурную погрешность от нагревания обкатного диска выполнением его из инвара.
 

Погрешность измерения обусловлена нестабильностью отношения напряжения Е / Е0, дискретностью отсчета и шунтирующим действием входного сопротивления ограничителя.
 

Условную дискретность отсчета дискретного отсчетного устройства с промежуточным механизмом определяют делением дискретности отсчета собранных весов на передаточное отношение весового рычажного механизма.
 

Для весов с дискретными отсчетными устройствами значения пределов допускаемой погрешности следует увеличивать до ближайших, кратных дискретности отсчета этих устройств.
 

В противоположном случае, если по тем или иным причинам выбрано tt А, дискретность отсчета практически не проявляется и датчик времени с дискретным отсчетом по выходному эффекту вырождается в датчик времени с непрерывным отсчетом.
 

Дискретное отсчетное устройство — устройство, позволяющее отсчитывать результаты взвешивания в целых значениях, равных дискретности отсчета, без возможности интерполяции.
 

Однако явлением, резко понижающим точность квантильных оценок, является естественное группирование отсчетов, обусловленное дискретностью возможных отсчетов случайной величины. Пусть, например, она имеет разброс от 608 до 612 единиц и измеряется цифровым прибором с диапазоном от 0 до 999 квантов. Хотя сама величина в диапазоне от 608 до 612 единиц может принимать любые дробные значения, на выходе прибора будут фиксироваться лишь отсчеты 608 — 609 — 610 — 611 — 612 единиц. Однако сгибы такого распределения при сколь угодно большом объеме выборки будут оставаться равными 609 и 611, а медиана и центр сгибов неизменно равными 610, что не позволяет получить какого-либо уточнения координаты центра при любом увеличении объема выборки и является основным недостатком квантильных оценок.
 

Однако явлением, резко понижающим точность квантильных оценок, является естественное группирование отсчетов, обусловленное дискретностью возможных отсчетов случайной величины. Пусть, например, она имеет разброс от 608 до 612 единиц и измеряется цифровым прибором с диапазоном от 0 до 999 квантов. Хотя сама величина в диапазоне от 608 до 612 единиц может принимать любые дробные значения, на выходе прибора будут фиксироваться лишь отсчеты 608 — 609 — 610 — 611 — 612 единиц. Однако сгибы такого распределения при сколь угодно большом объеме выборки будут оставаться равными 609 и 611, а медиана и центр сгибов неизменно равными 610, что не позволяет получить какого-либо уточнения координаты центра при любом увеличении объема выборки и является основным недостатком квантильных оценок.
 

Факторы, влияющие на погрешность взвешивания на лабораторных и аналитических весах

(примеры приведены для нагрузки 2000 г (20 000е), для лабораторных весов CAS MWP 3000 / 0,1 ).

1. Широта и высота над уровнем моря.

При перемещении весов  например из Санкт-Петербурга в Москву с 59°57’ до 55°45’северной широты изменение ускорения свободного падения влечет за собой уменьшение показаний весов на 0,6 г (6,2е): за счет изменения широты на 4° (приблизительно такая же разница в широте между Хабаровском и Уссурийском) -0,7 г (-7,2е) и за счет изменения высоты над уровнем моря на 150 м +0,1 г (+1е). Даже перемещение весов с одного этажа здания на другой влияет на показания.

2. Горизонтальность установки весов.

При изменении наклона весов на 1° показания уменьшатся на 1 г (1е). Это обусловлено отсутствием соосности сил: силы, прикладываемой к грузоприемной платформе, и уравновешивающей силы платформы, которую считывают весы.

3. Температура.

Изменение температуры влияет на чувствительность весов, а значит и на фактические показания. При колебании температуры на 5°С рядом с весами, показания весов изменятся на 0,1 г (0,6е). Значимым источником тепла для весов могут быть: человек, вошедший в помещение, включенный компьютер, кондиционер, воздействие прямых солнечных лучей.

Перед использованием лабораторно-аналитические весы необходимо обязательно прогреть, то есть от момента включения весов до первого взвешивания должно пройти от 20 минут до нескольких часов, в зависимости от модели весов.

4. Плотность воздуха.

Плотность воздуха влияет на выталкивающую силу, действующую на груз. Плотность воздуха зависит от относительной влажности, температуры и атмосферного давления. При изменении плотности воздуха на 10% показания не изменятся, однако погрешность увеличится на 0,25е.

5. Воздушные потоки.

Кондиционеры, вентиляторы, радиаторы отопления, распашные двери и даже сотрудники создают воздушные потоки внутри помещения, которые могут влиять показания весов. Как правило, влияние этого фактора нивелируется наличием ветрозащитной витрины.

6. Количество поверочных делений и измеряемая нагрузка.

Чем больше поверочных делений у весов и чем выше измеряемая нагрузка, тем сильнее указанные факторы влияют на результат взвешивания

Для нивелирования факторов, указанных выше, рекомендуется проводить калибровку / юстировку весов перед каждой серией взвешиваний, поэтому советуем обратить внимание на весы со встроенной калибровочной / юстировочной гирей

Как правило, для весов высокого и специального класса точности с е>10 000, может потребоваться неоднократная калибровка в течение одного рабочего дня.

Дополнительные факторы, влияющие на погрешность взвешивания на аналитических весах

• Разница температур контейнера, образца, гири и окружающего воздуха, приводящая к образованию нисходящих или восходящих потоков воздуха.
• Гигроскопичность образца или его испарение, вызывающее изменение массы взвешиваемого груза.
• Взвешивание намагниченных грузов.
• Взвешивание объектов с накопленным с электростатическим зарядом.
• Наличие в помещения оборудования, создающего электромагнитные помехи.

Как видим, существует множество факторов, влияющих на показания весов. Вот почему при работе с весами высокой точности важна квалификация оператора.

В случае если у Вас есть вопросы касательно точности и погрешности выбранных Вами лабораторных / ювелирных или аналитических весов Вы можете позвонить по телефону: 8 (423) 230-88-94 и получить бесплатную консультацию.

Дискретность — измерение

Дискретность измерения может привести к значительным дополнительным запаздываниям и снижению динамической точности регулирования. Чтобы уменьшить нежелательное влияние задержки измерения, используют модель связи качества продукта с переменными, которые измеряют непрерывно. Эта модель может быть достаточно простой; коэффициенты модели уточняют, сравнивая рассчитанное по ней и найденное в результате очередного анализа значение качественного параметра ( алгоритмы такого уточнения изложены в разд. Таким образом, одним из рациональных способов регулирования качества является регулирование по косвенному вычисляемому показателю с уточнением алгоритма его расчета по данным прямых анализов. В промежутках между измерениями показатель качества продукта может быть рассчитан экстраполяцией ранее измеренных значений.
 

Дискретность измерения времени простоя 1 мин.
 

Погрешность дискретности измерения временного интервала характерна для всех цифровых приборов.
 

Для обеспечения дискретности измерения уровня в танках в 1 см при общей глубине до 30 м применен четырехразрядный десятичный код. Для повышения компактности преобразователя и удобства пневматической коммутации барабаны 5 имеют параллельно расположенные оси 6 и зацепления в одной плоскости.
 

Тст 24 ч, дискретность измерения температуры — 0 5 мин, расхода воды — 2 мин.
 

Программа позволяет запускать МТУ в работу с различной дискретностью измерения, считывать и сохранять информацию из памяти прибора с последующим визуальным представлением полученной информации. Отдельным пунктом в программе реализована разработанная автором методика обработки результатов градуировочного эксперимента и определение параметров математической модели измерительного преобразователя.
 

Постоянство выходной частоты устраняет зависимость погрешности измерения, вызванной дискретностью измерения ( счета), от частоты входных сигналов. В каждом канале осуществляется двойное преобразование частоты.
 

Формула (4.21) приводит к выводу, что максимальное значение относительной погрешности дискретности измерения частоты изложенным вариантом метода дискретного счета не зависит от значения измеряемой частоты и, следовательно, постоянно во всем диапазоне измерения.
 

Программное обеспечение высокого уровня АМТ-06 и АМТ-07 позволяет: программировать задержку на включение режима измерения и дискретность измерения в зависимости от характера предполагаемого исследования; обрабатывать результаты поинтервальных замеров давления с последующим представлением распределения давления, плотности и температуры скважинной жидкости по стволу скважины; обрабатывать кривые восстановления ( падения) давления с последующей оценкой гидродинамических характеристик пластов и скважин.
 

В табл. 2.1 приведены характеристики режимов измерения и количество загораний светодиода, определяющее тот или иной режим. В графе Дискретность измерений указано количество пар значений давления и температуры и время, затраченное на их получение. Например, в режиме 2 в течение 54 часов в память манотермометра сначала записывается 4096 пар значений давления и температуры, измеренных через 16 секунд, а затем 4096 пар значений, измеренных через 32 секунды.
 

Функции спектральной плотности несут полную информацию об интенсивности и частотном распределении колебаний интересующего параметра только в том случае, когда статистической обработке подвергается достаточно длительная и частая запись колебаний параметра. Существуют определенные оценки необходимых и достаточных периодов наблюдения и дискретности измерений. По этим оценкам в ряде ответственных практических задач недостаточно оперировать функциями Sc ( со), построенными на базе журнальных записей значений концентрации примесей, и требуется специальный эксперимент с учащенным анализом состава воды.
 

Определение метрологических характеристик

Определение погрешности весов

Определение погрешности весов следует производить при центрально-

симметричном и при нецентральном положении груза на чашке.

При определении погрешности весов при центрально- симметричном положении груза на чашке следует поочередно нагружать весы нагрузками, указанными в таблице 3. Операцию следует проводить при возрастающих и убывающих нагрузках.

Погрешность весов при каждом i -ом измерении ( Di ) следует определять по формуле (1).

_i = L_i — m_i

где L i — i -ое показание весов;

m i — действительное значение массы гирь, помещаемых на чашку весов;

i — порядковый номер измерения ( i =1, 2, …..10)

Погрешность весов при каждом i -ом измерении не должна превышать

пределов допускаемой погрешности в интервалах взвешивания, указанных в таблице 2.

Результаты измерений и вычислений занести в протокол (Приложение 2).

Погрешность весов при нецентральном положении груза на чашке

следует определять при однократном нагружении центра каждой четверти чашки, как показано на рисунке 1, гирями суммарной массой равной 1/3 значения Max (табл. 3). В случае если используется несколько гирь, они должны быть уста- новлены одна на другую.

При каждом положении гирь фиксируют показание весов.

Погрешность весов при нецентральном положении груза на чашке при каждом положении определяется как разность показаний весов и действительного значения массы гири по формуле (1).

Погрешность весов при каждом положении не должна превышать

пределов допускаемой погрешности, указанных в таблице 2.

Результаты измерений и вычислений занести в протокол (Приложение 2).

Определение размаха результатов измерений

Размах результатов измерений следует определять при нагрузках, равных или близких к 0,8 Max. Номинальные значения массы нагрузок указаны в таблице 3.

Следует соблюдать следующую последовательность:

— установить (при необходимости) нулевые показания весов нажатием клавиши «0/Т»;

— поместить нагрузку в центр чашки, дождаться успокоения показаний и снять отсчет;

— удалить нагрузку с чашки, дождаться нулевых показаний (или обнулить при необходимости клавишей «0/Т»);

— вновь поместить в центр чашки нагрузку;

— операцию повторить до получения 6 значений.

Определить разность между максимальным и минимальным показаниями весов. Размах результатов измерений не должен превышать значений, указанных в таблице 2, при этом погрешность любого единичного измерения не должна превышать пределов допускаемой погрешности весов, приведенных в таблице 2.

Результаты измерений и вычислений занести в протокол (Приложение 2).

Определение погрешности весов после выборки массы тары

Определение погрешности весов после выборки массы тары следует проводить при центрально-симметричном нагружении и разгружении весов при двух значениях массы тары для пяти значений нагрузок, указанных в таблице 3, каждый раз фиксируя показания весов.

Суммарная масса тары и нагрузок не должна превышать Max весов.

Погрешность весов после выборки массы тары следует определять в следующей последовательности:

а) установить на чашку груз массой, равной первому значению массы тары, указанному в таблице 3;

б) произвести выборку массы тары, нажав клавишу «0/Т» — на индикаторе установятся нулевые показания;

в) поочерёдно нагружать и разгружать весы нагрузками, указанными в таблице 3, каждый раз фиксируя показания весов;

г) выполнить операции б) — г) для второго значения массы тары.

Погрешность весов после выборки массы тары следует определять как разность между показаниями весов и действительным значением массы гирь, помещённых на чашку весов после выборки массы тары по формуле (1).

Погрешность весов после выборки массы тары при каждом i -ом измерении не должна превышать пределов допускаемой погрешности, указанных в таблице 3, в интервалах взвешивания для массы нетто.

Результаты измерений и вычислений занести в протокол (Приложение 2).