مقالات آموزشی

آزمایشگاه الکتریک

كاليبراسيون كميتهاي الكتريكي مانند ولتاژ مستقيم و متناوب ، جريان مستقيم و متناوب ، مقاومت الكتريكي ، فركانس و… در برگيرنده كاليبراسيون وسائل اندازه گيري الكتريكي مثل انواع مولتي مترهاي ديجيتالي و آنالوگ ، نشاندهنده هاي ولتاژ ، جريان وفركانس ، آمپرمترهاي چنگكي، اسيلوسكوپها ،… و همچنين وسائل توليد كننده كميتهاي الكتريكي مانند مولد هاي فركانس و شكل موج ، شبيه سازهاي ابزاردقيقي ،… ميباشد.

مشابه ساير كاليبراسيونها ، نتيجه اندازه گيري (اصطلاحأ كميت خروجي سيستم كاليبراسيون) و عدم قطعيت گسترده آن متأثر از عوامل مختلفي (اصطلاحأ كميتهاي ورودي) است .هر يك از اين عوامل تأثير گذار، سهم عدم قطعيت استاندارد خودرا برروي عدم قطعيت گسترده نتيجه اندازه گيري دارند. بنابراين شناسائي اين عوامل و بدنبال آن نحوه ارزيابي عدم قطعيت استاندارد آنها باتوجه به توزيع آماري كه از آن تبعيت ميكنند و نحوه تركيب اين عدم قطعيتها با توجه به مدل رياضي متصور براي سيستم كالبيراسيون (مانند قانون انتشار عدم قطعيتها) از اهميت بالائي برخوردار است.
بطور كلي صرف نظر از مدل رياضي سيستم كاليبراسيون كميتهاي الكتريكي ،عوامل تأثير گذار (كميتهاي ورودي ) در كاليبراسيون ( اندازه گيري و توليد) كميتهاي الكتريكي عبارتند از:

– کاليبراسيون تجهيزات مرجع ويا استانداردهاي کاري

عدم قطعيت نسبت داده شده به کاليبراسيون تجهيزات مرجع ويا استانداردهاي اندازه گيري که در گواهي کاليبراسيون آن ثبت شده است و بايستي به عدم قطعيت استاندارد (انحراف استاندارد) تبديل شود. با توجه به اطلاعات مندرج در گواهي كاليبراسيون مانند ضريب پوشش ، سطح اطمينان ، نوع توزيع آماري نتيجه اندازه گيري ، تعداد درجات آزادي مؤثر (براي توزيع آماري t ) و … ميتوان عدم قطعيت استاندارد اين عامل را براحتي برآورد كرد.

– پايداري و تغيير مشخصات با زمان (رانش) تجهيزات مرجع واستانداردهاي کاري

مشخصات فني و عملکرد تمامي تجهيزات اندازه گيري به مرور زمان تغيير ميکند(Drift ) و اين تغيير در تجهيزات الکتريکي بگونه اي است که بطور مداوم به عدم قطعيت آنها افزوده مي شود ،بهمين دليل اغلب سازندگان در مشخصات فني تجهيزات مرجع و استانداردهاي کاري ، درستي آنها را در طول ۳ ماه ، ۶ ماه و يکساله ارائه مي کنند
مشخصات فني دستگاههاي غيرفعال مانند مقاومتهاي استاندارد يا تضعيف کننده هاي قوي فرکانسهاي راديوئي(RF) و مايکروويو، با گذر زمان تغييرات کمي مي کنند. ميزان رانش آنها بايستي براساس مقادير حاصل از کاليبراسيونهاي قبلي ارزيابي شود و چون نمي توان رانش را خطي فرض کرد، بايستي داده ها را در فاصله بين دوکاليبراسيون بصورت نمودارکنترلي رسم و از روي منحني بدست آمده اثر آن را درطول زمان ارزيابي کرد. برمبناي نتايج نمودار کنترلي علاوه بر ميزان رانش ، عدم پايداري ناشي از عوامل تصادفي و درستي مورد انتظار از يک وسيله اندازه گيري وپريود کاليبراسيون آن را مي توان تعيين کرد.

در مورد دستگاههاي الکترونيکي پيچيده و دستگاههاي فعال ، امکان ارزيابي به روش دستگاههاي غيرفعال ممکن نيست ، زيرا تغيير در عملکرد آنها در فواصل زماني طولاني مدت ، طبيعتي تصادفي دارد و پيش بيني آن مشکل است . براي قضاوت در مورد اينکه آيا اينگونه استانداردها تطابق با مشخصات خود را حفظ کرده اند يا نه، بهترين روش ، کنترل اين تجهيزات در مقابل استانداردهاي غيرفعال است . غالباً در فرآيند کاليبراسيون اين دستگاهها ، لازمست ابتدا بر روي آنها تنظيم انجام گيرد و پس ازآن کاليبره شوند.

– شرايط اندازه گيري و شرايط استفاده

اگر شرايط محيطي آزمايشگاه با آنچه براي کاليبراسيون کميتهاي الکتريکي نياز است متفاوت باشد، بايستي عوامل تأثيرگذار محيطي در ارزيابي عدم قطعيت سهيم شوند. دماي محيط، اغلب مهمترين عامل تأثيرگذار است و بنابراين آگاهي از ضريب وابستگي دمائي استاندارد هاي مرجع و يا کاري مثل استانداردهاي مقاومتي کمک فراواني به ارزيابي درست عدم قطعيت ميکند.

تغيير در رطوبت نسبي محيط نيز بر روي مقادير سلف ها و خازنهاي ميکاي بدون پوشش تأثير مي گذارد. تأثير فشار اتمسفر روي برخي استانداردهاي اندازه گيري الکتريکي نيز مي تواند چشمگير باشد. در فرکانس هاي راديوئي و مايکروويو، دماي محيط مي تواند عملکرد بطور مثال تضعيف کننده ها، استانداردهاي امپدانس که مقادير آنها به ابعادشان بستگي دارد و قطعات حساس و دقيق را تحت تأثير قرار دهد.

تغييرات دمائي سريع يا شوک هاي حرارتي که به دستگاههائي مانند حسگرهاي توان که به سيستم جبران حرارتي مجهز هستند ، درحين نقل وانتقال يا قرار گرفتن در معرض مستقيم نور خورشيد يا هر منبع حرارتي ديگر ممکن است اعمال شود، ميتواند عملکرد انهارا تحت تأثير قرار دهد.
براي ارزيابي عدم قطعيت لازم است ، اثرات احتمالي تفاوت شرايط کاري الکتريکي مثل توان تلف شده، اعوجاج فرکانسي، يا سطح ولتاژ اعمالي به تجهيزات، با شرايط کاليبراسيون آنها مدنظر قرار گيرند. استانداردهاي مقاومتي، تقسيم کننده هاي ولتاژ مقاومتي و تضعيف کننده ها در هر فرکانسي مثالهايي از اين دستگاهها هستند که تحت تأثير خودگرمايي و يا ولتاژ اعمالي قرار مي گيرند. همچنين بايستي از کاربرد تمامي دستگاهها در محدوده ولتاژ تغذيه اي که توسط سازنده گفته شده اطمينان حاصل شود.

اثرات تداخل فرکانسي و اغتشاش ميتوانند برروي مقدار سيگنال متناوب (AC) که براي کاليبراسيون بکار ميرود تأثير بگذارند. همچنين اثر سيگنالهاي حالت مشترک که در يک سيستم اندازه گيري حضور دارند نيز بايستي مدنظر قرار گيرد.

برچسب ها

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا