Temperatures.ru Дискуссионный форум temperatures.ru
все о датчиках температуры - первый универсальный русскоязычный портал
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Индивидуальные характеристики. Учет при обработке измерений.

 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Дискуссионный форум temperatures.ru -> СОВЕТ ИНЖЕНЕРОВ
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Alexandr



Зарегистрирован: 15.09.2009
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Чт Сен 17, 2009 2:10 pm    Заголовок сообщения: Индивидуальные характеристики. Учет при обработке измерений. Ответить с цитатой

Измеряем температуру в диапазоне от 0 до 400 град. С. Наиболее интересными являются показания от 300 до 350 град.
Применяем ПТС классов А и В. Обработка измерений - средствами вычислительной техники, используя стандартный полином. Вернее, оба полинома: для 1,3910 и для 1,3850.
Метрологи после каждой проверки характеристик дают индивидуальные R0 и W100, которые не совпадают с номинальными.
Вопрос 1.
Увеличится ли точность измерения, если при обработке применять не номинальные, а индивидуальные характеристики?
Если увеличится, то
Вопрос 2.
Как правильно их учитывать? (с R0, вроде, все понятно)
Вопрос 3.
Если применяются оба значения альфа (0,00391 и 0,0085), как оптимизировать этот учет?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
esi



Зарегистрирован: 18.09.2007
Сообщения: 91
Откуда: Санкт-Петербург, ОАО "НПФ "Меридиан"

СообщениеДобавлено: Пн Сен 21, 2009 9:42 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

1. Я бы посчитала погрешность (неопределённость) определения индивидуальных коэффициентов, а потом приняла решение. Стандартный полином имеет гарантированную точность, а вычислительной технике, понятное дело, всё равно.
2. Решить уравнение. Наталия Павловна писала, что разумнее индивидуальную градуировку применить в интересующем Вас узком диапазоне.
3. Не поняла вопроса Smile Мне он напомнил стремление облегчить работу компьютеру, округлив значения.
_________________
С уважением, Елена Сергеевна Иванчура
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Моисеева
Site Admin


Зарегистрирован: 13.09.2007
Сообщения: 278
Откуда: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева

СообщениеДобавлено: Пн Сен 21, 2009 10:09 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Александр,
Попытаюсь ответить на вопросы, как я их поняла.
1. Если используется номинальная характеристики ( НСХ по ГОСТ Р 8.625) для промышленного ТС, то Вы должны точно знать тип термометра. Например: Pt 100 (альфа 0,00385) или 100 П (альфа 0,00391). Это должно быть обозначено на корпусе или записано в паспорте термометра. Оба значения альфа применять для одного и того же термометра нельзя.
2. При использовании НСХ Вы можете рассчитывать на погрешность при 350 °С для класса А в пределах 0,85 °С, для класса В в пределах 2,05 °С. Если Вас это не устраивает, и если по Вашим наблюдениям сам термометр достаточно стабильный (т.е. R(0), которое Вам дают метрологи, не изменяется от поверки к поверке более, чем на 0,15 °С при 0 °С), то можно использовать индивидуальные коэффициенты. Первое уточнение это использование индивидуального значения R(0). Второе – индивидуальных коэффициентов А и В. По одному значению W100 Вы определить оба коэффициента не сможете. Однако, учитывая, что коэффициент В меняется очень мало, можно его принять равным стандартному и уточнить А. Формула простая. А=( W100-1-В*10000)/100. Стандартное В надо брать ориентируясь на Ваше W100. Т.е. если W100 близко к 1,385, то берете В= -5,775*10-7.
Если что-то осталось непонятным, спрашивайте.

С уважением,
Моисеева Н.П.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail
Alexandr



Зарегистрирован: 15.09.2009
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Пн Сен 21, 2009 6:51 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Спасибо за ответы!
Прежде дополнительных вопросов хочу уточнить, правильно ли я понимаю, как работает ТС.
Промышленные ТС имеются двух типов номинальных характеристик: Pt100 и 100П. Как говорит Наталья Павловна, нет доказательств преимущества одного типа платины перед другим. ГОСТ описывает каждый из них разными полиномами с гарантированной точностью, что подтверждает Елена Сергеевна. Показания идеального ТС каждого типа совпадают со зачениями, рассчитанными по стандартным полиномам.
Есть еще один тип: стандартная функция для эталонного ТС дает W100 = 1,3928. Это третий вид/тип платины или есть другая причина довольно сильного отличия этого полинома от стандартных?
"По одному значению W100 Вы определить оба коэффициента не сможете." Наталья Павловна, понятно, что если есть точка вблизи рабочей зоны (300 - 350 град), экстраполяция заменяется интерполяцией и точность резко возрастает. К сожалению, наши ведомственные метрологи не имеют такой возможности.
А вот проверить стабильность термометра возможно. И она подтверждается! Поэтому желание учесть индивидуальное W100 крепнет.
Прошу одобрить следующий подход к расчету А и В.
Разница между стандартными полиномами тоже полином второго порядка:
Дельта = 6,09Е-5*t-5,4Е-9*t*t
Если считать, что отклонение W100 от номинального значения приводит к достаточно равномерному смещению полинома от стандартного (как я понял, предложение Натальи Павловны о расчете А это подтверждает), учесть, что разница стандартных W100 составляет 0,0060, и взять за основу W100 = 1,3910, можно записать формулу в следующем виде:
Дельта = 1,015Е-2*(1,3910-Wинд)*t+(-9E-7)*(1,3910-Wинд)*t*t
Тогда для произвольного датчика
Wtдатч = 1+ (3,9692E-3-1,015E-2*(1,3910-W100датч))*t + (-5,829E-7+9E-7*(1,3910-W100датч))*t*t
Если W100датч равен 1,3910, получаем стандартный полином для 100П; если равен 1,3850 - то же для Pt100.
При отклонении W100датч от номинала полином отклоняется от стандартного пропорционально.
Главных вопроса два:
1 допустимо ли считать реальное отклонение пропорциональным;
2 как оценить повышение точности, получаемое при учете индивидуального W100?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
esi



Зарегистрирован: 18.09.2007
Сообщения: 91
Откуда: Санкт-Петербург, ОАО "НПФ "Меридиан"

СообщениеДобавлено: Вт Сен 22, 2009 10:56 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Наталия Павловна, наверняка, расскажет как надо, мне только очень хочется прокомментировать.
Александр, если нет возможности проградуировать точно (а, может, у Вас есть недалеко ЦСМ с эталонными СИ?), то , ИМХО, говорить о повышении точности измерения температуры нельзя.
Или, может, Вам разность температур более интересна?
вот статья на эту тему: http://temperatures.ru/redactor/redactor.php?page=11
_________________
С уважением, Елена Сергеевна Иванчура
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Моисеева
Site Admin


Зарегистрирован: 13.09.2007
Сообщения: 278
Откуда: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева

СообщениеДобавлено: Вт Сен 22, 2009 10:58 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Александр,
В принципе, Вы все правильно понимаете. Pt100 и 100П обозначают два разных сорта платины. Причем 100П – это сугубо российское изобретение, международный стандарт на эту платину не распространяется. Большинство термометров в мире имеют альфа 0,00385 и на них разработан стандарт МЭК 60751. Для эталонных термометров требования к чистоте платины выше. Альфа должно быть больше 0,00325. И функция сложнее и точнее описывает зависимость сопротивления платины от температуры (полином 9 степени). НСХ в стандарте МЭК60751 это чисто эмпирическая функция, полученная из сличений рабочих ТС и эталонных. Применяя для градуировки эту функцию мы вносим погрешность в наши измерения во-первых из-за неточности ее определения (нестабильность термометров, термостатов, оборудования), во-вторых из-за упрощения полинома (вместо девятой степени используется вторая). Все это приводит к тому, что рабочие ТС имеют погрешность не лучше десятой градуса даже в районе комнатных температур. Ситуация с 100П та же. Функция НСХ была получена при разработке стандарта ГОСТ 6651 в 1994 г. Я не знаю точно, как ее получили, эмпирически, или пересчетом из старой шкалы, или пересчетом из Pt100.

Многие хотят не использовать стандартную функцию НСХ, а на основе полинома второй степени и градуировки в одной, двух или трех точках получить снижение погрешности для рабочего ТС. Лучший вариант – это использовать много точек и методом наименьших квадратов получить индивидуальные коэффициенты. Но все равно необходимо учесть, что полином второй степени не точно описывает зависимость сопротивления платины от температуры. Существует систематическое отклонение от девятой степени, достигающее 0,03 С в районе 300 С. Точнее мы измерять не можем. Снижение погрешности ТС за счет построения индивидуальной зависимости это всегда исследовательская задача. Как метод использования стандартного В, так и Ваш метод интерполяции между полиномами – это аппроксимации. Они имеют право на существование. Можно попробовать оценить их точность и разницу двух методов на конкретных примерах градуировок. Для этого надо знать неопределенность значений R(0) и W100. И полученную разницу сравнивать именно с этими неопределенностями. Я думаю, что разница двух методов незначительная и что для стабильных термометров при неопределенностях градуировочных значений в пределах 0,01 С можно рассчитывать на снижение погрешности при 300 С до примерно 0,1 С, что намного точнее, чем при использовании стандартной НСХ. Но, повторюсь, работа по исследованию точности той или иной аппроксимации это исследовательская экспериментальная работа, в ходе которой надо сделать градуировку множества термометров точным методом и аппроксимационным. Подобные работы иногда публикуются, в основном они относятся к диапазону теплочсетчиков (0-150 С). Сейчас каких-то стандартов, устанавливающих точность той или иной аппроксимации, на которые Вы могли бы сослаться, обосновывая точность метода, нет.

С уважением,
Моисеева Н.П.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail
Alexandr



Зарегистрирован: 15.09.2009
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Вт Сен 22, 2009 1:00 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Наталья Павловна, спасибо за подробный комментарий!
Елена Сергеевна, у нас нет возможности проградуировать точно наши датчики.
Но скоро мы должны получить небольшую партию новых датчиков с индивидуальной заводской градуировкой в нескольких точках, близких к интересующему нас диапазону.
Если нам повезет и это случится, сравним заводские данные с результатами обсуждаемых расчетов. Надеюсь, получим основание для окончательного выбора.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
esi



Зарегистрирован: 18.09.2007
Сообщения: 91
Откуда: Санкт-Петербург, ОАО "НПФ "Меридиан"

СообщениеДобавлено: Вт Сен 22, 2009 1:15 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

расскажите, пожалуйста, о результатах! Интересно почитать, как ощущения проверяются измерением.
_________________
С уважением, Елена Сергеевна Иванчура
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Alexandr



Зарегистрирован: 15.09.2009
Сообщения: 9

СообщениеДобавлено: Пн Ноя 09, 2009 11:30 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Добрый день!
Ощущения авторитетов подтверждаются измерениями.)
Получили две небольшие партии.
Посчитали
1 - отклонение W(t) в рабочей точке, указанное заводом, от стандартного полинома;
2 - отклонение W(t) завода в рабочей точке от значения, полученного с использованием W(100) завода;
3 - отклонение W(t) завода в рабочей точке от значения, полученного с использованием W(100) наших метрологов.
Для одной партии "точность попадания" 2 - лучше в 2,7 раза, 3 - лучше в 6,3 раза.
Для другой то же 2 - хуже в 1,8 раза; 3 - лучше в 4,2 раза.
Результат подтверждает:
- экстраполяция - дело неблагодарное;
- для повышения точности неплохо иметь метрологов с достойным "вооружением";
- до получения низкой неопределённости поверки говорить о повышении точности преждевременно.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
esi



Зарегистрирован: 18.09.2007
Сообщения: 91
Откуда: Санкт-Петербург, ОАО "НПФ "Меридиан"

СообщениеДобавлено: Ср Ноя 18, 2009 12:00 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Александр, спасибо Вам, что отписались - было дествительно очень любопытно!
_________________
С уважением, Елена Сергеевна Иванчура
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Дискуссионный форум temperatures.ru -> СОВЕТ ИНЖЕНЕРОВ Часовой пояс: GMT + 4
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах


Powered by phpBB © 2001, 2002 phpBB Group
subRed style by ktauber
Русская поддержка phpBB