De kalibratiecurve Het is een grafiek die twee variabelen met elkaar in verband brengt, die wordt gebruikt om te controleren of een meetapparaat goed werkt. Ongeacht de apparatuur hebben tijd, gebruik en natuurlijke slijtage invloed op de kwaliteit van de meting.
Daarom is het belangrijk om periodiek de goede werking ervan te verifiëren. Dit wordt gedaan door de metingen van de apparatuur te vergelijken met die van een standaardapparaat dat als referentie wordt gebruikt. Deze referentieapparatuur is het meest nauwkeurig.
In figuur 1 hebben we bijvoorbeeld het uitgangssignaal van een ideaal apparaat in het groen, vergeleken met de gemeten magnitude, beide zijn proportioneel.
In dezelfde grafiek staan de curven van twee verschillende instrumenten die niet zijn gekalibreerd en die zich enigszins verschillend gedragen van elkaar en van de standaard.
Artikel index
Stel dat we een dynamometer willen kalibreren, een apparaat dat wordt gebruikt om krachten te meten, zoals het gewicht van objecten en de krachten die optreden wanneer een object wordt versneld..
Om een veer uit te rekken, is het nodig om een kracht uit te oefenen die evenredig is met de rek, volgens de wet van Hooke.
Een eenvoudige dynamometer bestaat uit een veer in een buis met een wijzer en een schaal om rek aan te geven. Aan het ene uiteinde is er een ring om de rollenbank vast te houden en aan het andere een haak om gewichten op te hangen.
Een manier om de rollenbank te kalibreren is door verschillende gewichten op te hangen, waarvan de massa eerder werd bepaald met een balans (het referentie-instrument), en door de rek of verlenging van de veer te meten, die licht zou moeten zijn..
De wet van Hooke toegepast op het veer-massasysteem in statisch evenwicht resulteert in de volgende vergelijking, die de lengte van de veer relateert aan de hangende massa:
L = (g / k) m + Lo
Waar:
-L: totale lengte van de veer
-g: versnelling van de zwaartekracht
-k: veerconstante
-m: massa
-Lo: natuurlijke veerlengte.
Als je eenmaal meerdere puntenparen hebt lengte-massa, ze worden vervolgens uitgezet om de ijkcurve te construeren. Omdat de relatie tussen lengte L en massa m lineair is, is de curve een rechte lijn, waarbij:
Helling = g / k
Dit zijn de stappen om een ijkcurve naar een meetinstrument te maken.
Kies de te gebruiken vergelijkingsstandaard in overeenstemming met het te kalibreren apparaat.
Selecteer het juiste waardenbereik en bepaal het optimale aantal uit te voeren metingen. Als we een dynamometer zouden kalibreren, zouden we eerst de limiet van het gewicht moeten beoordelen dat kan worden opgehangen zonder dat het permanent wordt vervormd. Als dit zou gebeuren, zou het instrument onbruikbaar zijn.
Voer paren metingen uit: de ene is de meting die is gedaan met het standaardpatroon, de andere is de meting die is uitgevoerd terwijl de sensor wordt gekalibreerd.
Maak een grafiek van de paren metingen die in de vorige stap zijn verkregen. Het kan met de hand worden gedaan, op ruitjespapier of met behulp van een spreadsheet.
De laatste optie verdient de voorkeur omdat tracering met de hand tot kleine onnauwkeurigheden kan leiden, terwijl de spreadsheet beter past..
Kalibratiecurves worden ook gebruikt om de ene grootheid om te zetten in een andere die gemakkelijk te lezen is, door middel van een eigenschap of wet die ze in verband brengt..
Een alternatief voor het gebruik van kwik is elektrische weerstand. Weerstand is een goede thermometrische eigenschap, aangezien deze varieert met de temperatuur en ook gemakkelijk te meten is met een ohmmeter of ampèremeter..
In dit geval zou een geschikte standaard om de ijkcurve te construeren een goede laboratoriumthermometer zijn..
U kunt temperatuur-weerstand-paren meten en deze naar een grafiek brengen, die later zal worden gebruikt om elke temperatuurwaarde te bepalen met kennis van de weerstand, zolang de waarde hiervan binnen het bereik van de metingen valt die zijn uitgevoerd.
De volgende ijkcurve toont de temperatuur op de x-as met de standaardthermometer en de temperatuur op de verticale as met een platina weerstandsthermometer, genaamd thermometer A.
De spreadsheet zoekt de lijn die het beste bij de metingen past, waarvan de vergelijking rechtsboven verschijnt. De platina thermometer heeft een afwijking van 0,123 ºC ten opzichte van de norm.
Het is een methode die wordt gebruikt in de analytische chemie en bestaat uit een referentiecurve, waarbij de gemeten hoeveelheid de concentratie van een analyt op de horizontale as is, terwijl de instrumentele respons op de verticale as verschijnt, zoals weergegeven in het volgende voorbeeld..
De curve wordt gebruikt om door middel van interpolatie de concentratie analyt die aanwezig is in een onbekend monster te vinden via genoemde instrumentele respons..
De instrumentele respons kan een elektrische stroom of een spanning zijn. Beide hoeveelheden zijn eenvoudig af te meten in het laboratorium. De curve wordt vervolgens gebruikt om de concentratie van de onbekende analyt op deze manier te achterhalen:
Stel dat de stroom 1500 mA is op de kalibratiecurve. We staan op dit punt op de verticale as en trekken een horizontale lijn tot aan de curve. Vanaf dit punt projecteren we een lijn verticaal naar de x-as, waar de respectievelijke concentratie van de analyt wordt afgelezen..
Construeer de kalibratiecurve van een veer met elastische constante k en bepaal uit de grafiek de waarde van die constante, allemaal gebaseerd op de volgende experimentele gegevens van lengte-massa-paren:
Elk paar waarden wordt als volgt geïnterpreteerd:
Wanneer een massa van 1 kg wordt opgehangen, wordt de veer uitgerekt tot 0,32 m. Als er een massa van 2 kg wordt opgehangen, meet de veer 0,40 m enzovoort.
Met behulp van een spreadsheet wordt de grafiek van lengte versus massa uitgewerkt, die een rechte lijn blijkt te zijn, zoals verwacht uit de wet van Hooke, aangezien de relatie tussen lengte L en massa m wordt gegeven door:
L = (g / k) m + Lo
Zoals uitgelegd in voorgaande secties. De verkregen grafiek is de volgende:
Onder de titel toont de spreadsheet de vergelijking van de lijn die het beste past bij de experimentele gegevens:
L = 0,0713 m + 0,25
De snede van de lijn met de verticale as is de natuurlijke lengte van de veer:
L.of = 0,25 m
De helling van zijn kant is het quotiënt g / k:
g / k = 0,0713
Daarom nemen g = 9,8 m / stwee, de waarde van de veerconstante is:
k = (9,8 / 0,0713) N / m
k = 137,45 N / m
Met deze waarde is onze veer gekalibreerd en is de dynamometer klaar om krachten te meten op de volgende manier: een onbekende massa wordt opgehangen die een bepaalde rek produceert, die wordt afgelezen op de verticale as.
Vanaf deze waarde wordt een horizontale lijn getrokken tot het bereiken van de curve en op dat punt wordt een verticale lijn geprojecteerd op de x-as, waar de waarde van de massa wordt afgelezen. Als we de massa nemen, hebben we het gewicht ervan, de kracht die de verlenging veroorzaakt.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.