Kalibrierungskurve Wofür es, wie es geht, Beispiele

Der Kalibrierungskurve Es handelt sich um eine Grafik, die zwei Variablen bezieht, mit denen überprüfen wird, ob eine Messgeräte ordnungsgemäß funktioniert. Unabhängig davon, was Geräte sind, wirken sich Zeit, Gebrauch und natürliche Verschleiß auf die Qualität der Messung aus.

Deshalb ist es wichtig, seine ordnungsgemäße Funktion regelmäßig zu überprüfen. Dies wird durchgeführt, indem die von der Ausrüstung bereitgestellten Maßnahmen mit denen eines als Referenz verwendeten Standardgeräts verglichen werden. Dieses Referenzteam ist das genaueste.

Abbildung 1. Kalibrierungskurve von zwei Geräten im Vergleich zum idealen Referenzgerät (grün). Quelle: f. Zapata.

In Abbildung 1 haben wir beispielsweise das Ausgangssignal eines idealen Geräts in Grün im Vergleich zur gemessenen Größe in grün.

Im gleichen Diagramm befinden sich die Kurven von zwei verschiedenen Instrumenten, die nicht kalibriert sind und leicht unterschiedliche Verhaltensweisen voneinander und mit dem Standard aufweisen.

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Wie funktioniert es?

Nehmen wir beispielsweise an, wir möchten ein Dynamometer kalibrieren, ein Gerät, das zum Messen von Kräften wie dem Gewicht von Objekten und solchen, die beim Beschleunigen eines Objekts erscheinen, verwendet werden.

Um eine Feder zu dehnen, ist es notwendig, eine Kraft anzuwenden, die proportional zur Strecke ist, laut Hooke's Law.

Ein einfaches Dynamometer besteht aus einer Feder in einem Röhrchen mit einem Zeiger und einer Skala, um die Dehnung anzuzeigen. An einem Ende gibt es einen Ring, der den Dynamometer und in der anderen einen Haken zum Abhängen hält.

Figur 2. Links ein einfaches Dynamometer und nach rechts ein Schema des Verfahrens zum Kalibrieren. Quelle: Wikimedia Commons.

Eine Möglichkeit, das Dynamometer zu kalibrieren.

Das Hooke's Law, das auf das Spring-MASA-System im statischen Gleichgewicht angewendet wird, führt zu der folgenden Gleichung, die die lange Quelle auf den Teig bezieht, der hängt:

L = (g/k) m + lo

Wo:

-L: Gesamtfederlänge

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-G: Beschleunigung der Schwerkraft

-K: Frühlingskonstante

-M: Masse

-LO: Natürliche Federlänge.

Sobald Sie mehrere Punkte haben Länge-masa, Sie drapieren sie, um die Kalibrierungskurve zu erstellen. Da die Beziehung zwischen Länge L und Masse M linear ist, ist die Kurve eine gerade Linie, wo:

Anhängig = g/k

Wie man eine Kalibrierungskurve erstellt?

Dies sind die Schritte, um eine Kalibrierungskurve zu einem Messinstrument zu machen.

Schritt 1

Wählen Sie den zu verwendenden Vergleichsstandard gemäß dem Gerät, das Sie kalibrieren möchten.

Schritt 2

Wählen Sie den richtigen Wertpapierbereich aus und bestimmen Sie die optimale Anzahl von Maßnahmen, die durchgeführt werden sollen. Wenn wir einen Dynamometer kalibrieren würden, müssten wir vor der Gewichtsgrenze bewerten, die ohne dauerhaft deformiert werden kann. In diesem Fall wäre das Instrument unbrauchbar.

Schritt 3

Nehmen Sie Paare von Messungen: Einer ist der mit dem Standardmuster hergestellte Messwert, das andere ist das Maß, das mit dem kalibrierenden Sensor erstellt wurde.

Schritt 4

Machen Sie eine Grafik der im vorherigen Schritt erhaltenen Wertepaare. Es kann von Hand, auf einem Millimeterpapier oder durch eine Tabelle erfolgen.

Die letzte Option ist vorzuziehen, da Handpfad zu leichten Ungenauigkeiten führen kann, während eine bessere Einstellung mit der Tabelle durchgeführt werden kann.

Beispiele für die Kalibrierungskurve

Kalibrierungskurven werden auch verwendet, um eine Größe in eine andere zu konvertieren, die leicht zu lesen ist, durch eine Eigenschaft oder ein Gesetz, die sie in Beziehung setzen.

Kalibrierung eines Platinwiderstandsthermometers

Eine Alternative zum Quecksilbergebrauch ist der elektrische Widerstand. Der Widerstand ist eine gute thermometrische Eigenschaft, da er mit der Temperatur variiert und auch mit Ohmmeter oder Amperemeter leicht zu messen ist.

Nun, in diesem Fall wäre ein angemessener Standard für den Aufbau der Kalibrierungskurve ein gutes Labor -Thermometer.

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Sie können Paare Temperatur - Widerstand messen und sie in ein Diagramm bringen, das später dazu dient, den Temperaturwert zu bestimmen.

In der folgenden Kalibrierungskurve wird die Temperatur mit dem Musterthermometer und in der vertikalen Achse die Temperatur mit einem Platinwiderstandsthermometer auf der X -Achse gehalten, das Thermometer zu als Thermometer bezeichnet wird.

Figur 3. Thermometerkalibrierungsdiagramm des Platinwiderstands zu Platinwiderstand. Quelle: f. Zapata.

Die Tabelle findet die Linie, die am besten zu den Maßnahmen passt, deren Gleichung oben rechts erscheint. Das Platin -Thermometer hat einen Anstieg von 0.123 ºC bezüglich des Musters.

Eine Lösungskalibrierungskurve

Es handelt sich um eine Methode, die in der analytischen Chemie verwendet wird und aus einer Referenzkurve besteht, wobei die Maßnahme gemessen wird.

Figur 3. Eine Lösungskalibrierungskurve.

Die Kurve wird verwendet, um durch Interpolation die in einer unbekannte Stichprobe vorhandene Konzentration des Analyters durch diese instrumentelle Reaktion zu finden.

Die instrumentelle Reaktion kann ein elektrischer Strom oder eine Spannung sein. Beide Größen sind im Labor leicht zu messen. Dann wird die Kurve verwendet, um die Konzentration des unbekannten Analyten auf diese Weise herauszufinden:

Angenommen, der Strom beträgt 1500 mA in der Kalibrierungskurve. Wir befinden uns auf diesem Punkt auf der vertikalen Achse und zeichnen eine horizontale Linie zur Kurve. Ab diesem Zeitpunkt projizieren wir eine Linie vertikal in Richtung der X -Achse, wo die jeweilige Konzentration des Analyten gelesen wird.

Übung gelöst

Bauen Sie die Kalibrierungskurve einer elastischen konstanten Federk und aus dem Diagramm auf, bestimmen Sie den Wert der genannten Konstante aus den folgenden experimentellen Daten der Länge der Paare - Masse: Masse: Masse: Masse: Masse:

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Lösung

Jede Werte wird wie folgt interpretiert:

Wenn ein 1 kg -Teig gehängt wird, wird die Feder bis zu erreichen, bis sie 0 erreicht.32 m. Wenn eine Masse von 2 kg gehängt wird, kommt die Feder zu messen 0.40 m und so weiter.

Mithilfe einer Tabelle wird die Länge Diagramm gegen Masse erstellt, die sich als geraden Linie herausstellt, wie aus dem Hookeschen Gesetz erwartet, da die Beziehung zwischen Länge L und Masse M angegeben wird durch:

L = (g/k) m + lo

Wie in früheren Abschnitten erläutert. Die erhaltene Grafik, die erhalten wird, lautet wie folgt:

Figur 4. Federkalibrierungskurve. Quelle: f. Zapata.

Unter dem Titel zeigt die Tabelle die Liniengleichung, die die experimentellen Daten am besten anpasst:

L = 0.0713 m + 0.25

Der Schnitt der Linie mit der vertikalen Achse ist die natürliche Länge der Feder:

L_entweder = 0.25 m

Die Steigung ist das G/K -Verhältnis:

G/k = 0.0713

Daher nehmen Sie g = 9.8 m/s², Der Wert der Federkonstante ist:

K = (9.8/0.0713) n/m

K = 137.45 n/m

Mit diesem Wert ist unsere Feder kalibriert und das Dynamometer ist bereit, Kräfte wie folgt zu messen: Eine unbekannte Masse wird erhängt.

Aus diesem Wert wird eine horizontale Linie an die Kurve gezogen, und an diesem Punkt wird eine vertikale Linie auf die X -Achse projiziert, wobei der Wert der Masse gelesen wird. Mit der Masse haben wir ihr Gewicht, was die Ursache der Dehnung ist.

Verweise

1. Serway, r., Vulle, c. 2011. Grundlagen der Physik. 9na ed. Cengage Lernen.
2. Tipler, p. 1987. Pre -University Physik. Redaktion zurückgekehrt.
3. Tippens, p. 2011. Physik: Konzepte und Anwendungen. 7. Ausgabe. McGraw Hill
4. Wilson, J. 2010. Physiklaborexperimente. 7. Ed. Brooks Cole.
5. Wikipedia. Kalibrierungskurve. Geborgen von: ist.Wikipedia.Org.