Kalibratiecurve waar is het voor, hoe het te doen, voorbeelden

De kalibratiecurve Het is een grafiek die twee variabelen relateert, die worden gebruikt om te controleren of een meetapparatuur goed werkt. Ongeacht welke apparatuur is, tijd, gebruik en natuurlijke slijtage en tranen beïnvloeden de kwaliteit van de meet.

Daarom is het belangrijk om het juiste functioneren periodiek te verifiëren. Dit wordt uitgevoerd door de maatregelen te vergelijken door de apparatuur met die van een standaardapparaat dat als referentie wordt gebruikt. Dit referentieteam is het meest nauwkeurig.

Figuur 1. Kalibratiecurve van twee apparaten, vergeleken met het ideale referentieapparaat (groen). Bron: f. Zapata.

In figuur 1 hebben we bijvoorbeeld het uitgangssignaal van een ideaal apparaat in vergeleken met de gemeten grootte, beide zijn evenredig.

In dezelfde grafiek zijn de krommen van twee verschillende instrumenten die niet zijn gekalibreerd en die iets ander gedrag van elkaar hebben en met de standaard.

[TOC]

Hoe werkt het?

Stel bijvoorbeeld dat we een dynamometer willen kalibreren, een apparaat dat wordt gebruikt om krachten te meten zoals het gewicht van objecten en die welke verschijnen wanneer een object versnelt.

Om een ​​veer te laten strekken, is het noodzakelijk om een ​​kracht aan te brengen, die evenredig is met het stuk, volgens de wet van Hooke.

Een eenvoudige dynamometer bestaat uit een veer in een buis voorzien van een pointer en een schaal om aan te geven. Aan de ene kant is er een ring om de dynamometer vast te houden en in de andere een haak om gewicht op te hangen.

Figuur 2. Links een eenvoudige dynamometer en rechts een schema van de procedure om deze te kalibreren. Bron: Wikimedia Commons.

Een manier om de dynamometer te kalibreren, is door verschillende gewichten op te hangen, waarvan de massa eerder werd bepaald met een balans (het referentieinstrument), en het meten van het strekken of verlenging van de veer, die verondersteld wordt licht te zijn.

De wet van Hooke van toepassing op het Spring-Masa-systeem in statisch evenwicht resulteert in de volgende vergelijking, die de lange lente relateert aan het deeg dat hangt:

L = (g/k) m + lo

Waar:

-L: Totale veerlengte

Kan u van dienst zijn: behoud van het lineaire momentum: principe, voorbeelden, oefeningen.

-G: Versnelling van de zwaartekracht

-K: Spring Constant

-M: Massa

-LO: Natuurlijke veerlengte.

Als je eenmaal meerdere punten hebt lengte-masa, Ze gaan door met de grafiek om de kalibratiecurve te bouwen. Omdat de relatie tussen lengte L en massa M lineair is, is de curve een rechte lijn, waar:

In behandeling = g/k

Hoe u een kalibratiecurve maakt?

Dit zijn de stappen om een ​​kalibratiecurve te maken voor een meetinstrument.

Stap 1

Kies de vergelijkingsstandaard om te gebruiken, volgens het apparaat dat u wilt kalibreren.

Stap 2

Selecteer het juiste bereik van effecten en bepaal het optimale aantal te nemen maatregelen. Als we een dynamometer zouden kalibreren, zouden we moeten evalueren vóór de limiet van het gewicht dat kan worden opgehangen zonder permanent vervormd. Als dit zou gebeuren, zou het instrument onbruikbaar zijn.

Stap 3

Neem paren van metingen: de ene is de lezing gemaakt met het standaardpatroon, de andere is de maatregel gemaakt met de sensor die kalibreert.

Stap 4

Maak een grafiek van de paren metingen verkregen in de vorige stap. Het kan met de hand worden gedaan, op een millimeter papier of door middel van een spreadsheet.

De laatste optie heeft de voorkeur, omdat handpad kan leiden tot lichte onnauwkeurigheden, terwijl een betere aanpassing kan worden uitgevoerd met de spreadsheet.

Voorbeelden van kalibratiecurve

Kalibratiecurves worden ook gebruikt om een ​​grootte om te zetten in een andere die gemakkelijk te lezen is, via een eigendom of wet die ze relateert.

Kalibratie van een platinavoorstandsthermometer

Een alternatief voor kwikgebruik is elektrische weerstand. Weerstand is een goede thermometrische eigenschap, omdat het varieert met de temperatuur en ook gemakkelijk te meten is met een ohmmeter of ampèremeter.

Welnu, in dit geval zou een adequate standaard om de kalibratiecurve te bouwen een goede laboratoriumthermometer zijn.

Het kan u van dienst zijn: magnetisatie: orbitaal en spin magnetisch moment, voorbeelden

U kunt paren temperatuur meten - weerstand en ze naar een grafiek brengen, die later zal dienen om elke temperatuurwaarde te bepalen die de weerstand kent, zolang de waarde hiervan binnen het bereik van maatregelen ligt die is genomen.

In de volgende kalibratiecurve wordt de temperatuur met de patroonthermometer en in de verticale as de temperatuur met een platinaristentiethermometer op de x -as gehouden, de thermometer genoemd tot.

figuur 3. Platinumweerstandsthermometer kalibratiekaart. Bron: f. Zapata.

De spreadsheet vindt de lijn die het beste bij de maatregelen past, waarvan de vergelijking rechtsboven verschijnt. De platinasthermometer heeft een stijging van 0.123 ºC met betrekking tot het patroon.

Een oplossingskalibratiecurve

Het is een methode die wordt gebruikt in analytische chemie en bestaat uit een referentiecurve, waarbij de maatregel maatregel.

figuur 3. Een oplossingskalibratiecurve.

De curve wordt gebruikt om, door interpolatie, de concentratie van analyt aanwezig te vinden in een onbekend monster, via genoemde instrumentale respons.

De instrumentele reactie kan een elektrische stroom of een spanning zijn. Beide magnitudes zijn gemakkelijk te meten in het laboratorium. Vervolgens wordt de curve gebruikt om de concentratie van de onbekende analyt op deze manier te achterhalen:

Stel dat de stroom 1500 mA is in de kalibratiecurve. We bevinden ons op dit punt op de verticale as en trekken een horizontale lijn naar de curve. Vanaf dit punt projecteren we een lijn verticaal naar de X -as, waar de respectieve concentratie van de analyt wordt gelezen.

Oefening opgelost

Bouw de kalibratiecurve van een elastische constante veer K en bepaal uit de grafiek de waarde van genoemde constante, allemaal van de volgende experimentele gegevens van koppelslengte - Massa: Massa: Massa: Massa: Mass: Massa:

Kan u van dienst zijn: snelheidstypen

Oplossing

Elke paar waarden worden als volgt geïnterpreteerd:

Wanneer een deeg van 1 kg wordt opgehangen, wordt de veer uitgerekt tot het bereiken van 0.32 m. Als een massa van 2 kg wordt opgehangen, komt de veer om 0 te meten.40 m enzovoort.

Door middel van een spreadsheet wordt de lengtegrafiek gemaakt versus massa, die een rechte lijn blijkt te zijn, zoals verwacht van de wet van Hooke, omdat de relatie tussen lengte L en massa M wordt gegeven door:

L = (g/k) m + lo

Zoals uitgelegd in vorige secties. De verkregen grafiek is als volgt:

Figuur 4. Veerkalibratiecurve. Bron: f. Zapata.

Onder de titel toont de spreadsheet de lijnvergelijking die de experimentele gegevens het beste aanpast:

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

Van zijn kant is de helling de G/K -verhouding:

G/k = 0.0713

Daarom, g = 9 nemen.8 m/s², 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 de dynamometer klaar om de krachten als volgt te meten: een onbekende massa wordt opgehangen die een bepaald stuk produceert, dat op de verticale as wordt gelezen.

Uit deze waarde wordt een horizontale lijn aangetrokken tot de curve en op dat moment wordt een verticale lijn geprojecteerd op de X -as, waar de waarde van de massa wordt gelezen. Met de massa hebben we zijn gewicht, wat de oorzaak is van verlenging.

Referenties

1. Serway, r., Vulle, c. 2011. Fundamentals of Physics. 9na ed. Cengage leren.
2. Tipler, p. 1987. Pre -universitaire natuurkunde. Redactioneel teruggekeerd.
3. Tippens, p. 2011. Fysica: concepten en toepassingen. 7e editie. McGraw Hill
4. Wilson, J. 2010. Physics Laboratory Experimenten. 7e. ED. Brooks Cole.
5. Wikipedia. Kalibratiecurve. Hersteld van: is.Wikipedia.borg.