Обработка результатов многократных измерений

Аппаратура и реактивы:

Для проведения испытаний применяют:

- прибор типа ТИ-1М (рисунок 14).

Рисунок 14 - Прибор ТИ-1М

1 - истирающий диск; 2 - проба; 3 - обойма; 4 - мембрана; 5 - головка; 6 - ось.

Прибор состоит из следующих узлов:-редуктора с рабочими головками и истирающим диском,-привода,-системы отсоса продуктов истирания и охлаждения проб,-пневматической системы,-пульта управления,-стола.

Рабочая часть прибора ТИ-1М состоит из трех головок, на которые заправляют испытуемые пробы полотен или изделий, и абразивного диска, вращающихся в одном направлении с одинаковой частотой вращения (150±0,5) мин-1. Погрешность измерения давления прибора типа ТИ-1М на пробу ±0,2 Кпа.

В качестве абразива применяют шлифовальный круг с условным обозначением ПП 250х13х76 24А-5Н-В1 со степенью твердости СТ1 или СТ3 по ГОСТ 2424 с колечками самоостанова.

Прибор рассчитан на одновременное испытание трех элементарных проб испытуемого материала. При разрушении одной из них или после заданного числа циклов истирания прибор автоматически останавливается;

- сетку контактную латунную, номер 0071 по ГОСТ 6613 (предельные отклонения размеров ячеек ±0,007мм);

-шаблоны установочные толщиной (1,5±0,5) мм;

-шаблоны для вырезания элементарных проб диаметром (65±1) мм - при определении устойчивости к истиранию по числу оборотов головок прибора до разрушения элементарной пробы и диаметром (80±1) мм - при определении устойчивости к истиранию по потере массы ворса по истечении заданного числа оборотов прибора;

-приспособления для деформирования контактной сетки;

-весы лабораторные по ГОСТ 24104. Пределы допускаемой погрешности весов общего назначения до 200мг (±) 0,005мг (для класса 1) (для измерения массы ворса, в данном задании не используются).

Проведение испытания:

С помощью шаблона подготавливают элементарные пробы. При подготовке элементарных проб из полотен, обладающих способностью к закручиванию, на точечную пробу предварительно наклеивают бумажные кольца внутренним диаметром (51±1) мм и внешним диметром (65±1) мм и подсушивают при комнатной температуре в течение 1-1,5 ч. Затем элементарные пробы вырезают вместе с бумажными кольцами.

Перед испытанием подготовленные элементарные пробы выдерживают в климатических условиях по ГОСТ 10681 не менее 10ч .

По данному ГОСТу относительная влажность воздуха - (65±2)%, температура воздуха - (20±2) °С.

Согласно условий задания влажность-64%, температура воздуха-19 °С.

Определение устойчивости к истиранию трикотажных полотен и изделий по числу оборотов головок прибора до разрушения элементарной пробы.

Испытания проводят абразивным диском с колечками самоостанова на малых головках при давлении, прижимающем элементарную пробу к абразиву, равном 3,3х106 Па (250 мм рт.ст.).

Подготовленные элементарные пробы заправляют в обоймы так, чтобы лицевой стороной они были обращены к абразиву. Если изделие изготовляется на изнаночную сторону полотна, то элементарные пробы заправляются изнаночной стороной к абразиву. Если изделие изготовляется ворсом внутрь, то элементарные пробы заправляются к абразиву со стороны грунта.

На рабочие головки с предварительно закрепленными на них контактными сетками надевают обоймы с заправленными элементарными пробами.

На испытуемые элементарные пробы накладывают установочные шаблоны. На центральную ось надевают абразив до соприкосновения с шаблонами и закрепляют гайкой. Поворачивают абразив специальным ключом по часовой стрелке и сбрасывают шаблоны. Создают необходимое давление, открывают краны головок, включают тумблеры головок, пылесоса, вентилятора. Опускают крышку прибора, ставят счетчик на нуль и включают прибор.

Прибор автоматически останавливается, если на одной из головок произошло истирание до разрушения элементарной пробы. Со счетчика снимают показания числа оборотов головок прибора. Закрывают кран подачи давления к головке, головку выключают с помощью соответствующего тумблера и продолжают испытания.

Если число оборотов всех головок прибора в одной заправке превышает 400 оборотов, то прибор выключают из работы и приступают к испытанию последующих заправок.

Результаты испытаний по показаниям прибора записывают:

- отдельно по каждому участку, отличающемуся по числу петельных рядов и петельных столбиков (плотности), толщине полотна, виду переплетения, линейной плотности и виду нити и пряжи при выборе участка с наименьшим показателем устойчивости к истиранию полотен и изделий с большим раппортом;

-отдельно для участка пятки (мыска) и следа для чулочно-носочных изделий, вырабатываемых с усилением на участках пятки и мыска; вместе для пятки, мыска и следа для чулочно-носочных изделий, вырабатываемых без усиления на участках пятки (мыска); "более 400 оборотов" в случае, когда число оборотов всех головок прибора на всех заправках превышает 400 оборотов.

3.2 Разработка математической модели измерения

За показатель устойчивости к истиранию полотен и изделий по числу оборотов головок прибора до разрушения элементарной пробы принимают среднее арифметическое всех результатов испытаний. Вычисления производят с точностью до 0,1 и округляют до целого числа.

Математическая модель измерения:

Y=+д1+д2+ д3+ д4 +д5

где -- среднее арифметическое значение при проведении испытаний трикотажного полушерстяного полотна по показателю "стойкости к истиранию";

д1 -- поправка на неравномерность частоты вращения головки прибора;

д2 -- поправка на отклонения показаний счетчика прибора;

д3 - поправка на давление в месте контакта пробы с абразивом;

д4- поправка на неравномерность сети контактной;

д5- поправка на шаблоны установочные;

д6- поправка на шаблоны для вырезания элементарных проб.

В таблице 3.1 перечислены все входные величины с указанием применяемых условных обозначений и единиц измерений, в которых они будут оцениваться.

Таблица 3.1 - Перечень входных величин

Различают два типа оценивания стандартной неопределенности:

-оценивание по типу

А - осуществляется путем статистического анализа результатов многократных измерений;

-оценивание по типу

В - получают из априорной функции плотности вероятности, т.е. предполагаемой функции плотности вероятностей, основанной на степени уверенности в том, что событие произойдет.

Стандартную неопределенность uА(Х) измерений i-й входной величины, при которых результат определяют как среднее арифметическое, вычисляют по формуле:

Стандартную неопределенность, вычисляемую по типу В - u(д), при прямоугольном распределении вероятностей, определяют по формуле:

3.3 Результат измерений

Результаты полученные при проведении испытаний трикотажного полушерстяного полотна по показателю "стойкость к истиранию" представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Результаты измерений

Рассчитаем для полученных значений некоторые статические характеристики:

v среднее арифметическое значения

погрешность распределение доверительный измерительный

v среднее квадратическое отклонение

v стандартное отклонение

3.4 Анализ и количественная оценка входных величин и их неопределенности

Результаты анализа входных величин целесообразно представить в виде таблицы 3.3.

Таблица 3.3 - Анализ входных величин

3.5 Корреляция

Все входные величины не имеют корреляционной связи между собой.

3.6 Коэффициенты чувствительности

Коэффициенты чувствительности принимаем равными 1.

3.7 Бюджет неопределенности

Бюджет неопределенности представляют в виде таблицы 3.4:

Таблица 3.4 - Бюджет неопределенности

Определим суммарную стандартную неопределенность по формуле:

3.8 Расширенная неопределенность

Расширенную неопределенность определим путем умножения суммарной стандартной неопределенности на коэффициент охвата k, равного 2 при уровне доверия 95%:U(C)=243,58=87,16.

3.9 Полный результат измерений

Полный результат измерений будет представлен в следующей форме:

Y=y±U=219,6±87,16 ,

где y - оценка измеряемой величины Y;

U - расширенная неопределенность.

Таким образом, среднее арифметическое значение при проведении испытаний трикотажного полушерстяного полотна по показателю "стойкости к истиранию" примет вид (29,6±87,16)оборотов, где число (±87,16)оборотов является численным значением расширенной неопределенности с доверительной вероятностью 95% и коэффициентом охвата равным 2.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы были получены навыки по обработке прямых многократных измерений оптической плотности, которые были получены вольметром, а именно расчет точечных оценок, способы исключения грубых погрешностей, построение гистограммы и полигона, определение доверительных границ систематической и случайной составляющих погрешности.

Так же был изучен алгоритм оценивания неопределенности результата измерений на примере определения капиллярности марли медицинской по ГОСТ 12739-85 "Полота и изделия трикотажные. Метод определения устойчивости к истиранию".

Список использованных источников

1 Тюрин, Н.И. Введение в метрологию : учебное пособие / Н.И. Тюрин.- Москва : Издательство стандартов,1985.-248 с.

2 Ефремова, Н. Ю. Оценка неопределенности в измерениях : практическое пособие / Н. Ю. Ефремова.-Минск, БелГИМ, 2003. - 50с.

3 Технический паспорт на импульсный вольтметр В4-9А.

4 ГОСТ 12739-85 "Полота и изделия трикотажные. Метод определения устойчивости к истиранию".

5.ГОСТ 8844-75 Полотна трикотажные. Правила приемки и метод отбора проб.

Размещено на Allbest.ru