Escala
Uma escala (do latim scalae , escada, escada), também escala , denota uma sequência de várias marcas de graduação em uma superfície de exibição. A divisão pode ser uniforme ou, se necessário, também desigual. É usado para exibir um valor com a ajuda de um marcador de leitura. No caso de valores de grandezas físicas em dispositivos técnicos, os travessões são geralmente complementados com números e unidades ; caso contrário, entradas de palavras ou marcas de avaliação também são possíveis. Um meio de exibição de uma escala está na exibição da escala de medição referida. A alternativa para isso é a exibição numérica .
O termo escala é usado na literatura metrológica e é padronizado pelo Instituto Alemão de Padronização .
Fundamentos
Na tecnologia analógica, as escalas são de fundamental importância para a indicação quantitativa dos tamanhos. Embora uma declaração qualitativa como "bastante cheio" possa ser feita sobre o tamanho do "nível de enchimento" de uma caldeira devido à posição do ponteiro, uma escala além do ponteiro é inevitável para uma indicação de "92% cheio ”. Ao medir por meio de um processo de medição de display analógico, a variável a ser ajustada ou medida é quase sempre convertida em uma distância ou um ângulo; Junto com uma escala, isso se transforma em um valor numérico ou valor medido (número vezes unidade) quando lido por humanos.
As vantagens do mostrador sobre o mostrador numérico são
- o rápido registro visual do valor medido,
- o fácil reconhecimento de tendências (errância do ponteiro).
Há uma transição suave em uma escala. Por exemplo, ao medir a altura do corpo, a leitura na escala da régua de medição pode estar entre 1,76 me 1,77 m. Em princípio, qualquer número de dígitos adicionais pode seguir com uma configuração contínua. Mas até que ponto mais dígitos podem ser especificados depende da precisão da medição. Tanto na falta de reprodutibilidade na postura quanto na limitação da opção de leitura aqui dada para aproximadamente 1 mm, a especificação de locais abaixo de 0,001 m não pode ser justificada neste contexto; veja também desvio de medição ou dígitos significativos .
Com relógios de estação do design usual (com ponteiro dos minutos, mas sem ponteiro dos segundos), a legibilidade contínua não falha por causa da escala, mas porque o ponteiro dos minutos só é ajustado passo a passo.
Graduação
medição de ferro móvel, faixa de medição 0,6 ... 6 A,
faixa de exibição 0 ... 12 A,
divisão de escala 0,2 A
A quantidade de diferença entre os valores que pertencem a duas marcas de escala consecutivas é chamada de divisão de escala. É fornecido na mesma unidade dos valores medidos legíveis.
Execução prática de escalas
marcação
As escalas têm uma divisão de escala que se baseia na legibilidade e na precisão necessária ou possível. Para facilitar a leitura, as linhas podem ter comprimentos ou larguras diferentes e podem ser complementadas com um número na escala. Freqüentemente, uma unidade faz parte dela. Os valores, que geralmente são definidos continuamente entre as marcas de graduação, podem ser estimados para especificar números reais ou valores medidos dentro do escopo da precisão da medição. De acordo com a DIN EN 60051, escalas de dispositivos de medição elétricos também devem conter um símbolo de mecanismo de medição, um símbolo de classe e outros dados importantes para o uso. Em alguns casos (veja a imagem do dispositivo de medição de ferro em movimento) a faixa de medição deve ser diferenciada da faixa de exibição e marcada na imagem por pontos na escala. As informações do fabricante sobre a precisão são válidas apenas na faixa de medição.
Partes móveis
Como uma marca de leitura z. Por exemplo, um ponteiro que se move mecanicamente (por exemplo, com um multímetro analógico ), um feixe de luz (com um galvanômetro de espelho ), uma barra (com um termômetro líquido ), um ponto luminoso (com um osciloscópio ) ou a escala de nônio na medição móvel braço com um compasso de calibre .
Em vez da marca móvel na frente da escala, a escala também pode ser móvel em relação a uma marca fixa. Em seguida, consiste, para. B. a partir de uma fita impressa, um disco ou uma superfície transparente móvel provida de marcações, que é projetada em uma tela (escala de projeção, por exemplo, em escalas de laboratório mais antigas e alguns rádios tubulares).
Os visores em escala podem ser implementados digitalmente e eletronicamente usando visores de cristal líquido sem qualquer movimento mecânico .
Em muitos dispositivos (receptores de rádio, geradores de frequência, multímetros analógicos), existem várias escalas que z. B. aplicar dependendo da faixa de medição ou banda de frequência. Eles podem ser trocados mecanicamente (escala do revólver; apenas a escala válida é visível) ou indicados com uma luz indicadora.
Divisão da balança
As escalas podem ser lineares, quadráticas, logarítmicas ou divididas de acordo com outras leis. A última opção mencionada permite o destaque de áreas de interesse com marcas de graduação expandidas ou a correção de não linearidades no sistema de medição associado. Então, z. B. nos mecanismos de medição de ferro em movimento, as partes da faixa de medição de interesse são distribuídas pela construção do mecanismo de medição - a escala é então projetada de acordo.
A escala uniforme ou linear , como é geralmente conhecida na régua de dobradura ou termômetro de líquido , é preferida porque é a maneira mais fácil de estimar valores intermediários entre duas marcas de graduação. As escalas geralmente funcionam no sentido horário ou em linha reta para a direita ou para cima com valores crescentes. No entanto, também existe um alinhamento oposto, como para a exibição dos tempos restantes de funcionamento ou com escalas de resistência em multímetros analógicos devido à relação recíproca com a intensidade da corrente no mecanismo de medição.
Para fotos de escalas múltiplas com gradientes de escala diferentes, consulte também multímetro analógico .
Um dispositivo de exibição cuja área de exibição se estende por várias revoluções permite uma resolução particularmente fina . O display pode então fornecer os dígitos de ordem inferior de um número decimal, por exemplo, com os valores 00 ... 99 em uma faixa completa, e um contador para o número de revoluções fornece os dígitos de ordem superior. Esses visores são usados com potenciômetros helicoidais. Os relógios funcionam de acordo com o mesmo princípio, exceto que um ou dois ponteiros adicionais são usados em vez do contador (ponteiro dos segundos, minutos, horas).
precisão
De acordo com a DIN EN 60051 , a precisão de um dispositivo de medição é definida como o grau de correspondência entre o valor exibido e o correto. A precisão é uma variável puramente qualitativa, porque uma informação quantitativa teria que receber um valor alto para um alto nível de precisão, o que não é usual. Os limites de erro permitidos ou acordados são adequados para informações quantitativas . Dispositivos com alta precisão têm pequenos limites de erro. No caso de dispositivos de medição de escala elétrica, eles são especificados por símbolos de classe . No caso de um dispositivo de classe 1.5, o limite de erro é, na melhor das hipóteses, 1,5% do valor de fundo de escala . Isso se aplica a erros de medição positivos e negativos.
O desvio devido à imprecisão de leitura inevitável está incluído nos limites de erro, portanto, deve ser significativamente menor. A redução do desvio de leitura ao inevitável requer, em particular, um olhar perpendicular à escala e um ponteiro fino. Essa redução é facilitada por várias medidas:
- com escalas de espelho (imagem) por um suporte com um arco circular refletivo (leitura vertical quando o ponteiro cobre sua imagem no espelho ou você pode ver seu próprio olho),
- por um "ponteiro de faca" com uma ponta de folha de metal vertical (leitura vertical quando a ponta do ponteiro parece o mais estreita possível (como "parte de trás da faca"))
- com o compasso de calibre vernier por um vernier ,
- graças a escalas adicionais com uma resolução mais precisa.
Balanças em tecnologia de medição digital
Os multímetros digitais são ocasionalmente complementados com um display gráfico de barras ou um display LCD com ponteiro , além do display numérico , de forma que as vantagens de um display de escala (rápido reconhecimento de tendências e registro do valor medido mesmo com um olhar superficial) são mantidas. Em vez da incerteza de estimativa ao ler uma escala, há incerteza devido à resolução limitada do display graduado.
A indicação de fita combina mostrado um display escala com um digital de medição - digital, porque aqui a exibição só pode mudar gradualmente; veja também tecnologia de medição digital .
Links da web
Evidência individual
- ↑ a b c DIN 1319-2: Noções básicas de tecnologia de medição - Parte 2: Termos para equipamentos de medição . 2005
- ↑ Eberhard Seiler (Ed.): Conceitos básicos de medição e calibração: versão alemã do dicionário da International Organization for Legal Metrology ... Vieweg, 1983, p. 65
- ↑ Dietrich Hofmann: Manual de tecnologia de medição e garantia de qualidade. Springer, 1981, página 109.
- ^ Tilo Peifer, Paul Profos (ed.): Manual de tecnologia de medição industrial. Oldenbourg, 6ª edição 1994, p. 313.
- ↑ DIN 43790: Regras básicas para o design de mostradores e ponteiros . 1991.
- ↑ DIN 43802-2, -3, -4: Escalas de discagem e ponteiros para indicar dispositivos de medição elétricos . 1991.