Kalibreringskurva vad är det för, hur man gör det, exempel

De kalibreringskurva Det är en graf som relaterar två variabler, som används för att verifiera att en mätutrustning fungerar korrekt. Oavsett vilken utrustning är, tid, användning och naturlig slitage påverkar kvaliteten på mätningen.

Det är därför det är viktigt att regelbundet verifiera sin korrekta funktion. Detta utförs genom att jämföra de åtgärder som tillhandahålls av utrustningen mot de för en standardanordning som används som referens. Detta referensteam är det mest exakta.

Figur 1. Kalibreringskurva för två enheter, jämfört med den ideala referensenheten (grön). Källa: f. Zapata.

Till exempel, i figur 1 har vi i grönt utsignalen för en idealisk enhet, jämfört med den uppmätta storleken, båda är proportionella.

I samma graf finns kurvorna för två olika instrument som inte är kalibrerade och som har något olika beteenden från varandra och med standarden.

[TOC]

Hur fungerar det?

Anta till exempel att vi vill kalibrera en dynamometer, som är en enhet som används för att mäta krafter som vikten av objekt och de som visas när ett objekt accelererar.

För att få en fjäder att sträcka är det nödvändigt att tillämpa en kraft, som är proportionell mot sträckan, enligt Hookes lag.

En enkel dynamometer består av en fjäder inuti ett rör med en pekare och en skala för att indikera stretching. I ena änden finns det en ring för att hålla dynamometern och i den andra en krok för att hänga vikt.

figur 2. Till vänster en enkel dynamometer och till höger ett schema för proceduren för att kalibrera det. Källa: Wikimedia Commons.

Ett sätt att kalibrera dynamometern är att hänga olika vikter, vars massa tidigare bestämdes med en balans (referensinstrumentet) och mätning av sträckan eller förlängningen av våren, som är tänkt att vara lätt.

Hookes lag som tillämpas på vår-MASA-systemet i statisk jämvikt resulterar i följande ekvation, som relaterar den långa fjädern till degen som hänger:

L = (g/k) m + lo

Var:

-L: Total vårlängd

Kan tjäna dig: bevarande av den linjära momentum: princip, exempel, övningar.

-G: Acceleration av tyngdkraften

-K: Spring Constant

-M: massa

-LO: Naturlig vårlängd.

När du har flera par poäng längdmasa, De fortsätter att grafera dem för att bygga kalibreringskurvan. Eftersom förhållandet mellan längd L och massa M är linjärt är kurvan en rak linje, där:

Pågående = g/k

Hur man gör en kalibreringskurva?

Det här är stegen för att göra en kalibreringskurva till ett mätinstrument.

Steg 1

Välj jämförelsestandarden som ska användas enligt enheten som du vill kalibrera.

Steg 2

Välj rätt värdepapper och bestäm det optimala antalet åtgärder som ska göras. Om vi ​​gick för att kalibrera en dynamometer, skulle vi behöva utvärdera före gränsen för vikten som kan hängas utan permanent deformeras. Om detta hände skulle instrumentet vara oanvändbart.

Steg 3

Ta par av avläsningar: Den ena är avläsningen med standardmönstret, det andra är åtgärden med sensorn som kalibrerar.

Steg 4

Gör en graf över paren av avläsningar som erhållits i föregående steg. Det kan göras för hand, på ett millimeterpapper eller med ett kalkylblad.

Det sista alternativet är att föredra, eftersom handvägen kan leda till små felaktigheter, medan en bättre justering kan utföras med kalkylbladet.

Exempel på kalibreringskurva

Kalibreringskurvor används också för att omvandla en storlek till en annan som är lätt att läsa, genom någon egendom eller lag som hänför sig till dem.

Kalibrering av en platinresistenstermometer

Ett alternativ till kvicksilveranvändning är elektrisk motstånd. Motstånd är en bra termometrisk egenskap, eftersom det varierar med temperaturen och också är lätt att mäta med en ohmmeter eller ammeter.

I detta fall skulle en adekvat standard för att bygga kalibreringskurvan vara en bra laboratorietermometer.

Det kan tjäna dig: Magnetisering: Orbital och snurrmagnetiskt ögonblick, exempel

Du kan mäta par temperatur - motstånd och ta dem till en graf, som senare kommer att tjäna till att bestämma alla temperaturvärden som känner till motståndet, så länge värdet på detta ligger inom intervallet som har vidtagits.

I följande kalibreringskurva hålls temperaturen med mönstertermometern och i den vertikala axeln temperaturen med en platinresistenstermometer på x -axeln, kallad termometer till.

Figur 3. Platinemotståndstermometerkalibreringsdiagram till. Källa: f. Zapata.

Kalkylbladet hittar den rad som bäst passar måtten, vars ekvation visas längst upp till höger. Platin -termometern har en ökning med 0.123 ºC angående mönstret.

En lösningskalibreringskurva

Det är en metod som används i analytisk kemi och består av en referenskurva, där måttmätningen.

Figur 3. En lösningskalibreringskurva.

Kurvan används för att hitta, genom interpolering, koncentrationen av analyt närvarande i ett okänt prov, genom nämnda instrumentella svar.

Det instrumentella svaret kan vara en elektrisk ström eller en spänning. Båda storlekarna är enkla att mäta i laboratoriet. Sedan används kurvan för att ta reda på koncentrationen av den okända analyt på detta sätt:

Anta att strömmen är 1500 mA i kalibreringskurvan. Vi är belägna på denna punkt på den vertikala axeln och drar en horisontell linje till kurvan. Från denna punkt projicerar vi en linje vertikalt mot x -axeln, där analytens respektive koncentration läses.

Träning löst

Bygg kalibreringskurvan för en elastisk konstant fjäder K och från diagrammet, bestäm värdet på nämnda konstant, allt från följande experimentella data om parlängd - Massa: Massa: Massa: Massa: Massa: Mass:

Kan tjäna dig: hastighetstyper

Lösning

Varje par värden tolkas enligt följande:

När en 1 kg deg hängs sträcks våren tills den når 0.32 m. Om en massa på 2 kg hängas kommer våren att mäta 0.40 m och så vidare.

Med hjälp av ett kalkylblad görs längdgrafen mot massa, vilket visar sig vara en rak linje, som förväntat från Hookes lag, eftersom förhållandet mellan längd L och massa M ges av:

L = (g/k) m + lo

Som förklarats i tidigare avsnitt. Grafen som erhålls är som följer:

Figur 4. Vårkalibreringskurva. Källa: f. Zapata.

Under titeln visar kalkylbladet den linjeekvation som bäst justerar experimentdata:

L = 0.0713 M + 0.25

Snittet av linjen med den vertikala axeln är vårens naturliga längd:

L_antingen = 0.25 m

För sin del är lutningen G/K -förhållandet:

G/k = 0.0713

Därför tar g = 9.8 m/s², Värdet på fjäderkonstanten är:

K = (9.8/0.0713) n/m

K = 137.45 N/m

Med detta värde är våren kalibrerad och dynamometern redo att mäta krafter enligt följande: En okänd massa hängs som ger en viss sträcka, som läses på den vertikala axeln.

Från detta värde dras en horisontell linje till kurvan och vid den tidpunkten projiceras en vertikal linje till x -axeln, där massans värde läses. Med massan har vi sin vikt, vilket är orsaken till förlängning.

Referenser

1. Serway, R., Vule, c. 2011. Fysikens grunder. 9na ed. Cengage Learning.
2. Tipler, s. 1987. Pre -universitetsfysik. Redaktör.
3. Tippens, s. 2011. Fysik: koncept och applikationer. Sjunde upplagan. McGraw Hill
4. Wilson, J. 2010. Fysiklaboratorieexperiment. 7th. Ed. Brooks Cole.
5. Wikipedia. Kalibreringskurva. Återhämtad från: är.Wikipedia.org.