Kapitulli 2
-
Upload
bilbil-isma -
Category
Documents
-
view
73 -
download
6
description
Transcript of Kapitulli 2
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 25
GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Përmbajtja:
Gabimet e rastit, dhe sistematike,
pasiguria standarde e matjes,
gabimi i metodës,
standardet dhe kalibrimi,
detyra.
2.1. GABIMET E MATJES
Gabimet klasifikohen në dy grupe: gabime sistematike dhe gabime të rastit.
Gabimet sistematike janë komponentë e gabimeve që mbetet konstante gjatë
përsëritjes së eksperimentit, dhe mund të jenë gabime të brendshme të instrumentit, dhe të
kushteve referente, ambientit (temperatura dhe lagështia). Këto kanë madhësi dhe
parashenjë të caktuar.
Gabimet e rastit shfaqen për shkak të: zhurmave, interferencës ndikimit të
ambientit, rrumbullakimit të vlerave e tjera. Kanë madhësi dhe parashenjë të pa
përcaktuar. Gjatë eksperimenteve dallohen pak nga vlera mesatare. Gabimet e rastit mund
të çmohen me përdorimin e aparatit matematikor të ligjeve të gjasës (probabilitetit).
2.1.1. Llogaritja e gabimit të madhësisë së matur indirekt
Kur vlera e madhësisë së kërkuar nuk matet direkt, por fitohet indirekt nga matja
e termave të funksionit të saj:
(1)
Ku: Y është madhësia e kërkuar, dhe X1, X2,..., Xn janë komponentët që maten. Për
shembull fuqia elektrike P = UI, fitohet nga matja e vlerave të tensionit dhe të rrymës.
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 26
Çdo variabël në funksionin Y do ta ketë gabimin e saj absolut ∆Xi. Komponentët e
gabimeve absolute ∆Xi përcaktohen matematikisht ose eksperimentalisht për çdo
komponentë në kushte specifike të punës.
Funksioni Y mund të jepet me shprehjen:
(2)
Për një zgjidhje të përafërt në ekuacionin (2) mund përdoret seria e Taylor-it. Duke
i neglizhuar termet e rendeve të larta të serisë, vlera e gabimit absolut total mund të
jepet me:
Gabimi absolut është baras me shumën e vlerave absolutet të derivateve parciale
të madhësisë ndaj secilit komponentë shumëzuar për gabimin absolut përkatës .
Gabimi relativ përkatësisht do të jetë:
d.m.th është baras me shumën e gabimeve relative të komponenteve të veçanta!
Shembulli 1: Rryma e cila qarkullon nëpër rezistorin prej 5 k ± 0,4% është
matë me A-metrin me saktësinë e matjes ± 0,5% dhe e ka vlerën 2,50 mA. Përcaktoni
vlerën dhe saktësinë e tensionit në skajet e rezistorit?
Zgjidhje: Nga vlerat e matura sipas ligjit të Omit gjejmë tensionin:
Gabimi absolut i tensionit të matur është:
Gabimi relativ në përqindje fitohet duke e pjestuar gabimin absolut me U dhe duke
e shumëzuar me 100, d.m.th:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 27
Gabimi absolut do të jetë:
Përfundimisht:
2.2.1. Llogaritja e gabimeve të rastit
Për llogaritjen e kufijve të gabimeve të rastit për shumicën e sistemeve
instrumentale përdoret ligji i shpërndarjes normale (modeli i Gausit Fig. 1)). Sipas këtij
ligji vlera më e besueshme e madhësisë së matur që është vlera mesatare e fituar nga
përsëritja (jo më pak se 10 herë) e matjes e vlerës së njëjtë të madhësi:
me gjasën prej P = 68%, gjendet në kufijtë (intervalin) ku devijimi standard σ
llogaritet me formulën:
Rrjedhimisht vlera ma e besueshme e matjes me kufijtë e gabimit do të jetë:
(7)
Për rritjen e gjasës zakonisht përdoret faktori k, kështu që rezultati me devijimin
standard të zgjeruar jepet me shprehjen:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 28
(7a)
Zakonisht mjafton k = 2 dhe gjasa nga 68% për ±1σ rritet në 95,5% për ±2σ, për
±3σ rritet në 99,7%.
Fig. 1. Lakorja e shpërndarjes normale-ligji i Gausit (për 1σ gjasa P = 68%).
Shembulli 2: Të llogaritet vlera më e besueshme (mesatare) dhe kufijtë e gabimit,
d.m.th. devijimi standard, nëse 10 vlerat e treguara të tensionit nga voltmetri janë U1:
5,05 V, 5,03 V, 4,97 V, 4,95 V, 5,07 V, 4,98 V, 5,02 V, 5,03 V, 4,99 V, 5,01 V ?
Zgjidhje:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 29
Devijimi standard është:
=
Vlera ma e besueshme e matjes me kufijtë e gabimit të tensionit do të jetë:
Ose në njësi relative:
Për të rritur gjasën nga 68% në 95% , zakonisht mjafton përdorim k=2, dhe
atëherë:
ose:
2.2.2. Devijimi standard i madhësisë së matur indirekt
Për madhësinë e panjohur që llogaritet nga rezultatet e fituara nga matjet direkt të
disa madhësive, d.m.th fitohet indirekt nga ato në ekuacionin:
dhe kur dihen (llogariten) devijimet standarde të madhësive të veçanta σ1, σ2, σ n, atëherë
devijimi standard i madhësisë së panjohur gjendet sipas:
pra devijimi standard absolut i funksionit:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 30
Devijimi standard relativ në përqindje gjendet sipas:
Shembulli 3: Në rezistorin R, me A-metër dhe V-metër janë matë dhe llogaritur
Vlerat më të besueshme të rrymës e cila qarkullon nëpër te dhe tensioni U në skajet tij.
Vlerat mesatare dhe devijimet standarde janë: I = 6,25 A dhe U = 36,5 V si dhe
1 %.. Përcaktoni fuqinë e rezistorit dhe devijimin standard të matjes?
Zgjidhje: Nga vlerat e matura sipas ligjit të Omit gjejmë tensionin:
Devijimi standard absolut i fuqisë së matur është:
Gjejmë devijimin standard relativ meqë janë dhënë devijimet standarde relative të komponentëve:
Përfundimisht:
Vërejtje: Në këto llogaritje mund të përdoret devijimi standard relativ, duke
kursyer kështu kohën e veprimit të shumëzimit me faktorin prej 100.
Vërejtje: Numri i shifrave të konsiderueshme automatikisht është korrekt kur
devijimi standard jepet me një shifër të konsiderueshme dhe kështu devijimi dhe rezultati
përputhen në shifrën e konsiderueshme të tyre më të vogël.
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 31
Gabimet e mëdha janë gabime njerëzore, të pajisjes, etj. Gabimet njerëzore mund të
shfaqen në procesin e observimit dhe gjatë regjistrimit apo interpretimit të rezultateve
eksperimentale.
2.3. PASIGURIA STANDARDE E MATJES
Dallimi midis gabimit dhe pasigurisë është se pasiguria paraqet gjykimin
njerëzor se ku mund të gjenden gabimet e mundshme. Pasiguria për hulumtuesin është
një kuptim më i rëndësishëm se sa gabimi. Nga një shumicë e metodave, ajo e analizës së
pasigurisë na lejon të nxjerrim konkluzione plotësisht të sigurta për eksperimentin.
Me 1993 Organizata ndërkombëtare e standardizimit (ISO) e ka dhënë:
Udhëzuesin për shprehjen e pasigurisë së matjes (definicionet e kuptimeve themelore dhe
relacionet, si dhe shembuj të përdorimit të tyre. Sipas këtij udhëzuesi, jepen këto
definicione për pasigurinë e rezultatit të matjes:
- Pasiguria standarde e tipit A (shënohet me ui) që përcaktohet me metoda
statistike- me ligjin e shpërndarjes normale (të Gaus-it), kjo i korrespondon
gabimeve të rastit, dhe
- pasiguria standarde e tipit B (shënohet me uj), që përcaktohet me ligjin e
shpërndarjes së njëtrajtshme-uniforme nga klasa e saktësisë së instrumentit
ose toleranca e pajisjes matëse (kjo i korrespondon gabimeve sistematike).
2.3.1. Llogaritja e pasigurisë standarde të matjes të tipit A
Përcaktimi i pasigurisë standarde të tipit A, bazohet në metodën statistike për
përpunimin e shënimeve. Për këtë qëllim përdoret metoda e shpërndarjes normale (e Gaus-
it).
Pasiguria standarde e matjes e tipit A në rastin e (n) matjeve të një madhësie,
definohet me shprehjen:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 32
ku: σ është devijimi standard i n matjeve të një madhësie, - është vlera mesatare n
matjeve, dhe është devijimi – diferenca e çdo matjeje me mesin aritmetik.
Vlera ma e besueshme e matjes (vlera mesatare) me pasigurinë e tipit A do të jetë:
Ose në njësi relative:
Edhe për pasigurinë përdoret faktori i mbulesës k ose pasiguria standarde e
zgjeruar e tipit A:
ku: k përsëri zakonisht e merë vlerën k = 2 duke e rritur kështu gjasën nga P = 68 % në
95%.
Shembulli 4: Të llogaritet vlera më e besueshme (mesatare) dhe pasiguria
standarde e tipit A, nëse 10 vlerat e treguara të rrymës nga miliampermetri janë I1: 5,05 mA, 5,03 mA, 4,97 mA, 4,95 mA, 5,07 mA, 4,98 mA, 5,02 mA, 5,03 mA, 4,99
mA, 5,01 mA ?
Zgjidhje:
Devijimi standard është:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 33
=
Pasiguria standarde e tipit A është:
Vlera ma e besueshme e matjes me kufijtë e gabimit të tensionit do të jetë:
Ose në njësi relative:
Për të rritur gjasën nga 68% në 95% , zakonisht mjafton përdorim k=2, dhe
atëherë:
ose:
2.3.2. Pasiguria standarde e tipit A e madhësisë së matur indirekt
Nëse në ekuacionin (8) në vend të devijimit standard σ vendosim pasigurinë
standarde u atëherë fitojmë shprehjen për pasigurinë e funksionit :
ku: uy është pasiguria e përgjithshme e sistemit, ndërsa u1, u2,..., un janë pasiguritë e
komponentëve përbërëse.
Shembulli 5: Fuqia e konsumatorit të rrymës së vazhduar P = UI llogaritet nga
matja e tensionit U dhe rrymës së tij I dhjetë herë n = 10. Sa është pasiguria standarde e
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 34
fuqisë së matur, kur pasiguria standarde relative e rrymës dhe tensionit të matur është
1%/√10?
Zgjidhje: Pasiguria standarde e produktit P = UI është:
2.3.3. Llogaritja e pasigurisë standarde matëse të tipit B
Pasiguria standarde e tipit B shënohet me uj dhe përcaktohet në bazë të klasës së
saktësisë së instrumentit apo tolerancës së elementit pasiv (p.sh rezistorit me tolerancë
1%). Në këtë rast përdoret ligji i shpërndarjes uniforme (të njëtrajtshme shih Fig. 2). Kjo i
korrespondon kufijve të gabimeve sistematike.
Fig. 2. Lakorja e shpërndarjes së njëtrajtshme (uniforme) për σ
(gjasa P =0,577~ 58%).
Në përgjithësi evoluimi i tipit B të pasigurisë mund të bëhet: nga burimet e jashtme
të shënimeve ose nga shpërndarja e supozuar (zakonisht uniforme).
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 35
Pasiguria standarde e matjes e tipit B llogaritet me shprehjen:
ku: është gabimi absolut i cili përgjigjet klasës së saktësisë së
instrumentit Gn, për zhvendosjen e plotë në shkallë Xn (full scale-f. s).
Shembulli 6: Rryma prej I = 3,25 mA e cila qarkullon nëpër rezistorin R është
matë me ampermetrin e klasës 1,5%, me shkallën matëse prej 10 mA. Sa është pasiguria
standarde e tipit B dhe pasiguria standarde e tipit B në rezultatin e matjes?
Zgjidhje:
Pasiguria standarde relative e tipit B është:
Vlera e rrymës së matur me pasigurinë standarde ndodhet në kufijtë:
ose :
Për faktorin e mbulesës k =2:
ose :
Vërejtje: Pasiguritë e madhësisë pasive (elementit pasiv X d.m.th e etalonit, kutisë
dekade, pjesëtuesit) për të cilat është e dhënë brezi i tolerancës ± Δ Xn ose klasa e saktësisë
Gn , gjendet sipas shprehjes (12).
Shembulli 7: Për rezistorin e blerë në shitore me shënime 100 ± 1%. Sa është
pasiguria standarde e tipit B dhe kufijtë i vlerës së rezistencës?
Zgjidhje:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 36
Pasiguria standarde relative është:
Vlera e rezistencës me pasigurinë standarde ndodhet në kufijtë:
99,4 < R < 100,6
Për faktorin e mbulesës k =2:
98,8 < R < 101,2
2.3.4. Llogaritja e pasigurisë standarde të kombinuar
Pasiguria standarde e kombinuar e tipit C (shënohet me uC). Kjo llogaritet në bazë
të pasigurive të llogaritura të tipit A dhe B dhe jepet në formën e devijimeve standarde.
Llogaritet në bazë të pasigurive të tipit A dhe të tipit B me shprehjen:
(13)
Në raste të caktuara është nevojshme që pasiguria të shumëzohet me një faktor për
të zgjeruar kufijtë e pasigurisë dhe flitet për pasigurinë e zgjeruar, zakonisht përdoret
faktori i shumëzimit k=2.
Pasiguria e zgjeruar (u) definohet si produkt i pasigurisë standarde të kombinuar
dhe i faktorit të zgjerimit-mbulesës k:
(14)
Faktori i mbulesës gjithmonë do të jepet me zgjerim. Vlera e faktorit të mbulesës e
cila zakonisht haset është k = 2. Në disa raste vlera e k gjendet midis 2 dhe 3!
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 37
Shembulli 8: Për mA-metrin, me In = 200 mA dhe kl. 0,5, nga 10 matje është gjet
vlera mesatare = 104,6 mA. Të llogaritet pasiguria e kombinuar dhe ajo e zgjeruar për k
=2, si ato relative, në qoftë se paraprakisht janë gjet: e tipit A: ui = 0,4 mA dhe e tipit B
uj = 0,6 mA?
Zgjidhje: Pasiguria standarde e kombinuar (e kategorisë C ):
Pasiguria standarde e kombinuar e zgjeruar për k=2:
Pasiguria procentuale dhe ajo e zgjeruar procentuale janë:
2.4. GABIMI I METODËS
Çdo instrument i lidhur në qark do të ndikon në një masë në atë qark, sepse atij i
nevojitet një fuqi për të punuar. Por duke e siguruar që kjo fuqi të jetë e vogël në krahasim
me fuqinë në qarkun matës, kjo do të rezulton me një gabim të vogël në rezultat.
Pozicionimi jo adekuat i instrumenteve në qark mund të jetë burim i gabimeve. Për
shembull, le ta matim rezistencën me metodën e voltmetrit dhe ampermetrit siç është
treguar në Fig. 3. Duke supozuar se instrumentet janë ideale, rezistenca do të jepet me
pjestimin e tregimit të voltmetrit me tregimin e ampermetrit (d.m.th R = U /I ).
Mirëpo nga Fig. 3 a:
dhe në Fig. 3 b rryma nëpër ampermetër është ajo nëpër rezistorë plus ajo nëpër voltmetër.
Kështu pjestimi i vlerës së treguar nga voltmetri me atë të treguar nga ampermetri nuk do
ta jep vlerën e saktë të rezistencës me asnjërën nga metodat e lidhjes.
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 38
a) b)
Fig. 3. Gabimi i metodës pë shkak të vendosjes së instrumenteve
Shembulli 9: Me anë të A-metrit, me In = 100 mA dhe rezistencë të brendshme rA
= 0,5 , dhe të voltmetrit me Un = 1 V dhe rezistencë të brendshme RV = 10 k është
matë rezistenca prej 2,5 . Sa është gabimi i metodës në qoftë se matja bëhet sipas skemës
në Fig. 3a?
Zgjidhje: Gabimi i metodës në këte rast është baras me rA sepse:
Respektivisht:
Përfundimisht gabimi absolut i metodës është:
Gabimi relativ në këte rast do të jetë:
ose 20%
Ky gabim është sistematik dhe pasi mund të përcaktohet korigjohet para se të bë het
analiza e mëtutjeshme e gabimeve!
Shembulli 10: Me anë të V-metrit, me Un = 100 V dhe ndjeshmëri prej 1,6 k /V,
përdoret për matjen e tensionit U1 në qarkun në Fig. 4. Përcaktoni a) vlerën e tensionit U1
kur voltmetri nuk është lidhë, b) tensionin të cilin e tregon voltmetri në skajet e rezistorit
40 k , dhe c) gabimin e metodës?
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 39
Fig. 4. Gabimi i metodës pë shkak të vendosjes së voltmetrit në qark
Zgjidhje: a) Vlera e tensionit U1 kur voltmetri nuk është lidhë do të jetë:
Me lidhjen e volmetrit për matje qarku shndërrohet në qarkun në Fig. 20b
Rezistenca e voltmetrit i cili e ka Un = 100 V dhe ndjeshmërinë prej 1,6 k /V,
është:
Rezistenca ekuivalente tani e dy rezistorëve në paralel do të jetë:
Rrjedhimisht tensioni i treguar nga voltmetri do të jetë:
100
0
Gabimi absolut i metodës: 0 , ose relativ:
2.5. ETALONET DHE MATERIALET REFERENTE
Me qëllim që matjet të jenë të njëjta (konsistente) në tërë botën janë ndërtuar ose
janë realizuar etalonët ose standardet e njësive bazë (themelore) të gjatësisë, kohës, peshës,
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 40
temperaturës dhe për madhësitë elektrike. Etaloni i gjatësisë dhe peshës metri përkatësisht
kilogrami ruhen në Byronë ndërkombëtare të peshave dhe masave në Sevres, Francë.
Megjithatë në vitin 1983 metri është definuar si gjatësi e rrugës të cilën drita e kalon në
vakum për 1/299 792 458 -ten pjesë të sekondës, dhe kjo është adoptuar si etalon i metrit.
Njësia e etalonit të kohës sekonda është e definuar sipas frekuencës së njohur të oscilimeve
të pajisjes së veçantë, siç është ai i atomit të ceziumit 133. Etalonët e madhësive elektrike
nxirren nga njësitë e madhësive mekanike të: forcës, masës, gjatësisë dhe kohës. Etalonët e
temperaturës definohen si shkallë ndërkombëtare duke i marrë njëmbëdhjetë pika primare
të fiksuara.
Etalonët primar realizohen në rrjetin global botëror të laboratorëve nacionale siç
janë: National Bureau of Standards (NBS-USA), National Physical Laboratory,
Physicalische-Technische Bundesanstalt (PTB- Germany), etj.
Përveç etalonëve primar ekzistojnë instrumente etalon me precizitet dhe
karakteristika me stabilitet të lartë të cilët përdoren si referenca për instrumentet tjera me
funksion të njëjtë. Rrjedhimisht karakteristikat e një instrumenti mund të verifikohen
duke i kalibruar me etalonin e njohur.
Në themel standardet (etalonët) realizohen në katër nivele:
- Etalonët ndërkombëtarë paraqesin pajisjen me saktësinë maksimale të
mundshme të cilën e mundëson teknologjia e sotme. Për këto etalone
përkujdeset komiteti mbikqyrës ndërkombëtar dhe në to nuk kanë qasje
përdoruesit e zakonshëm për krahasim dhe kalibrim.
- Etalonët primar janë etalonë nacionale të realizuara nga laboratorët
kombëtare në vende të ndryshme të botës dhe përdoren për verifikimin e
etalonëve sekondar. Këto etalonë kalibrohen në mënyrë të pavarur me
matjet absolute të cilat bëhen periodikisht duke iu referuar etalonëve
ndërkombëtare. Etalonët primar krahasohen me njëri tjetrin.
- Etalonët sekondar realizohen në laboratorët të industrisë dhe
institucioneve tjera. Ato krahasohen me etalonët primar periodikisht dhe
në këtë mënyrë certifikohen.
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 41
- Etalonët punues përdoren në përgjithësi për kalibrimin e instrumenteve
laboratorike dhe të repartit.
Një tip tjetër i standardeve është vendosur dhe publikuar nga IEEE në New York.
Këto janë standarde që përcaktojnë rregullat, procedurat, definicionet, nomenklaturat, etj.
dhe që janë adoptuar nga shumë vende të botës.
Për të verifikuar karakteristikat e të gjitha instrumenteve esenciale është kalibrimi
i tyre ndaj etalonëve të njohur. Pasi që të jetë kalibruar instrumenti do të punon brenda
kufijve të gabimit për periudhën e specifikuar kohore. Në procedurën e kalibrimit bëhet
krahasimi i instrumentit me etalonët primar ose sekondar. Në disa raste mjafton që
pajisja të krahasohet me pajisjen tjetër saktësia e së cilës dihet.
Në ditët e sotme me aplikimin e sistemeve digjitale, kompjuterët mund ta bëjnë
automatikisht vetë kalibrimin. Kështu mund të bëhen korrigjimet pas matjes, dhe
madhësitë e vlerave të gabimeve janë të memorizuara në memorie dhe mund të nxirren
nga ajo dhe të përdoren gjatë matjeve në laborator dhe repart.
2.6. KALIBRIMI I INSTRUMENTEVE
Me që gjatë përdorimit për matjen e madhësive elektrike gjithmonë futen gabime,
dhe këto gabime ishin të këtyre grupacioneve kryesore:
- limitimet e instrumentit,
- të operatorit,
- ndikimi i instrumentit në qark
Duhet të ndalemi edhe pak në limitimet e instrumentit, dhe të flasim për saktësinë
e kalibrimit të instrumentit. Kjo varet nga preciziteti me të cilën ai është konstruktuar.
Çdo instrument i ka margjinat ose kufijtë e gabimit të cilët jepen si përqindje e
defleksionit të shkallës së plotë.
Kur kalibrohet një instrument ai krahasohet me më një instrument etalon me
saktësi (së paku pesë herë) më të lartë dhe vizatohet grafiku i gabimit (shih Fig. 5). Nga
grafiku tipik i treguar në Fig. 5 shihet se gabimi ndryshon me gjatësinë e shkallës. Ky
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 42
instrument me klasë të saktësisë ose saktësi brenda ±1,5% do tenton të ketë saktësi e cila
është shumë më e mirë se ±1,5% në shumicën e brezit matës.
Fig. 5. Grafiku i gabimit të instrumentit të kalibruar
2.7. DETYRA
1. Fuqia e panjohur llogaritet nga matja e vlerës së tensionit dhe të rrymës (P=UI). Sa
është fuqia dhe gabimi absolut e relativ i vlerës së fituar. Të dhënat: vlera e matur e
tensionit me gabimin absolut U = 11,5 V ± 0,15 V dhe vlera e rrymës I = 98,5 mA±
1,5 mA.
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 43
2. Rezistenca e panjohur llogaritet nga matja e vlerës së tensionit dhe të rrymës
(R=U/I). Sa është rezistenca dhe gabimi absolut e relativ i vlerës së fituar. Të dhënat:
vlera e matur e tensionit me gabimin absolut U = 11,5 V ± 0,15 V dhe vlera e rrymës
I = 98,5 mA± 1,5 mA.
3. Humbjet në hekur të materialit ferromagnetik janë matë 10 herë dhe janë fituar këto
vlera: 9.53 ; 9.46; 9.31 ; 9.35; 9.74 ; 9.79; 9.48 ; 9.42; 9.51 ; 9.58 W. Gjeni vlerën më të
besueshme dhe devijimin standard absolut dhe relativ, për gjasën 95% (k=2)?.
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 44
4. Rezistenca e panjohur është matë me anë të urës së Vitstonit me shprehjen
(Rx=R2R3/R1). Vlerat e akorduara të rezistencave të degëve të urës me devijimet
standarde të tyre, për të akorduar balancimin e urës janë: R1=4000 Ω; =40Ω ,
R2= 500Ω; =5Ω, dhe R3=2000Ω; =20Ω. Vlera e fituar e rezultatit me devijimin
standard absolut dhe relativ për k=2 do të jetë?
Devijimi standard relativ në përqindje gjendet sipas:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 45
5. Rezistenca elektrike e një rezistori është matë 10 herë dhe janë fituar këto rezultatet të
matjes: 104.4; 104.4; 103.4; 106.4; 106.4; 103.0; 103.8; 104.8; 104.4;103.2. Sa është
vlera më e besueshme e rezultatit të matur me pasigurinë standarde të tipit A absolute
dhe relative për k=1 dhe k=2.
Ose në njësi relative:
Edhe për pasigurinë përdoret faktori i mbulesës k ose pasiguria standarde e zgjeruar e tipit
A:
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 46
ku: k përsëri zakonisht e merë vlerën k = 2 duke e rritur kështu gjasën nga P = 68 % në
95%.
6. Rezistenca e panjohur është matë me anë të urës së Vitstonit me shprehjen
(Rx=R2R3/R1). Vlerat e akorduara të rezistencave të degëve të urës me devijimet
standarde të tyre, për të akorduar balancimin e urës janë: R1=4000 Ω; =40Ω ,
R2= 500Ω; =5Ω, dhe R3=2000Ω; =20Ω. Vlera e fituar e rezultatit me
pasigurinë standarde absolute dhe relative të tipit A për k=2 do të jetë?[ ].
7. Në qoftë në mV-metër e kemi lexuar vlerën me gabimin absolut maksimal: 98,5 mV<
U < 101,5 mV. Sa është vlera absolute e pasigurisë standarde e tipit B? [0,9 mV].
8. Në qoftë se shkalla e mV-metrit është 100 mV dhe klasa 1%. Sa është vlera absolute
dhe relative e pasigurisë standarde e tipit B ?
9. Rryma prej 30 mA është matë në shkallën 100,0 mA. Karakteristika e instrumentit
është: ± 0,5% e leximit ± 3 dg (counts). Sa është pasiguria standarde absolute dhe
relative e rezultatit të fituar me këtë A-metër digjital.
Zgjidhje: Komponenti i parë:
mAmAXG
x 09,0301003
5,0
1003
11
Komponenti i dytë:
mAmAmA
N
Xx n 03,0
3
05,0
20003
100
32
Pasiguria absolute totale është:
mAmAmAxxxu j 12,003,009,021
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 47
10. Le të jetë matë tensioni prej 80,0 mV në shkallën 200,0 mV me anë të voltmetrit
digjital (DVM). Karakteristikat: 0,2% e leximit ± 0,1% e konstantës matëse. Sa është
pasiguria standarde absolute?
Zgjidhje:
Komponenti i parë i pasigurisë absolute:
mVmVXG
x 09,0801003
2,0
1003
11
Komponenti i dytë i pasigurisë absolute:
mVmVXG
x n 15,00,2001003
1,0
1003
22
Pasiguria absolute totale është:
mVmVmVxxxu j 24,015,009,021
10. Tensioni në skajet e rezistorit prej 10 k është matë me v-metrin me pasigurinë
standarde =± 1% dhe e ka vlerën 16,0 V. Po ashtu vlera e rrymës e cila qarkullon
nëpër rezistor është matë me mA-metër me pasigurinë standarde = ± 1% dhe është
5 mA. Sa është fuqia dhe pasiguria standarde relative e vlerës së fituar?[,].
11. Për rezistorin e blerë në shitore me shënime 100 ± 1%. Sa është pasiguria standarde e
tipit B dhe kufijtë i vlerës së rezistencës?
12. Me v-m digjital DVM me karakteristika të instrumentit: ± 1% e leximit ± 1 dg
(counts), vlera e tensionit është matë 20 herë dhe është fituar rezultati me pasigurinë
standarde të tipit A =1%. Sa është pasiguria standarde e kombinuar uC për k=2
13. Me anë të V-metrit, me Un = 100 V dhe ndjeshmëri prej 1,6 k /V, përdoret për matjen e
tensionit U1 në qarkun në Fig. 6. Përcaktoni a) vlerën e tensionit U1 kur voltmetri
II. GABIMET DHE PASIGURIA E MATJES
Prof. dr. Ali V. Gashi, MATJET ELEKTRIKE, Fakulteti i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike , Prishtinë 2013 Faqe 48
nuk është lidhë, b) tensionin të cilin e tregon voltmetri në skajet e rezistorit 40 k ,
dhe c) gabimin e metodës?
Fig. 6
14. Me anë të A-metrit, me In = 100 mA dhe rezistencë të brendshme rA = 0,5 , dhe të
voltmetrit me Un = 1 V dhe rezistencë të brendshme RV = 10 k është matë
rezistenca prej 2,5 . Sa është gabimi i metodës në qoftë se matja bëhet sipas skemës
në Fig. 7?
Fig. 7
15. Etalonët klasifikohen në :[Primar, Sekondar dhe Punues].