Biuletryn GUM Metrologia i Probiernictwo · Z drugiej zaś zapowiadamy Światowy Dzień Metrologii...

METROLOGIA I PROBIERNICTWO BiuletynGwnegoUrzduMiar nr1(12)/2016ISSN2300-8806

Mierzymy dla Wszystkichod 1919 r.

Duga droga do

SIstr.

47

PRO

BIER

NIC

TWO

PRAWO METROLOGIA

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Znajdziesz nas take na www.gum.gov.pl

O nanometrologii we Wrocawiu

str.

5

Wzorzec pierwotny cinienia

akustycznegostr.

15

Lasery w urzdach

probierczychstr.

53

Naczynia wyszynkowe

str.

35

Sowo wstpne Foreword

WYDARZENIA 4-9 EVENTS 4-9TECHNIKA I POMIARY 10-32 TECHNIQUE AND MEASUREMENTS 10-32 Dryf masy materialnych wzorcw odniesienia

wykorzystywanych do przekazywania jednostki miary masy od wzorca pastwowego w GUM

The drift phenomenon of the reference mass standards used in the mass unit dissemination process in the Central Office of Measures

Realizacja wzorca pierwotnego cinienia akustycznego w Gwnym Urzdzie Miar

The realization of the primary standard for sound pressure at the Central Office of Measures

Wpyw przyspieszenia ziemskiego na pomiar masy przy ocenie zgodnoci wag nieautomatycznych

The significance of the gravity acceleration on the weight measurement in conformity assessment ofnon-automatic weighing instruments

Oprogramowanie stosowane w Okrgowym Urzdzie Miar w odzi podczas legalizacji zbiornikw pomiarowych w ksztacie cylindra stojcego, wzorcowanych metod geometryczn

The software implemented in the Laboratory of Volume Measurements in the Regional Verification Office in Lodz applied during the verification of fixed vertical cylindrical storage tanks at atmospheric pressure calibrated by means of the strapping method

WSPPRACA 33-34 COOPERATION 33-34 Informacja o Seminariach GUM w 2015 roku 2015 report of GUM Seminars

Szkolenia w Gwnym Urzdzie Miar Metrology Trainings in Central Office of Measures

PRAWNA KONTROLA METROLOGICZNA 35-46 LEGAL METROLOGICAL CONTROL 35-46 Ocena zgodnoci naczy wyszynkowych Conformity assessment of capacity serving measures

Prawna kontrola metrologiczna przelicznikw do gazomierzy The legal metrological control of gas-volume flowcomputers

TERMINOLOGIA 47-52 TERMINOLOGY 47-52 Midzynarodowy Ukad Jednostek Miar midzynarodowy

projekt o najduszej historii The International System of Units - an international project

with the longest history

PROBIERNICTWO 53-56 HALLMARKING 53-56 Lasery w urzdach probierczych Lasers in assay offices

CZY WIESZ, E... 57-65 DO YOU KNOW 57-65 Stulecie powstania Urzdu Miar i Wag m.st. Warszawy One hundredth anniversary of the Warsaw City Office of

Weights and Measures

Ciekawostki metrologiczne Metrology curiosities

W numerze:

Wydawca: Gwny Urzd Miar ul. Elektoralna 2, 00-139 Warszawa, tel.: 22 581 95 18, 581 95 31, fax: 22 581 90 91.

Redakcja: Karol Markiewicz (red. naczelny), Adam eberkiewicz (sekretarz red.), Maria Magdalena Ulaczyk (Probiernictwo), dr Jerzy Borzymiski (Terminologia), dr Pawe Fotowicz (Technika i pomiary), Karol Markiewicz (Czy wiesz, e...?), Adam eberkiewicz (Wydarzenia), Mariusz Pindel (Wsppraca), Tadeusz Lach (Prawna kontrola metrologiczna).

Druk: ArtDruk Zakad Poligraficzny, ul. Napoleona 4, 05-230 Kobyka, www.artdruk.comWszystkie prawa zastrzeone. Redakcja nie zwraca materiaw nie zamwionych oraz zastrzega sobie prawo do skrtw i zmian tytuw.Pytania i uwagi do redakcji: [email protected]

In this issue:

Drodzy Czytelnicy! Dear Readers!

Oto pierwszy numer naszego Biuletynu w 2016 roku. Z jednej strony chcielibymy wspomnie okres 50 lat, ktre upyny od oficjalnego uznania w Polsce, w 1966 r., Midzynarodowego Ukadu Jednostek Miar (SI). Z drugiej za zapowiadamy wiatowy Dzie Metrologii (jak zwykle przypadajcy na 20 maja), tym razem pod ha-sem Pomiary w dynamicznym wiecie. Zatem cigle doskonalone metody pomiarowe oraz wsplne jednost-ki miar SI pomagaj dokadnie mierzy rone wielkoci, w zmieniajcym si wiecie, take w ukadzie dynamicz-nym. Na ten aspekt wspczesnej metrologii zwracaj uwag dyrektorzy BIPM oraz BIML w swoich listach, ktre publikujemy na stronach 6-7. Natomiast o przebytej drodze do wsplnych jednostek miar SI pisze p. dr Borzy-miski (patrz str. 47).

Dziaalno Gwnego Urzdu Miar, obok utrzymy-wania wzorcw pomiarowych (p. dr Rafa Ossowski oma-wia zjawisko dryfu przy przekazywaniu jednostki masy - str. 10, natomiast wzorzec pierwotny cinienia akustycz-nego w GUM przyblia p. dr Danuta Dobrowolska na str. 15), skupia si na wieloletnim ju upowszechnianiu wiedzy metrologicznej. O otwartych seminariach zorga-nizowanych w GUM w ubiegym roku pisze p. dr Pawe Fotowicz na str. 33, a p. Monika Oryga przedstawia szko-lenia oferowane przez nasz instytucj.

Na koniec, chciabym uczci pami p. Willema Koola, wicedyrektora Midzynarodowego Biura Metrolo-gii Prawnej (BIML), ktrego zawsze bdziemy wspomina jako przyjaciela GUM. Wspomnienie o Zmarym zamie-cilimy na str. 64.

Zapraszam do lektury,

Karol Markiewiczredaktor naczelny

This is the first edition of our Bulletin in 2016. On the one hand, we would like to remind that the SI was offi-cially adopted in Poland 50 years ago (1966). On the other hand, the theme for the upcoming 2016 World Metrology Day (celebrated as usual on May, 20) is Measurements in a Dynamic World. Thus, in the changing world, con-stantly improved measurement methods and commonly used measurement units (SI) allow to measure different quantities with expected level of accuracy also in case of dynamic measurements. The messages of the BIPM and BIML Directors, published on p. 6-7, focus also on that as-pect of contemporary metrology. While Dr Borzymiski describes the historical process that led to the common measurement units (SI) see p. 47.

The activity of GUM focuses not only on maintain-ing of measurement standards but also on the long-stand-ing popularization of knowledge. Dr Rafa Ossowski ex-pounds, on p. 10, the drift phenomenon in the mass unit dissemination in GUM, while Dr Danuta Dobrowolska presents, on. p. 15, the primary standard for sound pres-sure. Next, Dr Pawe Fotowicz informs on the open me-trological seminars that were organized in our institution last year (p. 33) and Mrs Monika Oryga describes the trainings offered by GUM (p. 34).

Finally, I would like to honour the Memory of Mr Willem Kool, Assistant Director of BIML, who will for-ever remain in our memory as the GUMs Friend the Memory of the Deceased on p. 64.

I invite you to read,

Karol Markiewiczchief editor

Metrologia i Probiernictwo Biuletyn Gwnego Urzdu Miar 1(12)/2016

4

4

Wydarzenia

9-11.03

18.03

9-10.03

6.04

21-24.03

27.03

3-4.02

18.01 Spotkanie grupy roboczej WgVSW Genewie odbyo si pierwsze spotkanie grupy roboczej, powoanej do opracowania wizji i strategii rozwoju Kon-wencji o kontroli i cechowaniu wyrobw z metali szlachetnych. Przy pomocy analizy SWOT dokonano oceny tekstu Konwencji oraz jej praktycznego funkcjonowania. Polska jest reprezentowana w grupie przez przedstawicieli Mini-sterstwa Rozwoju.

Spotkanie przedStaWicieli komitetu technicznego euramet dS. Fotometrii i radiometriiGospodarzem spotkania by Gwny Urzd Miar relacja na str 9.

poSiedzenie midzynarodoWego StoWarzySzenia urzdW probierczych (iaao) Dyrektorzy okrgowych urzdw probierczych w Warszawie i w Krakowie uczestniczyli w 78. Posiedzeniu Staego Komitetu Konwencji o kontroli i cechowaniu wyrobw z metali szlachetnych oraz w 17. Posiedzeniu Midzynaro-dowego Stowarzyszenia Urzdw Probierczych (IAAO), ktre odbyway si w Lizbonie. Na Posiedzeniu Konwencji omwiono szczegowo propozycj poprawek do zacznikw Konwencji oraz kontynuowano dyskusj w sprawie czonkostwa Woch. Spotkanie IAAO zdominoway tematy zwizane z planowan zmian struktury organizacyjnej Stowarzyszenia.

Seminarium na temat mikroSkopii elektronoWejNa Politechnice Wrocawskiej zorganizowano 7. Seminarium dotyczce nanowzorcowania Wzorce i metody. Pomiary dugoci i pokrewne w zakresie mikro- i nanometrw. Szczegy na str. 5.

SpraWozdanie gum z Wykonanych kontroli W 2015 r.Gwny Urzd Miar opublikowa na stronie bip.gum.gov.pl Sprawozdanie z wykonanych kontroli w 2015 roku, ktrymi objto przyrzdy pomiarowe podlegajce prawnej kontroli metrologicznej oraz podmioty i przedsibior-cw, ktrym Prezes GUM udzieli upowanie lub zezwole na wykonywanie okrelonej dziaalnoci, przetwr-stwo, napraw i obrt wyrobami z metali szlachetnych.

Vi midzynarodoWa konFerencja metrologicznaW Dakarze (Senegal) zorganizowana zostaa VI Midzynarodowa Konferencja Metrologiczna, ktrej przewodni-czy CAFMET (Afrykaski Komitet Metrologii).

zmiana czaSu zimoWego na letni27 marca w nocy o godz. 2:00 przestawilimy zegarki na godz. 3:00, tym samym przechodzc na czas letni rod-kowoeuropejski. Wicej o zmianie czasu na naszych stronach internetowych http://www.gum.gov.pl/pl/aktualno-sci/2016/zmiana-czasu-na-letni/

Seminarium W gumW Gwnym Urzdzie Miar odbyo si pierwsze w tym roku seminarium pt. Konsekwencje przekazywania jed-nostki miary masy w prni po przeprowadzeniu zaplanowanej na rok 2018 redefinicji kilograma Temat, wobec licznie zgromadzonych suchaczy, zreferowa Rafa L. Ossowski z Laboratorium Masy GUM. Informacja o semina-rium znajduje si na stronie internetowej GUM.

18. midzynarodoWe targi analityki i technik pomiaroWych eurolabTradycyjnie z udziaem GUM, relacja w nastpnym numerze.

12-14.04


5

5

Wydarzenia

Po raz pierwszy w Polsce, w Centrum Kongre- sowym Politechniki Wrocawskiej, odbya si konfe-rencja Nanoscale, powicona mikroskopii elektro-nowej oraz zaawansowanym pomiarom dugoci. Do Wrocawia przyjechao ponad 80 naukowcw z okoo 20 placwek naukowo-badawczych, reprezen-tujcych kraje z caego wiata (m.in. z Japonii, Republiki Poudniowej Afryki, Nowej Zelandii, Tajlandii, Arabii Saudyjskiej, Holandii, Finlandii, Niemiec czy Czech). Organizatorami konferencji s: niemiecki PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), Politechnika Wrocawska Wydzia Elektroniki Mikrosystemw i Fotoniki, EURAMET Europejskie Stowarzyszenie Krajowych Instytucji Metrologicznych oraz Gwny Urzd Miar (GUM). W uroczystym otwarciu konferencji wzia udzia Dorota Habich, Prezes GUM, ktra podzikowaa niemieckim kolegom oraz zespoowi prof. dr hab. in. Teodora Gotszalka, Kierownika Zakadu Metrologii Mikro- i Nanostruktur za trud zorganizowania wro-cawskiego spotkania.

Celem seminarium, ktre odbywao si od 9 do 11 marca, bya wymiana dowiadcze na temat no-woczesnych urzdze oraz technik pomiarowych, a take, w szerszym kontekcie, analiza stanu rozwoju caej dyscypliny naukowej jak jest nanometrologia. Suyy temu m.in. referaty naukowe oraz sesje pla-katowe powicone rnym aspektom nanometrologii.

Warto pamita, e badanie zjawisk mikro- i na-noskali stao si moliwe dziki wynalezieniu narz-dzi, pozwalajcych na obrazowanie obiektw i zja-wisk, ktre do tej pory byy dla czowieka niewidocz-ne. Pierwszy krok zosta wykonany w latach 30. ubie-gego wieku, kiedy to niemieccy inynierowie Ernst Ruska i Max Knoll opracowali mikroskop elektrono-wy, ktry dokonywa powikszenia do 1 mln razy, podczas gdy najlepsze mikroskopy wietlne mog powiksza obraz tylko okoo 1500 razy.

O randze wrocawskiego wydarzenia wiadczy nie tylko liczba zarejestrowanych uczestnikw. Decyduje o tym szybki rozwj nanotechnologii i jej zastosowa w takich dziedzinach nauki, jak: chemia, biologia, nauki medyczne, fizyka, inynieria

materiaowa. Precyzyjne pomiary dugoci wymagaj najnowoczeniejszych i superdokadnych technologii pomiarowych. Ma to znaczenie nie tylko dla prowa-dzenia bada, ale przed wszystkim odgrywa nieba-gateln rol w jakoci procesw produkcyjnych i roz-wiza technologicznych w przemyle.

Gwny Urzd Miar, coraz intensywniej zainte-resowany obszarem nanometrologii, przedstawi podczas wrocawskiej konferencji m.in. tematyk na-nopozycjonowania i nanowzorcw w dziedzinie po-miarw dugoci. ukasz lusarski z Laboratorium Pomiarw Przemysowych Zakadu Dugoci i Kta zaprezentowa prac dotyczc analizy pomiaru do-kadnoci w obszarze pomiarw nanowzorcw (poniej 1 m), charakteryzujcych powierzchni w dwch (2D) i w trzech wymiarach (3D). Natomiast Piotr Sosinowski z Laboratorium Dugoci Zakadu Dugoci i Kta przygotowa projekt nanopozycjonu-jcego stolika z oyskowaniem powietrznym o du-ym zakresie przesuwu.

Seminaria powicone nanometrologii s orga-nizowane od 1995 r. co kilka lat w rnych pastwach. Po raz pierwszy gospodarzem spotkania bya Polska, a wsporganizatorem Gwny Urzd Miar. W Komitecie Organizacyjnym konferencji zasiadaa Dorota Habich, Prezes GUM, a czonkiem Komitetu Naukowego by Zbigniew Ramotowski, Dyrektor Zakadu Dugoci i Kta GUM.

(red.)

Na styku nauki i przemysu o nanometrologii na Politechnice Wrocawskiej

Dorota Habich, Prezes GUM z prof. Teodorem Gotszalkiem, Kierownikiem Zakadu Metrologii Mikro- i Nanostruktur

Politechniki Wrocawskiej


6

6

Wydarzenia

wiatowy Dzie Metrologii pod hasem Pomiary w dynamicznym wiecie

Stephen Patoray Director the BIML

Message from the BIPM Director

World Metrology Day 2016

Measurements in a dynamic world

As a mechanical engineer, the first thought that comes to my mind is that dynamics is a branch of applied physics, specifically the field of classical mechanics which is concerned with the study of forc-es and torques and their effect on motion. The study of dynamics falls under two categories: linear (quan-tities such as force, mass/inertia, displacement, veloc-ity, acceleration and momentum) and rotational

(quantities such as torque, moment of inertia/rota-tional inertia, angular displacement, angular velocity, angular acceleration and angular momentum). Very often, objects exhibit both linear and rotational motion.

Numerous instruments are utilized in dynamic legal metrology; some examples are:

wiatowy Dzie Metrologii jest od 2000 r. trady-cyjnie obchodzony 20 maja dla upamitnienia pod-pisania w 1875 r. przez przedstawicieli siedemnastu pastw Konwencji Metrycznej, bdcej pocztkiem formalnej, midzynarodowej wsppracy w dziedzi-nie metrologii. Traktat ten do dzisiaj stanowi funda-ment spjnego systemu pomiarowego na caym wiecie.

W tym dniu w ponad 80 krajach na caym wie-cie, w tym take i w Polsce, s organizowane okolicz-nociowe konferencje, sesje i sympozja powicone metrologii. Tytu tegorocznego wiatowego Dnia Metrologii (Pomiary w dynamicznym wiecie) na-wizuje do szybko zachodzcych zmian w wiecie nauki, a zwaszcza w wiecie pomiarw.

wiatowy Dzie Metrologii stanowi znakomit okazj do zwrcenia uwagi spoeczestw poszczegl-nych pastw na rol, jak odgrywa metrologia w co-dziennym yciu. Jest ona wszdzie tam, gdzie liczy si innowacyjno i gdzie pojawiaj si odkrycia na-ukowe, suce gospodarce i rozwojowi kontaktw

handlowych, podnoszeniu jakoci ycia i ochronie rodowiska naturalnego. Temat tegorocznego wita sygnalizuje wyzwanie, przed jakim stoj metrolodzy na caym wiecie, a jest nim precyzyjny pomiar wiel-koci dynamicznych. Naley do nich na przykad pomiar cinienia w komorze spalania.

Dziki nowym technologiom na rynek trafiaj coraz bardziej zaawansowane technicznie przyrzdy pomiarowe. Zbadanie dokadnoci ich pomiarw to zadanie, ktre od wielu lat stawiane jest przed krajo-wymi instytutami metrologicznymi. Nic dziwnego, e poszukuj one doskonalszych rozwiza, jeli cho-dzi o metodyk takich pomiarw.

Obchody wiatowego Dnia Metrologii s inicjo-wane wsplnie przez BIPM (Midzynarodowe Biuro Miar) i OIML (Midzynarodow Organizacj Metrologii Prawnej). Okolicznociowe listy dyrekto-rw tych organizacji drukujemy poniej.

Zachcamy rwnie do odwiedzenia strony in-ternetowej www.worldmetrologyday.com.


7

7

Wydarzenia

automatic weighing instruments, which can weigh items while in motion,

electricity meters, which measure of the flow of electrons,

various types of instruments that measure the flow of water,

the flow of various other liquids and gases, and taximeters.

In English, however, the word dynamic relates not only to motion but also to change.

One example that highlights this continuous and productive change which encompasses many different sciences (including metrology) and engineering disciplines is space travel. On December 17, 1903 the Wright brothers made the first controlled, self-pow-ered sustained flight. On October 4, 1957, the USSR placed in orbit the Sputnik1, the first artificial satellite of Earth. On July 20, 1969, the first manned lunar landing was achieved by the United States Apollo 11

mission. In 1998 the first components of the International Space Station (ISS), or habitable artifi-cial satellite, were put into low Earth orbit. In 2012, NASAs Curiosity succeeded in landing on and ex-ploring Mars. More recently in November 2014 the ESAs Rosetta mission landed its Philae probe on a comet.

In the metrology community we are now seeing significant changes related to the definition of certain SI units as work on the new definition of the kilogram nears completion. Research continues to be successful in refining values and equipment used in the defini-tion and the mise en pratique of other SI units.

While metrology, the science of measurement, is as old as human civilization it continues to constantly change; it continues to see forward acceleration and it continues to be dynamic. It is truly a fascinating time to be a part of this very dynamic work that we call metrology.

Martin Milton Director of the BIPM

When we reflect on the rapid pace of change in the 21st century, we may say that the only thing that is constant is change itself. The needs for metrology, and how these needs are met, are no exceptions; it is a challenge to bring the benefits of a stable and accu-rate measurement system to a dynamic world.

Many of the needs of society are met by new tech-nologies, and it is essential that stable and accurate measurements are available to underpin them.

The accurate knowledge of dynamic quantities is pivotal to progress in high technology whether it is the high-speed movements in a disk drive, the vari-ations in supply and demand from renewable energy sources on electricity grids, or the drive for environ-mental improvement and fuel efficiency in the aero-space industry. Dynamic quantities also play an in-creasing role in established industries, such as the dynamic weighing of trains and trucks, and the

monitoring of vibration and impact arising from the tyres and engines of cars.

These applications of dynamic measurement bring particular challenges. Linking highly accurate long-term stable standards to dynamic in situ meas-urements in everyday applications is difficult and itself requires great innovation.

Adapting our measurement capabilities to a dy-namic world requires other steps too. The need to future proof the International System of Units (the SI) is one of the key drivers for the redefinition planned for 2018. The changes will ensure the benefits of greater universality of the worlds measurement system, and open new opportunities for scientific and technological advances in the future.

We all need dynamic people in dynamic organi-sations to address the challenges of measurement in a dynamic world.


8

8

Wydarzenia

Moment siy nowe stanowisko wzorcowe wGwnym Urzdzie MiarMikoaj Woniak (Laboratorium Siy i Cinienia, Zakad Mechaniki)

Rys. 1. Oglny schemat stanowiska

Pomiary momentu siy stosowane s w wielu ga-ziach gospodarki, m.in. w przemyle samochodo-wym, energetycznym i lotniczym. Wykorzystuje si je przede wszystkim w celach badawczych (np. bada-nie mocy turbin i silnikw) oraz do zapewnienia od-powiedniego poziomu bezpieczestwa konstrukcji i wyrobw (np. przy dokrcaniu rub mocujcych koo pojazdu).

W cigu ostatnich kilku lat zauwaony zosta wyrany wzrost zapotrzebowania na wzorcowania przyrzdw do pomiaru momentu siy wykonywane z odpowiedni dokadnoci. Reakcj na te potrzeby jest rozwj nowej dziedziny pomiarowej w Labo- ratorium Siy i Cinienia Gwnego Urzdu Miar przy jednoczesnym zapewnieniu innowacyjnoci metod pomiarowych, rozwiza technicznych oraz zapew-nienia spjnoci pomiarowej na terenie Polski.

Pierwszym etapem tego dziaania jest uruchomie-nie stanowiska wzorcowego momentu siy (rys. 1), ktre umoliwia wzorcowanie przyrzdw do pomia-ru momentu obrotowego w zakresie pomiarowym od 1N m do 5000N m. W stanowisku tym mona wy-odrbni trzy nastpujce ukady:1. Ukad generacji momentu siy, ktry za pomoc

silnika prdu staego umoliwia cige wytwa- rzanie dowolnych wartoci momentu obrotowego

w zakresie pomiarowym w kierunku zgodnym i przeciwnym do ruchu wskazwek zegara. Wektor generowanego momentu siy ma kieru-nek pionowy, co pozwala na wyeliminowanie skadnika niepewnoci zwizanego z wypywem siy cikoci badanego przetwornika oraz zasto-sowanych cznikw i adapterw;

2. Ukad przenoszenia momentu siy, ktry stanowi trjkolumnowa rama maszyny z pneumatycznym podnonikiem i ramieniem bocznym. W celu zre-dukowania do minimum momentw zginajcych i si poprzecznych stosuje si take zestaw prze-gubw (charakteryzujcych si nisk sztywnoci na zginanie i wysok sztywnoci na skrcanie) oraz hydraulicznych elementw zaciskowych;

3. Ukad odniesienia skadajcy si z zestawu prze-twornikw tensometrycznych o rnych zakre-sach pomiarowych, wyposaonych w cylindrycz-ne trzony oraz pyty z wpustem kwadratowym, wzmacniaczy pomiarowych oraz komputera ze specjalnym oprogramowaniem wykorzysty-wanym do zapisu i analizy danych pomiarowych.Wzorcowanie na tym stanowisku odbywa si me-

tod porwnawcz poprzez porwnanie wskaza ukadu odniesienia oraz wskaza wzorcowanego


9

9

Wydarzenia

Od 3 do 4 lutego Gwny Urzd Miar by gospo-darzem corocznego posiedzenia Komitetu Technicznego Fotometrii i Radiometrii EURAMET. W spotkaniu, ktre miao charakter roboczy i pro-wadzone byo przez nowo wybranego przewodnicz-cego, dr. Jarle Grana z norweskiego Justervesenet, wzi udzia przedstawiciel GUM, pan ukasz Litwiniuk, dyrektor Zakadu Promieniowania i Drga. W obszarze zainteresowa tego Komitetu znajduj si zagadnienia zwizane z krajowymi wzor-cami pomiarowymi i metodami pomiarowymi w dziedzinie promieniowania optycznego, w tym ra-diometrii, fotometrii, kolorymetrii, spektrofotome-trii, fluorometrii i techniki wiatowodowej.

Czonkami EURAMET TC-PR s NMIs (National Metrology Institutes) bd DI (Designated Institutes) z 23 krajw czonkowskich tej regionalnej organizacji metrologicznej. Tradycyjnie spotkania takie odbywa-j si co roku w innym z krajw czonkowskich, wic moe by tak, e nastpna okazja do goszczenia w GUM grona ekspertw europejskich z dziedziny

pomiarw promieniowania optycznego przydarzy si dopiero za ponad 20 lat! W latach ubiegych GUM by gospodarzem podobnych spotka w dziedzinie akustyki i drga (posiedzenie EURAMET TC-AUV w 2015 r.), elektrycznoci i magnetyzmu (EURAMET TC-EM w 2013 r.), dugoci i kta (EURAMET TC-L w 2012 r.) i jakoci (EURAMET TC-Q w 2012 r.).

W dniu poprzedzajcym posiedzenie odbyy si zapowiedziane nieco wczeniej przez Przewod- niczcego Komitetu warsztaty EMPIR (Europejskiego Programu na rzecz Innowacji i Bada w Metrologii), powicone prbie formuowania pomysw badaw-czych do tegorocznych wezwa EMPIR, bazujcych na ju prowadzonych w EMRP lub EMPIR projek-tach, w ktrych realizacj zaangaowani s czonko-wie Komitetu Technicznego Fotometrii i Radiometrii.

Po zakoczeniu obrad zagraniczni gocie zwie-dzali laboratoria Zakadu Promieniowania i Drga, zajmujce si tematyk fotometrii i radiometrii.

(red.)

Posiedzenie komitetu technicznego ds. fotometrii

przyrzdu. Moliwe jest wykonywanie wzorcowa dwch typw urzdze: momentomierzy, zgodnie z norm DIN 51309:2005-

12 Materials testing machines Calibration of static torque measuring devices (metoda ta jest zgodna take z wytycznymi dokumentu EURAMET cg-14 Guidelines on the Calibration of Static Torque Measuring Devices, wyd. 2 z 2011 r.),

kluczy dynamometrycznych referencyjnych (transferowych, ang. transfer torque wrench), zgodnie z wytycznymi przewodnika DKD-R 3-7 Static calibration of reference torque wrenches, wyd. 10/2003).

Zdolno pomiarowa CMC Laboratorium siy i Cinienia, przy wzorcowaniu na stanowisku wzor-cowym momentu siy, wynosi od 0,04 % lub 0,2 % mierzonej wartoci i jest zalena od rodzaju wzorco-wanego przyrzdu oraz od zakresu pomiarowego.

Laboratorium Siy i Cinienia wykonuje ww. wzorcowania od marca br. W najbliszych latach roz-waane s kolejne inwestycje majce na celu dalszy rozwj dziedziny momentu siy, m.in. budowa no-wych stanowisk wzorcowych o innych zakresach po-miarowych, zapewniajcych moliwo wykonywa-nia szerszego zakresu usug.


Technika i pomiary

Wstp

Po opublikowaniu przez BIPM wynikw porw-na kluczowych [1] na przeomie XX i XXI w. stao si jasne, e w dziedzinie masy nadchodzi czas na powane zmiany. Zakoczone badania, wktrych bra udzia rwnie Gwny Urzd Miar, sugeroway, e IPK (International Prototype of the Kilogram Midzynarodowy Prototyp Kilograma) sta si lejszy

wzgldem szeciu kopii oraz porwnywanych znim bezporednio wzorcw pastwowych (rys. 1).

Szacowany ubytek masy okrelono na okoo 50g w okresie porwnawczym od 1889 r. do 1992 r., cooznaczaoby, e ostatni z materialnych wzorcw podstawowych jednostek fizycznych utraci swoj stabilno. Po publikacji T. J. Quinna z 2005 r. [2], wktrej autor przewiduje kierunek, w jakim powinna zmierza metrologia masy, w wielu orodkach nauko-wych wzmoono dziaania nad dopracowaniem al-ternatywnej metody tzw. realizacji pierwotnej, czyli odniesienia jednostki miary masy do staych fizycz-nych. Skutkiem byo przyjcie w 2010 r., podczas po-siedzenia Komitetu Doradczego ds. Masy i Wielkoci Pochodnych CCM (Consultative Committee for Mass and Related Quantities), rekomendacji G1 oraz G2, ktre naoyy wymagania metrologiczne na wyniki pozyskiwane z rozwijanych rwnolegle i zaakcepto-wanych przez CGPM (2011) projektw wyznaczenia jednostki miary masy. To projekt powstajcy w opar-ciu o sta Plancka, projekt wykorzystujcym Wag Wata (Watt Balance) i projekt Avogadro IAC (International Avogadro Project) [3, 4, 5]. Aktualnie, na trzy lata przed zaplanowan redefinicj jednostki miary masy, znaczca cz projektw naukowych, a w szczeglnoci tych wspieranych przez EURAMET, jest ju zakoczona lub wkroczya w decydujc faz. Jednoczenie prowadzone s badania w celu

Dryf masy materialnych wzorcw odniesienia wykorzystywanych do przekazywania jednostki miary masy od wzorca pastwowego w GUMThe drift phenomenon of the reference mass standards used in the mass unit dissemination process in the Central Office of Measuresdr Rafa L. Ossowski (Laboratorium Masy, GUM)

W artykule omwiono dziaania podjte przez Laboratorium Masy Gwnego Urzdu Miar w okresie od 1997 r. do2015 r. w celu weryfikacji zagroenia zwizanego z niestabilnoci dryfem materialnych wzorcw odniesienia wykorzystywanych w procesie przekazywania jednostki miary masy.

This paper discusses the action taken by the Mass Laboratory of the Central Office of Measures in the period 19972015 to verify the risks of the instability (drift) of the stainless steel reference mass standards used in the mass unit dissemination process.

Rys. 1. Sposb przechowywania IPK oraz jego szeciu kopii w BIPMfot.: www.bipm.org

10


11

Technika i pomiary

wyjanienia przyczyny tak istotnej zmiany masy ar-tefaktu z Svres w rozpatrywanym okresie [6]. Ponadto pojawiy si pytania ze strony uytkownikw wzorcw masy m.in. akredytowanych laboratoriw wzorcujcych, czy zaobserwowana niestabilno IPK przeoy si w jakikolwiek sposb na wzorce w wy-miarze krajowym oraz jak czsto naleaoby wzorco-wa wyposaenie pomiarowe, aby mie zagwaranto-wan pewno wzgldnej stabilnoci wzorcw jed-nostki masy w uytkowaniu. Majc na uwadze po-wysze, Laboratorium Masy GUM podjo inicjatyw polegajc na rozpoczciu dugofalowych bada sta-bilnoci wzorcw odniesienia wykorzystywanych wprocesie przekazywania jednostki miary masy. Eksperyment zosta zainicjowany w 1997 r. i jest na-dal kontynuowany, a analizie wynikw z okresu 19972015 oraz wnioskom zosta powicony niniej-szy artyku.

Porwnania kluczowe

Podstaw przeprowadzanych bada stanowiy wyniki porwna kluczowych zorganizowanych przez BIPM na przeomie lat 90. poprzedniego stule-cia. Potwierdzono w nich wysok stabilno prototy-pu kilograma nr 51 pastwowego wzorca jednostki miary masy jednego kilograma (rys. 2), ktry jest wposiadaniu Polski od1952r.

Dodatkowo, oprcz najistotniejszych parame-trw, czyli masy i niepewnoci (mNPK = 1 kg + 0,227mg) wprzeprowadzonych porwnaniach wy-znaczono rwnie szacunkowy roczny dryf masy pro-totypu nr 51 (mNPK=+ 0,037 g/rok) oraz objto NPK (National Prototype of the Kilogram) w warun-kach normalnych (dNPK = 46,3981 cm

3). Walec

(h=2r=39 mm) wykonany ze stopu platyny i irydu jest na co dzie przechowywany w powietrzu, wszafie pancernej, znajdujcej si w pomieszczeniu z auto-matycznie kontrolowan temperatur oraz stabilizo-wan wilgotnoci (rys. 3).

Dbajc o zachowanie stabilnoci masy i zgodnie z obowizujc wewntrzn procedur w Labora- torium Masy GUM, NPK jest wykorzystywany red-nio raz na pi lat do wzorcowania wzorcw kopii stalowych (w sumie dwunastu sztuk dziesiciu su-cych do przekazywania jednostki masy do wielo-krotnoci jednego kilograma od 2kg do 1000kg wcznie oraz dwch do podwielokrotnoci od 0,5kg do 0,000001kg), zktrych wkolejnym kroku acu-cha spjnoci pomiarowej wzorcuje si komplety wzorcw wklasie E1. W ten sposb przygotowane wzorce E1 su do przekazywania jednostki masy do wzorcw klas niszych E2, F1, F2 oraz klasy M1, gwa-rantujc w wymiarze krajowym zachowanie spjno-ci pomiarowej dla jednostki miary masy (rys.4).

Rys. 2. Wyniki porwna kluczowych zorganizowanych w ramach EUROMET

rdo: bibliografia [1]

Rys. 3. Sposb przechowywania prototypu nr 51 w GUMfot.: Laboratorium Masy GUM

Rys. 4. Uproszczony schemat hierarchicznego ukadu sprawdze wGUM

rdo: opracowanie wasne

11


Technika i pomiary

Przebieg bada

Przedmiotem prowadzonych bada s mosine wzorce odniesienia (komplet Oertling) oraz stalowe wzorce odniesienia (komplet Chyo). Podobnie jak NPK nr 51, s one przechowywane w powietrzu. Wokresie od 1997 do2015 r. byy poddane siedmiu cyklom wzorcowa w warunkach laboratoryjnych (pomieszczenie zestabilizacj termiczno-wilgotno-ciow). Wzorcowanie kadorazowo poprzedzane byo zgodnym z procedur procesem czyszczenia wzorca (przy uyciu pdzelka), stabilizacj termiczn oraz przeprowadzane byo za kadym razem przez jedn, wyznaczon do tego zadania osob. Pomidzy wzorcowaniami wzorce odniesienia przechowywane s w opakowaniach fabrycznych (rys. 5) w tym sa-mym pomieszczeniu. Wzorce nie byy adjustowane w okresie trwania eksperymentu.

Wyniki

Analizie zostay poddane wyniki wzorcowa wzorcw masy wyprodukowanych w 1974 r. przez japoskiego producenta firm Chyo (wykonane zwysokogatunkowej stali o gstoci 7865 kg/m3) oraz wyprodukowane w 1952 r. przez angielskiego produ-centa firm Oertling (wykonane z mosidzu ogstoci 8400 kg/m3). Majc na uwadze zalecenia OIML R-111 [7], posugiwano si mas umown, przyjmujc gsto powietrza 1,2 kg/m3 oraz umown gsto wzorca 8000 kg/m3. Wyniki otrzymane pod-czas wzorcowa zostay w sposb graficzny zapre-zentowane na rysunkach 610.

Wszystkie przebadane wzorce, za wyjtkiem wzorca o nominale 20 kg firmy Chyo, zachowyway si zgodnie z oczekiwaniami, czyli wykazyway umiarkowan stabilno (5 kg Oertling) lub nieznacz-n oscylacj bdu masy wzgldne odchylenie stan-dardowe nieprzekraczajce 5 % mona uzna za wy-nik zadawalajcy. Najlepsz stabilnoci wykazay si

Rys. 5. Sposb przechowywania oraz przenoszenia wzorcw odniesienia

fot.: Laboratorium Masy GUM

Rys. 6. Wyniki wzorcowa wzorcw masy Chyo o nominale 20kg, 10kg oraz 5 kg


Rys. 7. Wyniki wzorcowa wzorcw masy Oertling o nominale 20 kg, 10 kg oraz 5 kg


40

50

60

70

80

90

100

110

1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015

Data wzorcowania

B

d w

zorc

a, m

g

20 kg 10 kg 5 kg

Rys. 8. Wyniki wzorcowa wzorcw masy Chyo o nominale 2kg, 2kg*, 1 kg oraz 500 g


12


13

Technika i pomiary

wzorce masy onominaach 1 kg, 500 g i 200 g (u obu producentw). W przypadku tych wzorcw wzgldne odchylenia standardowe dla bdw masy nie prze-kraczay 2 %. Nieco gorzej zachowyway si wzorce onominaach 10 kg i 5 kg firmy Chyo oraz 20 kg firmy Oertling, w przypadku ktrych odchylenie standardowe dla bdu masy przekraczao 4 %.

Dla wszystkich biorcych udzia w eksperymencie wzorcw masy daje si zaobserwowa nieznaczny trend wzrostowy wzorce przybieraj na masie (przy-kad dla wzorcw firmy Chyo rys. 10).

Zwieloletnich obserwacji zachowania si wzor-cw uytkowych zgaszanych do Gwnego Urzdu Miar wysunito hipotez o quasi sinusoidalnym za-chowywaniu si wzorcw masy w czasie, co rwnie znalazo potwierdzenie w przeprowadzonym do-wiadczeniu zarwno dla wzorcw Chyo (rys. 11), jak i Oertling (rys.12).

Wnioski

Analiza otrzymanych wynikw potwierdzia wy-sunit przez zesp Laboratorium Masy GUM hipo-tez, e wzorce odniesienia charakteryzuj si du stabilnoci i mog by z powodzeniem wykorzysty-wane w procesie przekazywania jednostki masy wwymiarze krajowym.

Na podstawie wynikw dowiadczenia mona rwnie wnioskowa, e stosowanie do wzorcw ma-sy dobrze znanych z literatury [8] metod przechowy-wania oraz pielgnacji, moe przeoy si na wydu-enie okresw pomidzy wzorcowaniami, co w przy-padku uytkownikw bezspornie przekada si bez-porednio na korzyci ekonomiczne. Konieczne wtym wypadku zdaje si wieloletnie monitorowanie iudokumentowanie historii wzorcowa dla wzorca, na podstawie ktrej mona podj decyzj o ewentu-alnym wydueniu okresw pomidzy wzorcowaniami.

Ponadto dowiadczenie wykazao brak korelacji pomidzy czstym uytkowaniem a wzrostem bdu wzorca oraz zwikszeniem dryfu masy, co byo

Rys. 9. Wyniki wzorcowa wzorcw masy Oertling o nominale 2 kg, 2 kg*, 1 kg oraz 500 g


Rys. 10. Wyniki wzorcowa wzorcw masy Chyo o nominale 200g, 200 g*, 100 g


Rys. 11. Otrzymany w dowiadczeniu charakter oscylacji masy wzorcw (wzorzec z kompletu Chyo)


Rys. 12. Otrzymany w dowiadczeniu charakter oscylacji masy wzorcw (wzorzec z kompletu Oertling)


13


Technika i pomiary

niekiedy sugerowane przez uytkownikw. W bada-nych zestawach najczciej korzystano ze wzorcw onominaach 5 kg, 1 kg, 500 g, 200 g i 200 g*, jedno-czenie najwiksz stabilno wykazay wzorce 1 kg, 500 g i 200 g. Naley tutaj podkreli, e w Laboratorium Masy GUM zawzorce odniesienia odpowiedzialna jest jedna osoba i przestrzegane s rygorystyczne procedury wewntrzne, corwnie moe mie w tym wypadku znaczenie.

Planowane na rok 2018 przeprowadzenie redefi-nicji w dziedzinie masy wprowadzi zasadnicz zmian wsposobie przekazywaniu jednostki masy od realizacji pierwotnej, czyli wagi wata lub kuli krzemowej 28Si do wzorcw kopii i wzorcw odnie-sienia. Pomiary bd odbyway si rwnolegle w prni i w powietrzu, cofinalnie moe mie wpyw na wzrost niepewnoci [9]. Tematu tego nie mona bagatelizowa, std badania, wedug zapowiedzi lidera projektu The NewKILO, bd nadal kontynu-owane [10, 11].

Literatura

[1] Girard G., International Report: The Third Periodic Verification of National Prototypes of the Kilogram (19881992), Metrologia, 1994, 31, n4,317336.

[2] Mills I. M., Mohr P. J., Quinn T. J., Taylor B. N., Williams E. R., Redefinition of the kilogram: a decision whose time has come, Metrologia 42 (2005) s. 71-80.

[3] Consultative Committee for Mass and Related Quantities (CCM), Report of the 12th meeting (26 March 2010) to the International Committee for Weights and Measures. Bureau International des Poids et Mesures, Svres.

[4] Stock M., Watt balance experiments for the determi-nation of the Planck constantand the redefinition of the kilogram, Metrologia 50 (2013) R1-R16.

[5] Andreas B. et al.: Determination of the Avogadro Constant by Counting the Atoms in a 28Si Crystal, Phys. Rev. Lett. 106, 03080, 2011.

[6] Xiaoping R., Yue Z., Jian W., Research on stability analy-sis of international prototype kilogram, International Journal of Modern Physics 24 (2013).

[7] OIML R 111-1/2 Edition 2004 (E).[8] Marti K., Fuchs P. and Russi S., Cleaning of mass stan-

dards: a comparison of new and old techniques, Metrologia 49 (2012) 628.

[9] Ossowski R. L., Wykorzystanie komparatora prnio-wego do przekazywania jednostki miary masy od wzor-ca pastwowego opartego na nowej definicji kilograma, Metrologia i Probiernictwo 1-2 (2015) 20-26.

[10] Davidson S., Determination of the effect of transfer between vacuum and air on mass standards of plati-numiridium and stainless steel, 47 (2010) 487-497.

[11] http://www.bipm.org/ws/CCM/MeP_2012/Allowed/November_2012/10a_4.1_CCM_EMRP_NewKILO.pdf.14


15

Technika i pomiary

Wstp

Cinienie akustyczne wyraone w paskalach (Pa), jednostce Midzynarodowego Ukadu Jednostek Miar SI, jest wielkoci fizyczn stosowan najczciej w pomiarach akustycznych, szczeglnie pomiarach haasu. Jednostka ta jest odtwarzana metod pored-ni poprzez wzorcowanie mikrofonw pomiarowych o bardzo stabilnych parametrach metrologicznych. Jedn z najdokadniejszych metod wzorcowania mi-krofonw pomiarowych jest metoda oparta na zasa-dzie wzajemnoci. Mikrofony wzorcowane t metod

Realizacja wzorca pierwotnego cinienia akustycznego w Gwnym Urzdzie Miar The realization of the primary standard for sound pressure at the Central Office of Measures

dr Danuta Dobrowolska (Zakad Promieniowania i Drga GUM)

W artykule przedstawiono stanowisko pomiarowe w Gwnym Urzdzie Miar stosowane do wzorco-wania mikrofonw metod wzajemnoci, ktre razem z zestawem laboratoryjnych mikrofonw wzor-cowych tworzy wzorzec pierwotny cinienia akustycznego. Stanowisko umoliwia wyznaczanie pozio-mu skutecznoci cinieniowej mikrofonw klasy LS1, w zakresie czstotliwoci od 2 Hz do 10 kHz ipoziomu skutecznoci cinieniowej mikrofonw klasy LS2, w zakresie czstotliwoci od 20 Hz do 20kHz, z najlepsz osigaln niepewnoci pomiarow: 0,03 dB. Stosowana metoda pomiarowa jest zgodna z wymaganiami normy IEC 61094-2:2009. W artykule zaprezentowano rwnie przykady wy-nikw uzyskiwanych w latach 19992014, obrazujcych stabilno mikrofonw wzorcowych. Rwnowano wzorca pierwotnego utrzymywanego w GUM bya wielokrotnie potwierdzana midzy-narodowo poprzez uczestnictwo w porwnaniach kluczowych organizowanych przez Midzynarodowy Komitet Miar (CIPM) i Regionalne Organizacje Metrologiczne: EURAMET, COOMET i AFRIMETS. Artyku podaje przykady wynikw porwna odnoszce si do polskiego wzorca pierwotnego cinienia akustycznego.

In the paper the measurement setup used for this purpose at the Central Office of Measures, which together with the set of laboratory standard microphones composes the primary standard of sound pressure is described. It enables to determine the pressure sensitivity level of class LS1 microphones in the frequency range 2 Hz to 10 kHz and the pressure sensitivity level of LS2 microphones in the frequ-ency range 20 Hz to 20 kHz with the best available measurement uncertainty of 0,03dB. The measure-ment method used conforms to the requirements of IEC 61094-2:2009. The results obtained in the years 19992014, demonstrating the stability of standard microphones, are also presented. The equivalence of the primary standard used at the GUM was confirmed many times internationally through the par-ticipation in key comparisons organised by the International Committee for Weights and Measures (CIPM) and Regional Metrology Organizations: EURAMET, COOMET and AFRIMETS. The examples of the comparisons results referring to the Polish primary standard of sound pressure are given in the paper.

powinny by przetwornikami odwracalnymi, tzn. takimi, ktre mog dziaa zarwno jako rda dwiku, jak te jako odbiorniki. Mikrofony te musz te by mikrofonami wzajemnociowymi, to znaczy impedancje przeniesienia wtrna i pierwotna tych mikrofonw, wyznaczone przy zaciskach otwartych, maj takie same moduy. Powysze wymagania spe-niaj mikrofony pojemnociowe. W praktyce tylko mikrofony tego rodzaju s stosowane jako wzorcowe odbiorniki sygnaw dwiku, poniewa ich parame-try metrologiczne s bardzo stabilne i odporne na wpywy zewntrzne. Metoda wzajemnoci wymaga

15


Technika i pomiary

uycia trzech mikrofonw (przynajmniej dwa znich powinny by mikrofonami wzajemnociowymi), two-rzcych tzw. triad i umoliwia wyznaczanie skutecz-noci mikrofonw bez potrzeby odniesienia do jakie-gokolwiek wzorca akustycznego wyszego rzdu, a wic uznaje si, e jest to pierwotna metoda wzor-cowania. Niemniej wyniki pomiaru s powizane z wzorcami pastwowymi innych wielkoci, takich jak napicie elektryczne, dugo, masa, czas, tempe-ratura, cinienie statyczne i wilgotno wzgldna pod warunkiem, e przyrzdy stosowane do ich pomiaru s regularnie wzorcowane.

Wyniki bada prowadzonych przez laboratoria akustyczne w wielu krajach wykazay, e metoda wzorcowania mikrofonw oparta na zasadzie wza-jemnoci wydaje si by praktycznie jedyn metod zdoln zagwarantowa niepewno wzorcowania lep-sz ni 0,1 dB w obrbie wikszoci zakresu czsto-tliwoci syszalnych. Przez lata metoda ta bya rozwi-jana i ulepszana [1], a zgodno wynikw wzorcowa-nia uzyskiwanych przez akustyczne laboratoria me-trologiczne znaczco si poprawiaa. Rozwj ten by podstaw do opracowania serii norm midzynarodo-wych IEC dotyczcych mikrofonw pomiarowych, obejmujcych norm odnoszc si do wzorcowania mikrofonw metod wzajemnoci w warunkach ci-nieniowych [2]. Obecnie metoda wzorcowania mi-krofonw pomiarowych oparta na zasadzie wzajem-noci jest jedyn metod stosowan w Krajowych Instytucjach Metrologicznych (NMIs) przy realizacji wzorcw pierwotnych cinienia akustycznego.

Zasady wzorcowania cinieniowego metod wzajemnoci

Zasady cinieniowego wzorcowania mikrofonw metod wzajemnoci [2] dotycz mikrofonw wzor-cowych klasy LS1 i klasy LS2, speniajcych wyma-gania okrelone w [3] lub innych typw mikrofonw pojemnociowych o takich samych wymiarach me-chanicznych. W czasie wzorcowania trzy mikrofony odwracalne s kolejno czone parami w taki sposb, e podczas penego cyklu pomiarowego kady z tych mikrofonw pracuje zarwno jako rdo, jak te jako odbiornik dwiku. Obiektem pomiarowym jest sys-tem elektroakustyczny, skadajcy si z dwch mi-krofonw poczonych akustycznie za pomoc sprz-gacza o dokadnie znanych wymiarach, wypenione-go zwykle powietrzem atmosferycznym. Zaciskami

wejciowymi tego systemu s elektryczne zaciski mi-krofonu nadawczego, a zaciskami wyjciowymi elek-tryczne zaciski mikrofonu odbiorczego. System ten mona scharakteryzowa za pomoc elektrycznej impedancji przeniesienia, definiowanej jako iloraz napicia na nieobcionych zaciskach wyjciowych i prdu pyncego przez zaciski wejciowe. Wntrze tego ukadu elektro-akustycznego mona scharakte-ryzowa za pomoc akustycznej impedancji przenie-sienia, zdefiniowanej jako iloraz cinienia akustycz-nego dziaajcego na membran mikrofonu odbior-czego i prdkoci objtociowej membrany mikrofo-nu nadawczego. Jej warto zaley gwnie od nast-pujcych czynnikw: wymiarw geometrycznych sprzgacza, impedancji akustycznej kadego z mi-krofonw, czstotliwoci sygnau akustycznego, ci-nienia statycznego i temperatury gazu w sprzgaczu, stosunku ciepe waciwych gazu wypeniajcego sprzgacz, przewodzenia ciepa przez ciany sprzga-cza, rozkadu pola akustycznego w sprzgaczu. Ukad elektro-akustyczny mona opisa za pomoc rwna czwrnikowych (1) [2]. czc parami trzy mikrofony oznaczone numerami 1, 2 i 3 otrzymujemy trzy nie-zalene iloczyny (2) [2], na podstawie ktrych mona uzyska wyraenie okrelajce skuteczno cinienio-w kadego ztrzech mikrofonw.

pqZiZM

UqZMiZ=+=+

aap

ape (1)

1

2

a,12p,2p,1

1i

UZ

MM = (2)

gdzie: p jest cinieniem akustycznym doprowadzonym do wejcia akustycznego (membrany) mikrofonu, roz-oonym rwnomiernie na jej powierzchni (wyrao-nym w Pa), U jest napiciem sygnau na zaciskach elektrycznych mikrofonu (wyraonym w V), q jest prdkoci objtociow na wejciu akustycznym (membranie) mikrofonu (wyraonym wm3/s), i jest nateniem prdu przepywajcego przez zaciski elek-tryczne mikrofonu (wyraonym w A), Ze jest impe-dancj elektryczn mikrofonu w warunkach unieru-chomienia membrany (wyraon w), Za jest impe-dancj akustyczn mikrofonu przy nieobcionych zaciskach elektrycznych (wyraon w Pa s m-3), Mp Za jest wtrn i pierwotn impedancj przeniesienia (wy-raon wV s m-3), przy czym Mp jest skutecznoci cinieniow mikrofonu (wyraon w V Pa-1), Mp,1 i Mp,2 s skutecznociami cinieniowymi mikrofonw

16


17

Technika i pomiary

oznaczonych jako 1 i 2 (symbole podkrelone repre-zentuj wielkoci zespolone).

Elektryczn impedancj przeniesienia mierzy si przez porwnanie z rezystancj lub pojemnoci wzorcow poczon szeregowo z mikrofonem nadawczym. Akustyczn impedancj przeniesienia dla danej pary sprzonych mikrofonw mona ob-liczy na podstawie ukadu zastpczego przedstawio-nego na rys. 1, zgodnie z (3) [2] i na podstawie ukadu przedstawionego na rys. 2, zgodnie z (4) [2].

rs,r

e,2

rs,r

e,1

sa,2a,1a,'a,12

j1111p

Vp

Vp

VZZZZ V

(3)

0a,2a,0

a,1

a,00

a,2

a,0

a,1

a,0

a,0a,12

sinh1cosh11 lZZ

ZZ

lZZ

ZZ

ZZ (4)

gdzie: V jest cakowit objtoci geometryczn sprzgacza (wyraon w m3), Ve,1 jest objtoci rw-nowan mikrofonu, oznaczonego 1, (wyraon w m3), Ve,2 jest objtoci rwnowan mikrofonu, oznaczonego 2, (wyraon w m3), Za,V jest impedancj akustyczn gazu zawartego w sprzgaczu (wyraon w Pa s/m3), jest pulsacj (wyraon w rad/s), ps jest cinieniem statycznym (wyraonym wPa), ps,r jest

cinieniem statycznym w warunkach odniesienia (wyraonym w Pa), jest stosunkiem ciepe waci-wych w warunkach pomiaru, a r jest wartoci wspczynnika w warunkach odniesienia.

Wzorzec pierwotny cinienia akustycznego utrzymywany w Gwnym Urzdzie Miar (GUM)

Rys historyczny

Najwczeniejsze dowiadczenia GUM dotyczce wzorcowania mikrofonw wzorcowych metod wza-jemnoci byy zwizane z rcznie obsugiwan apa-ratur Bruel&Kjear typ 4143. W 1998 r. GUM zakupi sterowany komputerowo system pomiarowy do wzor-cowania mikrofonw klasy LS2 metod niepewnoci, opracowany w National Physical Laboratory (NPL). Jego moliwoci zostay w 2000 r. rozszerzone siami wasnymi (przez pracownikw GUM przy wsparciu specjalistw z NPL) o wzorcowanie mikrofonw klasy LS1. Moliwoci GUM w zakresie wzorcowania mi-krofonw metod wzajemnoci byy nastpnie po-twierdzone w porwnaniach kluczowych [4, 5], co byo podstaw do zatwierdzenia najlepszych moli-woci pomiarowych CMC [8], opublikowanych w ba-zie porwna kluczowych KCDB prowadzonej przez BIPM (Midzynarodowe Biuro Miar) [9]. System umoliwia wzorcowanie mikrofonw metod wza-jemnoci (ograniczajce si do wyznaczenia tylko moduu skutecznoci) wzakresie czstotliwoci od 31,5 Hz do 10 kHz (mikrofony LS1) i od 31,5 Hz do 20 kHz (mikrofony LS2), przy czstotliwociach zmie-nianych z krokiem 1/3-oktawowym. Po ponad dzie-siciu latach uywania zarwno sprzt komputerowy ioprogramowanie dziaajce w systemie MS DOS, jak te niektre analogowe przyrzdy pomiarowe sta-y si przestarzae. Pomiary wykonywane za pomoc tego systemu byy bardzo czasochonne. Dodatkowo system nie spenia wymaga drugiego wydania nor-my IEC 61094-2. W 2009 r. istniejcy w GUM system pomiarowy zosta zmodernizowany w taki sposb, aby odpowiada najnowszej wersji uywanej w NPL. Zasadnicze elementy dotychczasowego systemu GUM (mikrofony wraz z ich danymi historycznymi, sprz-gacze oraz przyrzdy zapewniajce spjno pomia-row) pozostay niezmienione. To umoliwio utrzy-manie dotychczasowych CMC na niezmienionym poziomie. Modernizacja obejmowaa wymian sta-rych analogowych woltomierzy na nowe selektywne

Rys. 1. Ukad zastpczy stosowany do wyznaczania akustycznejimpedancjiprzeniesienia Za,12, gdy wymiary sprzgacza

s mae w porwnaniu z dugoci fali [2]Fig. 1. Equivalent circuit for evaluating Za,12 when coupler dimensions

are small compared with wavelength[2]

Za,1 p2

Mp,1 i1

Za,V Za,2

Rys. 2. Ukad zastpczy stosowany do wyznaczania akustycznejimpedancjiprzeniesienia Za,12,

kiedyzakadasi,ewsprzgaczu rozchodzi si fala paska [2]Fig. 2. Equivalent circuit for evaluating Za,12 when plane wave

transmission in the coupler can be assumed[2]

Za,1 p2

Mp,1 i1

Za,2Za,0 , y , l0

17


Technika i pomiary

woltomierze DSP (Digital Signal Processing), wymia-n oprogramowania na takie, ktre dziaa w rodo-wisku MS Windows, a take znaczce rozszerzenie moliwoci technicznych ukadu poprzez dodanie moliwoci wyznaczania kta fazowego, rozszerzenie dolnej granicy czstotliwoci pracy do 2 Hz oraz wy-znaczanie akustycznych parametrw mikrofonw za wykorzystaniem metody wielosprzgaczowej.

Stan obecny

Uywany obecnie w GUM wzorzec pierwotny cinienia akustycznego [12] skada si z czterech uka-dw pomiarowych przeznaczonych do pomiaru na-stpujcych parametrw wzorcowanych mikrofonw: rezystancji izolacji, elektrycznej impedancji przenie-sienia sprzonych cinieniowo par mikrofonw, ca-kowitej objtoci efektywnej oraz gbokoci wnki czoowej. Wan czci wzorca pierwotnego s ze-stawy mikrofonw klasy LS1 i LS2 razem z danymi dotyczcymi ich historycznych wynikw, przyrzdy do monitorowania warunkw rodowiskowych (tem-peratury, cinienia statycznego i wilgotnoci wzgld-nej powietrza) oraz specjalistyczne oprogramowanie dziaajce wsystemie MS Windows. Pomiary mog

by wykonywane tylko w nastpujcych warunkach rodowiskowych: cinienie statyczne od 99kPa do 103,5 kPa; temperatura powietrza od 21,5 C do 24,5C; wilgotno wzgldna powietrza od 30% do 65%.

Ukad do pomiaru elektrycznej impedancji prze-niesienia U/i implementuje zmodyfikowan wersj metody pomiarowej zaproponowanej przez Koidana [10], gdzie iloraz U/i jest porwnywany zwzorcowan rezystancj lub, przy czstotliwociach mniejszych od 20 Hz, z wzorcowan pojemnoci. Prd elektryczny pyncy przez mikrofon nadawczy jest wyznaczany porednio poprzez pomiar spadku napicia na wzor-cowanej impedancji (wybranej z zestawu impedancji w zalenoci od czstotliwoci) poczonej szeregowo z elektrycznymi zaciskami mikrofonu nadawczego. Napicie na zaciskach otwartych mikrofonu odbior-czego jest wyznaczane metod napicia podstawio-nego. Wczasie pomiaru mikrofon nadawczy jest sprzony z mikrofonem odbiorczym za pomoc jed-nego zczterech sprzgaczy w ksztacie walca, o wa-ciwie dobranej rednicy, wykonanych z syntetycz-nego szafiru. Sprzgacze nie posiadaj kapilar.

Cakowita objto efektywna mikrofonu skada si z dwch skadnikw: wymiarw fizycznych wnki

Rys. 3. Ukad do pomiaru elektrycznej impedancji przeniesienia U/i [12]Fig. 3. The setup for electrical transfer impedance (U/i) measurement [12]

18


19

Technika i pomiary

czoowej i objtoci rwnowanej wynikajcej z aku-stycznej impedancji membrany mikrofonu. Do obli-czenia skutecznoci mikrofonu uywa si wielkoci nazywanej objtoci czoow mikrofonu, zdefinio-wanej jako rnica midzy cakowit objtoci efek-tywn i rwnowan objtoci membrany. Cakowit efektywn objto mikrofonu wyznacza si metod akustyczn. Cinienie akustyczne jest wytwarzane w specjalnej komorze pomiarowej zamknitej z jednej strony wnk czoow mikrofonu badanego. Cinienie to jest mierzone za pomoc systemu monitorujcego, skadajcego si z mikrofonu pomiarowego,

przedwzmacniacza mikrofonowego i wzmacniacza fazoczuego. W kolejnym kroku, przy niezmienio-nych warunkach pobudzenia akustycznego, pomiar ten jest powtarzany w warunkach, gdy wnka czoo-wa mikrofonu badanego jest zastpiona kolejno przez dwie wnki o dokadnie znanych objtociach, z kt-rych jedna ma mniejsz, a druga wiksz objto ni wnka mikrofonu. Zmierzone cinienie akustyczne jest odwrotnie proporcjonalne do objtoci wnki zamykajcej komor. Cakowit efektywn objto mikrofonu wyznacza si na podstawie wynikw po-miarw cinienia akustycznego, stosujc interpolacj liniow. Integraln czci pomiaru objtoci czoo-wej mikrofonu jest pomiar gbokoci wnki. Wykonuje si go za pomoc specjalnego mikroskopu pomiarowego wyposaonego wczujnik zegarowy monitorujcy przemieszczenie pionowe ukadu optycznego.

Akustyczne parametry mikrofonu, tj. jego impe-dancji akustycznej: akustyczn mas, podatno ire-zystancj wyznacza si metod wielosprzgaczow. Odbywa si to w dwch etapach: wpierwszym modu i kt fazowy odpowiedzi mikrofonw wyznacza si stosujc ukad do pomiaru elektrycznej impedancji przeniesienia i cztery sprzgacze o rnych objto-ciach, w drugim skadowe impedancji akustycznej mikrofonw s wyznaczane metod optymalizacji, z wykorzystaniem programu narzdziowego opraco-wanego w NPL.

Poziom i kt fazowy skutecznoci wzorcowanego mikrofonu s obliczane na podstawie wynikw po-miaru elektrycznej impedancji przeniesienia (przy-najmniej trzy powtrzenia eksperymentu), wynikw pomiaru objtoci czoowej i gbokoci wnki czo-owej oraz wynikw wyznaczenia impedancji aku-stycznej mikrofonu, wyraonej jako wartoci skado-wych modelu mikrofonu oparametrach skupionych: masa akustyczna, podatno akustyczna i rezystancja akustyczna. Chocia mog by te wykorzystane war-toci nominalne tych parametrw. Dla mikrofonw B&K typ 4160, 4144 i 4180 moliwa jest korekcja ob-liczonych wynikw do warunkw rodowiskowych odniesienia.

Przedstawiony powyej wzorzec pierwotny umoliwia wzorcowanie mikrofonw wzorcowych klasy LS1 w zakresie czstotliwoci od 2 Hz do 10 kHz i klasy LS2 w zakresie od 20 Hz do 20 kHz, przy cz-stotliwociach o wartociach dokadnych [11], zmie-nianych z krokiem 1/n oktawy. Niepewno

Tab. 1. Niepewnoci rozszerzone wyznaczania poziomu i kta fazowego skutecznoci mikrofonu

Table 1. Expanded uncertainties of microphone sensitivity level and phase angle determination

CzstotliwoFrequency

(Hz)

Niepewno rozszerzonaExpanded uncertainty

Poziom skutecznociSensitivity level

(dB)

Kt fazowy skutecznoci

Sensitivity phase angle

()LS1 LS2 LS1 LS2

2 0,27 2,8

4 0,13 2,2

8 0,12 1,9

16 0,12 1,7

20 0,12 1,5

25 0,12 0,07 1,5 1,2

31,5 0,03 0,06 1,5 1,1

63 0,03 0,05 1,1 0,7

125 0,03 0,04 0,9 0,7

250 0,03 0,04 0,9 0,6

500 0,03 0,03 0,7 0,6

1000 0,03 0,03 0,7 0,6

2000 0,03 0,03 1,1 0,6

2500 0,03 0,03 0,9 0,6

3150 0,04 0,03 1,0 0,6

4000 0,05 0,03 1,2 0,6

5000 0,06 0,03 1,0 0,6

6300 0,06 0,04 1,0 0,7

8000 0,06 0,05 1,2 0,7

10000 0,11 0,06 1,4 0,8

12500 0,08 0,8

16000 0,08 1,0

20000 0,12 1,4

19


Technika i pomiary

wzorcowania, oszacowana zgodnie z [12, 13] i wyra-ona jako niepewno rozszerzona przy poziomie ufnoci okoo 95 %, zaley od czstotliwoci sygnau pomiarowego i klasy mikrofonu. Wartoci niepew-noci rozszerzonej wzorcowania mikrofonw na sta-nowisku wzorca pierwotnego cinienia akustycznego, utrzymywanego obecnie w GUM, s przedstawione w tab.1.

Stabilno wzorca pierwotnego cinienia akustycznego utrzymywanego w GUM

Wszystkie laboratoryjne mikrofony wzorcowe klasy LS1 i LS2, bdce w posiadaniu GUM, s regu-larnie wzorcowane, monitorowana jest te ich stabil-no. Dane dotyczce wynikw wzorcowania najstar-szych mikrofonw s dostpne od 1998 r. (dane do-tyczce pomiaru kta fazowego od 2010 r.). Okazuje si, e stabilno poziomu skutecznoci mikrofonw

jest bardzo dobra. Maksymalna zmiana poziomu sku-tecznoci przy czstotliwoci 250 Hz pomidzy ko-lejnymi, przeprowadzanymi raz w roku wzorcowa-niami, nie przekracza na og 0,03 dB, zarwno dla mikrofonw klasy LS1, jak i LS2. Przykady wynikw monitoringu poziomu skutecznoci najbardziej sta-bilnych mikrofonw przedstawiono graficznie na rys.4i5.

Rwnowano midzynarodowa wzorca cinienia akustycznego utrzymywanego wGUM

Gwny Urzd Miar bierze udzia w porwna-niach kluczowych organizowanych przez Komitet Doradczy ds. Akustyki, Ultradwikw i Drga (CCAUV) Midzynarodowego Komitetu Miar (po-rwnania CIPM) i Regionalne Organizacje Metrologiczne (porwnania RMO), zgodnie zwyma-ganiami porozumienia CIPM MRA [9]. Porwnania

kluczowe umoliwiaj wzajemne uznawanie pastwowych wzor-cw pomiarowych, bdcych w posiadaniu krajowych instytu-cji metrologicznych. Kade po-rwnanie kluczowe CIPM ko-czy si raportem zawierajcym: wyniki indywidualne kadego instytutu, cznie z deklarowa-nymi niepewnociami; wartoci odniesienia porwnania kluczo-wego (KCRV), cznie ze zwiza-nymi z nimi niepewnociami; dla kadego instytutu odchylenia uzyskanych wynikw od warto-ci odniesienia (KCRV) i niepew-noci tych odchyle, tj. stopnie rwnowanoci; dodatkowo stopnie rwnowanoci wzorcw midzy kadymi dwoma uczest-niczcymi instytutami. Porw- nania kluczowe, organizowane przez RMO, musz by powiza-ne (linkowane) z odpowiadaj- cymi im porwnaniami CIPM poprzez uczestnikw biorcych udzia w obu porwnaniach. Wyniki porwna kluczowych CIPM i RMO s publikowane przez BIPM w bazie KCDB.

Rys. 4. Wyniki monitoringu stabilnoci poziomu skutecznoci przy 250 Hz dla mikrofonu B&K typ 4160 nr1453795

Fig. 4. Results of monitoring of sensitivity level stability at 250 Hz for the B&K microphone type 4160 No. 1453795

Rys. 5. Wyniki monitoringu stabilnoci poziomu skutecznoci przy 250 Hz dla mikrofonu B&K typ 4180 nr1886374

Fig. 5. Results of monitoring of sensitivity level stability at 250 Hz for the B&K microphone type 4180 No. 1886374

20


21

Technika i pomiary

a) b)

Rys. 7. Stopnie rwnowanoci wzorcw pastwowych przy czstotliwoci 2 Hz (a) i 250 Hz (b) oraz zwizane z nimi niepewnoci rozszerzone, uzyskane dla poziomu skutecznoci w porwnaniu CCAUV.A-K5

Fig. 7. Degrees of equivalence of national standards at 2 Hz (a) and 250 Hz (b) and associated expanded uncertainties obtained in CCAUV.A-K5 for sensitivity level

a) b)

Rys. 8. Stopnie rwnowanoci wzorcw pastwowych przy czstotliwoci 2 Hz (a) i 250 Hz (b) oraz zwizane z nimi niepewnoci rozszerzone, uzyskane dla kta fazowego skutecznoci wporwnaniu CCAUV.A-K5

Fig. 8. Degrees of equivalence of national standards at 2 Hz (a) and 250 Hz (b) and associated expanded uncertainties obtained in CCAUV.A-K5 for sensitivity phase angle

a) b)

Rys. 6. Stopnie rwnowanoci wzorcw pastwowych przy czstotliwoci 250 Hz oraz zwizane z nimi niepewnoci rozszerzone, uzyskane dla poziomu skutecznoci w porwnaniu CCAUV.A-K1 (a) iCCAUV.A-K3 (b)

Fig. 6. Degrees of equivalence of national standards at 250 Hz and associated expanded uncertenties obtained in CCAUV.A-K1 (a) and CCAUV.A-K3 (b)

21


Technika i pomiary

Raporty kocowe z porwna s take publikowane w dodatku technicznym midzynarodowego czaso-pisma Metrologia (Technical Supplement to Metrologia).

W latach 19992007 GUM bra z sukcesem udzia w nastpujcych porwnaniach kluczowych: E U ROM E T. AU V. A-K 1, C C AU V. A-K 1, CCAUV.A-K3, COOMET.AUV.A-K1 i COOMET.AUV.A-K3 (w dwch ostatnich jako instytut linku-jcy) [4-7]. Przykady stopni rwnowanoci uzyska-nych w porwnaniach CCAUV.A-K1 i CCAUV.A-K3 s przedstawione graficznie na rys. 6. W latach 20102013, po modernizacji wzorca pierwotnego, GUM wzi udzia w porwnaniu CCAUV.A-K5 [14], doty-czcym wzorcowania mikrofonw klasy LS1 (z za-kresem znaczco rozszerzonym w porwnaniu z po-przednim porwnaniem CCAUV.A-K1), a take w porwnaniu uzupeniajcym AFRIMETS.AUV.A-S1 [15], poprzedzajcym przysze porwnanie kluczowe CIPM w zakresie wzorcowania mikrofonw klasy LS2. Wyniki GUM w obu tych porwnaniach okazay si satysfakcjonujce. Przykady stopni rw-nowanoci uzyskanych w porwnaniu CCAUV.A-K5 s przedstawione graficznie dla poziomu skutecznoci ikta fazowego skutecznoci odpowiednio na rys. 7 i 8. Wyniki uzyskane przez GUM w porwnaniach CCAUV.A-K5 i AFRIMETS.AUV.A-S1 pozwol na znaczc zmian wartoci CMC w dziedzinie akustyki.

Wnioski

Pomiary poziomu dwiku mona uzna za wia-rygodne tylko wtedy, gdy s przeprowadzone zza-chowaniem spjnoci pomiarowej z wzorcem pier-wotnym. Wzorzec pierwotny cinienia akustycznego utrzymywany w GUM, zaprezentowany w niniejszym artykule, mona uwaa za bardzo dobre rdo spj-noci pomiarowej dla wszystkich pomiarw aku-stycznych wykonywanych zarwno w Polsce, jak i na caym wiecie, poniewa jest on, zgodnie z porozu-mieniem CIPM-MRA, uznany midzynarodowo.

Literatura

[1] Jarvis D. R., Realization of the standard of sound pressure through the calibration of half-inch laborato-ry standard condenser microphones. Ph. D. Thesis, Kings College, London, 1989.

[2] IEC 61094-2:2009 Electroacoustics Measurement mi-crophones Part 2: Primary method for pressure cali-bration of laboratory standard microphones by the re-ciprocity technique.

[3] IEC 61094-1:2000 Electroacoustics Measurement mi-crophones Part 1: Specifications for laboratory stan-dard microphones.

[4] Barham R.,Report on key comparison CCAUV.A-K1. Metrologia40, Technical Supplement, 09002, 2003.

[5] Cutanda Henrquez V., Rasmussen K., Final report on the key comparison CCAUV.A-K3, Metrologia 43, Technical Supplement, 09001, 2006.

[6] Barrera-Figueroa S., Nielsen L., Rasmussen K., Report on the Regional Comparison COOMET.AUV.A-K3, Metrologia44, Technical Supplement, 09002, 2007.

[7] Fedtke T., Final report on key comparison COOMET.AUV.A-K1, Metrologia 46, Technical Supplement, 09004, 2009.

[8] Calibration and Measurement Capabilities in the con-text of the CIPM MRA. http://www.bipm.org/utils/common/CIPM_MRA/CIPM_MRA-D-04.pdf, http://kcdb.bipm.org/

[9] Mutual recognition of national measurement stan-dards and of calibration and measurement certificates issued by national metrology institutes, Paris, 14 October 1999, http://www.bipm.org/utils/en/pdf/mra_2003.pdf.

[10] Koidan W., Method for measurement of E/I in the re-ciprocity calibration of condenser microphones, J.Acoust. Soc. Am. 32, p. 611, 1960.

[11] ISO 266:1997, Acoustics Preferred frequencies.[12] Barham R., Avison J. E. M.,Pressure Calibration of

Laboratory Standard Microphones by the Reciprocity Method. Instruction Manual, NPL, November 2009.

[13] ISO/IEC Guide 98-3 Uncertainty of measurement Part 3: Guide to the expression of uncertainty in me-asurement (GUM:1995).

[14] Avison J., Barham R., Report on key comparison CCAUV.A-K5: Pressure calibration of laboratory stan-dard microphones in the frequency range 2 Hz to 10kHz, NPL REPORT AC 11, 2014.

[15] Nel R., Barrera-Figueroa S., Dobrowolska D., Defilippo Soares Z. M., Maina A. K., Hof C., Final re-port of supplementary comparison AFRIMETS.AUV.A-S1: primary pressure calibration of LS2aP mi-crophones according to IEC 61094-2, over the frequen-cy range 1Hz to 31.5kHz.

22


23

Technika i pomiary

Wpyw przyspieszenia ziemskiego na pomiar masy przy ocenie zgodnoci wag nieautomatycznychThe significance of the gravity acceleration on the weight measurement in conformity assessment of non-automatic weighing instrumentsPiotr Rymkiewicz (Biuro Metrologii Prawnej GUM)

Wprowadzanie wag nieautomatycznych do obrotu i uytkowania po ocenie zgodnoci w niektrych krajach wie si z okreleniem ustalonych administracyjnie stref grawitacyjnych. Wedug Przewodnika WELMEC 2 mona stosowa rwnie tzw. now koncepcj grawitacyjn, ktra umoliwia ustalanie stref uytkowania wagi w okrelonym zakresie szerokoci geograficznej i pooenia nad poziomem morza w zalenoci od zamierzonego miejsca uytkowania wagi.

The placing on the market and putting into service non-automatic weighing instruments in conformity assessment in some countries is connected with fixed administratively gravitation zones. According to the Guide WELMEC 2 there can also be used so called the new gravity concept, that allows determi-nation an application area for the instrument in the specified range of latitude and location above sea level in relation to the intended place of use.

Zgodnie z definicj zawart w Dyrektywie Par-lamentu Europejskiego i Rady 2009/23/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie wag nieautomatycz-nych (wersja ujednolicona Dz. U. UE nr L 122 z 16.5.2009), dawniej dyrektywa nr 90/384/EWG, waga jest to przyrzd pomiarowy sucy do wyzna-czania masy ciaa przez wykorzystanie dziaania na ciao siy grawitacji. Przejawem oddziaywania gra-witacyjnego jest przyspieszenie ziemskie oznaczone symbolem g i wynoszce w przyblieniu 9,81 m/s2. Warto przyspieszenia ziemskiego jest zmienna w przestrzeni i ma wpyw na pomiary masy. Wpraw-dzie masa danego ciaa jest staa i niezalena od si zewntrznych, jednak sama waga podlega wpy-wowi tych si. Cho istniej wagi, ktre mog kom-pensowa wpyw siy grawitacji, to wikszo z nich jest wraliwa na to oddziaywanie, gdy koszt takiej kompensacji jest ekonomicznie nieuzasadniony. Wobec tego producenci wag, osoby zajmujce si kontrol dziaania wag, jak rwnie uytkownicy po-winni posiada informacj co do wielkoci wpywu zmian przyspieszenia ziemskiego na wynik pomiaru masy.

W miejscu, gdzie waga jest adiustowana z wy-korzystaniem wzorcw masy, jej wskazania s teore-tycznie waciwe dla dowolnego waonego ciaa, pod

warunkiem, e pominiemy bdy wzorcw masy, si wyporu powietrza czy bdy spowodowane zmia-nami temperatury i wielu innych czynnikw. Tutaj zajmiemy si tylko konsekwencjami zmiany miejsca uytkowania wagi. Rozwaaniu poddane zostan wagi konkretnego rodzaju, czyli wagi nieautomatycz-ne (najbardziej typowe i uniwersalne ze wzgldu na ich zastosowanie i zakres pomiarowy), ktre podlega-j prawnej kontroli metrologicznej.

Wagi nieautomatyczne poddawane prawnej kon-troli metrologicznej (czyli inaczej takie, ktre s lega-lizowane w uytkowaniu) podlegaj ocenie zgodnoci zanim zostan wprowadzone do obrotu lub uytko-wania. Ocena zgodnoci wywodzi si z dyrektyw eu-ropejskich i ma na celu zniesienie barier w przepy-wie towarw na rozlegym obszarze Unii Europejskiej i pastw EFTA. Producent wagi moe przygotowywa j do dziaania w swojej fabryce, a nastpnie wysa w okrelony rejon Europy lub wiata, gdzie wystpuje inna warto przyspieszenia ziemskiego, podajc dla jakiego obszaru (strefy grawitacji) waga jest przezna-czona. Dziaanie takie daje producentowi pewno, e poinformowany w ten sposb uytkownik, organy nadzoru metrologicznego i jednostki notyfikowane bd wiadome, gdzie waga moe by uytkowana bez dodatkowych regulacji.

23


Technika i pomiary

W tym celu Organizacja Europejskiej Wsp-pracy w dziedzinie Metrologii Prawnej (WELMEC) opracowaa zalecenia, jak powinien postpi sam producent (posiadajcy stosown certyfikacj) lub jednostka notyfikowana, ktrej producent zgosi legalizacj WE, gdy ten drugi etap oceny zgodnoci jest przeprowadzany w innym miejscu ni miejsce jej uytkowana (pkt. 3.3 Przewodnika WELMEC 2). W stosownym dokumencie, zaczonym do wagi lub np. na wywietlaczu wagi, naley przedstawi dane okrelajce obszar, do jakiego waga jest przeznaczo-na, czyli opisa tzw. stref grawitacji.

Przyspieszenie ziemskie wyraa si wzorem:

g = 9,780318 (1 + 0,0053024 sin2 0,0000058 sin2 2) 0,000003085 a (1)

gdzie: g (m/s2) przyspieszenie ziemskie, () szeroko geograficzna, a (m) wysoko nad poziomem morza.

Stref grawitacji mona zdefiniowa podajc:1) warto przyspieszenia ziemskiego o wartoci od-

niesienia gR wraz z jego grn i doln wartoci gmax i gmin, lub

2) okrelajc zakresy dotyczce:a) szerokoci geograficznej min oraz max,b) wysokoci nad poziomem morza amin oraz amax.

W celu wyznaczenia powyszych granic przyjto zaoenie, zgodnie z zaleceniem zawartym w prze-wodniku WELMEC 2, e warto odchyki przy-spieszenia ziemskiego od wartoci odniesienia gR, tj. gmax gR lub gR gmin nie spowoduj, e warto bezwzgldna zmiany wyniku waenia przekroczy 1/3 bdu granicznego dopuszczalnego Emax wagi nieau-tomatycznej, przewidzianego przepisami prawa pod-czas legalizacji WE.

W celu atwego wyznaczania lub sprawdzania za-kresw strefy grawitacji warto posuy si bdem wzgldnym. Warto tego bdu wzgldnego nie po-winna przekroczy wartoci opisanej tutaj funkcj BW(n) (rys. 1). Jak wida, zmienn tej funkcji jest n, czyli liczba dziaek legalizacyjnych wagi e. Funkcj BW(n) mona okreli jako minimalny bd granicz-ny dopuszczalny wzgldy, jaki posiada w swoim za-kresie pomiarowym waga nieautomatyczna o obci-eniu maksymalnym, danym iloczynem: ne. Wykres funkcji BW(n) (linia ciga) otrzymuje si z wykresu schodkowego bdu granicznego dopuszczalnego Emax

(linia przerywana) dla wagi nieautomatycznej. Na wy-kresie wartoci funkcji Emax(n) wyraone s liczbowo w dziakach legalizacyjnych, natomiast wartoci licz-bowe funkcji BW(n) wyraone s w promilach.

Dziedzin funkcji BW(n) dla wag III klasy do-kadnoci jest n (od 500 do 10 000), a funkcja przyj-muje wartoci w poszczeglnych przedziaach:

BW(n) = 1/1000 dla 500 n < 1000BW(n) = 1/n dla 1000 n 2000BW(n) = 1/2000 dla 2000 < n < 3000BW(n) = 1/2n dla n 3000

Poniewa dopuszczalna odchyka, spowodowa-na zmian g, nie powinna przekroczy 1/3 BW(n), to otrzymamy zaleno:

|gx gR| / gR BW(n)/3 (2)

W przypadku gdy producent chce poda infor-macj o zakresie przyspieszenia ziemskiego (zgodnie z pkt. 1), otrzymamy:

(gx gR) / gR BW(n)/3 (3)

(gR gx) / gR BW(n)/3 (4)

std wyliczymy zakres wartoci przyspieszenia ziem-skiego: gx gR + BW(n) gR/3 (5)

gx gR BW(n) gR/3 (6)

oraz odpowiednio otrzymamy wartoci brzegowe:

gmax = gR + BW(n) gR/3 (7)

gmin = gR BW(n) gR/3 (8)

Okrelenie, czyli wybr wartoci granicznych dla strefy grawitacji (zgodnie z pkt. 2) jest raczej wybo-rem producenta, ale wymaga sprawdzenia, czy przy-

Rys. 1. Wykres bdu granicznego dopuszczalnego

24


25

Technika i pomiary

jte wartoci graniczne oraz a speniaj warunek okrelony wzorami (3) i (4). Aby sprawdzi zgodno tak ustalonej strefy grawitacji z zaoeniami, naley posuy si zalenoci:

(g + ga) / gR BW(n)/3 (9)

gdzie: g = 0,5 | g(max, am) g(min, am) oraz am = 0,5 (amin + amax) (10)

ga = 0,5 | g(m , amin) g(m, amax) oraz m = 0,5 (min + max) (11)

gR = g(m, am) (12)

Obliczamy te wartoci podstawiajc do wzoru (1) zmienne i a, a std wyliczymy zakres wartoci przy-spieszenia ziemskiego, dany zalenociami (7) i (8).

Przykad obliczeniowy

Przyjmijmy, e producent chce przeprowadzi legalizacj WE w penym zakresie u siebie w fabryce, a nastpnie wyekspediowa wag nieautomatyczn III klasy dokadnoci:

e = 5 g,n = 3000 (liczba dziaek dla obcienia maksymalnego),

do uytkownika tak, aby nie wymagaa ona w miej-scu przeznaczenia ponownej adiustacji spowodowa-nej zmian przyspieszenia ziemskiego. W tym celu naley dokona adiustacji na warto nominaln 52 szerokoci geograficznej oraz 100 m wysokoci nad poziomem morza, co potwierdza si wprowadzajc do wagi informacj w postaci 50,5 53,5 0 200 lub 50,5 53,5 : 0 200. Oznacza to, e strefa grawitacji dla wagi zostaa ograniczona od 50,5 do 53,5 sze-rokoci geograficznej oraz od 0 m do 200 m nad po-ziomem morza. Punktami centralnymi tej strefy s wszystkie punkty lece na szerokoci geograficznej 52 i wysokoci 100 m nad poziomem morza.

Dokonujemy sprawdzenia, czy podane granice strefy grawitacji speniaj wzr (9)

min = 50,5; max = 53,5, std m = 52amin = 0 m; amax = 200 m, std am = 100 m

podstawiajc do (10) i (11) otrzymamy odpowiednio:

g = 0,5 | 9,8134683 9,8108320 | = 0,0013181 m/s2

ga = 0,5 | 9,8124671 9,8118501 | = 0,0003085 m/s2

Ze wzoru (12) otrzymamy gR = 9,8121586 m/s2.

Obliczamy: BW(3000)/3 = 0,0005/3 = 0,000166(6) i otrzymujemy: (0,0013181 + 0,0003085)/9,8121586 = 0,0001658. Czyli wzr (9) jest speniony, gdy: 0,0001658 BW(3000)/3 = 0,000166(6). Przy okazji mona wyznaczy wartoci graniczne przyspieszenia ziemskiego dla tej strefy i otrzymamy:

gmax = g(max, amin) = g(53,5, 0) = 9,8137768 m/s2

gmin = g(min, amax) = g(50,5, 200) = 9,8105235 m/s2

Teraz sprawdzamy, czy speniony jest warunek opisany wzorami (3) i (4). Zgodnie z (3) otrzymamy: 0,00016491 BW(3000)/3, oraz zgodnie z (4) otrzy-mamy: 0,00016664 BW(3000)/3, gdy: BW(3000)/3 = 0,000166(6).

Ilustracj graficzn obydwu sposobw okrele-nia strefy grawitacji dla punktu odniesienia 52 sze-rokoci geograficznej i 100 m n.p.m. (odpowiada Warszawie) podano na rys. 2. Prostokt okrela stref grawitacji, gdy wykorzystujemy parametry oraz a, natomiast dwie pochylone proste ograniczaj stref grawitacji, gdy stosujemy gmin oraz gmax. W tle znajduj si punkty reprezentujce urednione wartoci oraz a dla niektrych miast. Wida, ktre z nich speniaj warunek dla zdefiniowanej strefy grawitacji. rod-kowa pochylona linia obrazuje punkty, ktre maj wartoci przyspieszenia ziemskiego o wartoci odnie-sienia gR. W taki sposb moemy dokona adiustacji wagi nieautomatycznej III klasy dokadnoci, dla ka-dej szerokoci geograficznej oraz wysokoci nad po-ziomem morza, w ktrych waga bdzie uytkowana.

Rys. 2. Okrelenie strefy grawitacji

25


Technika i pomiary

Wstp

Pracownia Pomiarw Objtoci Okrgowego Urzdu Miar w odzi opracowaa oprogramowanie przeznaczone do stosowania podczas legalizacji bez-cinieniowych zbiornikw pomiarowych w ksztacie cylindra stojcego, wzorcowanych metod geome-tryczn (opasania), dotyczce zbiornikw spawanych na styk, o maksymalnej liczbie carg rwnej 12 oraz maksymalnej liczbie wazw rwnej 7. Oprogra- mowanie to zastao napisane w jzyku VBA, jako aplikacja dla Microsoft Excel 2003 i zawiera: panel rozruchowy bazy danych, z pozycji ktrego mona sterowa caoci, baz danych dotychczas zalegali-zowanych zbiornikw, zapisk przeznaczon dla legalizatora do zapisywania (po jej wydrukowaniu) wynikw pomiarw podczas ich wykonywania oraz program do oblicze i edycji wymaganych dokumen-tw. W skad pakietu oprogramowania wchodz na-stpujce pliki:

link Baza danych zbiorniki; katalog plikw Zbiorniki_Metoda geometrycz-

na, w ktrym znajduj si: pliki dotychczas zalegalizowanych zbiorni-

kw umieszczone w bazie danych; pliki schematw carg; arkusz kalkulacyjny Microsoft Excel

Zapiska robocza.xlt; arkusz kalkulacyjny Microsoft Excel

Rozruch.xlt; arkusz kalkulacyjny Microsoft Excel Baza

danych.xls; arkusz kalkulacyjny Microsoft Excel

Zbiorniki_cylinder o osi gwnej pionowej_.xlt.

Aby poprawnie uytkowa powysze oprogramo-wanie, naley je zainstalowa na komputerze, na kt-rym uprzednio zainstalowano program Microsoft Excel 2003, poprzez skopiowanie katalogu plikw Zbiorniki_Metoda geometryczna na dysk twardy

Oprogramowanie stosowane w Okrgowym Urzdzie Miar w odzi podczas legalizacji zbiornikw pomiarowych w ksztacie cylindra stojcego, wzorcowanych metod geometrycznThe software implemented in the Laboratory of Volume Measurements in the Regional Office of Measures in Lodz applied during the verification of fixed vertical cylindrical storage tanks at atmospheric pressure calibrated by means of the strapping methodAndrzej Kela (Okrgowy Urzd Miar w odzi)

W artykule opisano oprogramowanie stosowane przez Pracowni Pomiarw Objtoci Wydziau Termodynamiki Okrgowego Urzdu Miar w odzi podczas legalizacji bezcinieniowych zbiornikw pomiarowych w ksztacie cylindra stojcego, wzorcowanych metod geometryczn (opasania), uwzgldniajce wymagania okrelone w Rozporzdzeniu Ministra Gospodarki z dnia 22 stycznia 2008 r. (tj. Dz. U. z 2014 r., poz. 1094).

The paper describes the software implemented in the Laboratory of Volume Measurements in the Regional Office of Measures in Lodz. This software meets the requirements ofOrginance of the Minister of Economy of 22 January 2008 (Dz. U. [Journal of Laws] of 2014, item 1094). It is applied during the verification of fixed vertical cylindrical storage tanks at atmospheric pressure calibrated by means of the strapping method.

26


27

Technika i pomiary

C:\ oraz linku Baza danych zbiorniki na pulpit. Po skopiowaniu tych elementw naley otworzy pro-gram Microsoft Excel 2003 i dokona jego konfigu-racji, wybierajc rodzaj zabezpiecze makr jako rednie oraz instalujc dodatki Analysis ToolPak oraz Analysis ToolPak VBA.

Wymagania dotyczce zbiornikw pomiarowych w ksztacie cylindra o osi gwnej pionowej, okrelone w [1], rni si od wymaga dotychczas obowizu-jcych nastpujco: zamiast wartoci bdu granicznego dopuszczal-

nego wzorcowania wprowadzona zostaa warto dopuszczalnej niepewnoci rozszerzonej wzorco-wania, ktra dla zbiornikw w ksztacie cylindra o osi gwnej pionowej posadowionych na stae wynosi 0,2% objtoci mierzonej przy poziomie ufnoci okoo 95% i k=2. Spenienie tego wa-runku wymaga obliczenia tej niepewnoci i sprawdzenia, czy mieci si ona w granicach dopuszczalnych.

pomiar objtoci cieczy przyjmowanej do zbior-nika posadowionego na stae lub z niego wyda-wanej powinien by dokonywany w dawkach nie mniejszych ni objto cieczy, jaka moe by zmierzona z bdem wzgldnym nie wikszym ni 0,2 % objtoci mierzonej. Spenienie tego warunku wymaga obliczenia dawki minimalnej zgodnie z tym kryterium.Przedstawione wyej oprogramowanie uwzgld-

nia wymagania zawarte w [1], [2], [3], [4], [5], [6] i [7], a niepewno pomiarw oblicza zgodnie z [8] i [9].

Opis oprogramowania

Panel rozruchowy bazy danych

W celu uruchomienia oprogramowania naley dwukrotnie klikn umieszczon na pulpicie podczas instalacji oprogramowania ikon linku Baza danych zbiorniki. Po otwarciu aplikacji Rozruch.xlt, jak rwnie kadej z pozostaych, ukae si komunikat Ostrzeenie o zabezpieczeniach, w ktrym naley wybra opcj Wcz makra. Nastpi przejcie do panelu rozruchowego bazy danych przedstawionego na rys. 1.

Panel rozruchowy posiada cztery przyciski: przy-cisk Otwrz baz danych otwierajcy baz danych, przycisk Utwrz nowy rekord, tworzcy plik wy-konujcy obliczenia i edycj wymaganych doku-

mentw nowego, legalizowanego zbiornika pomiaro-wego, przycisk Schematy carg, otwierajcy dostp do rysunkw przekrojw poprzecznych zbiornika oraz przycisk Zapiska robocza, otwierajcy zapisk do rcznego zapisu wynikw wzorcowania.

Baza danych dotychczas zalegalizowanych zbiornikw

Naciskajc w panelu rozruchowym przycisk Otwrz baz danych, otwieramy aplikacj Microsoft Excel Baza danych.xls z otwart zakadk Baza danych. Baza przedstawiona jest w formie listy, a kady rekord tej bazy zawiera podstawowe infor-macje o legalizowanym zbiorniku, takie jak: nr ID zbiornika, nr rejestru zgosze, pojemno nominal-na (w m3), rednica wewntrzna (w mm), ilo carg, nr fabryczny i inwentarzowy, znak typu itp. Po zdjciu ochrony z arkusza, baz mona przeszukiwa po ka-dej z przedstawionych wyej informacji o zbiorniku wedug dowolnych kryteriw.

Nr ID zbiornika jest hiperczem do pliku za-wierajcego wszystkie dane o zbiorniku, zapiski z wy-konanych pomiarw oraz oblicze potrzebnych do edycji wiadectwa legalizacji i tablicy objtoci wraz z gotowymi do wydruku dokumentami.

Schematy carg

Nacinicie w panelu rozruchowym przycisku Schematy carg otwiera aplikacj Microsoft Excel Baza danych.xls z otwart zakadk Schematy carg. W kolumnie tabeli oznaczonej Nr ID schema-tu carg zapisane s hipercza do plikw przedsta-wiajcych te schematy. Dwa pierwsze wiersze tabeli zawieraj hipercza do schematw pierwszej cargi zbiornika z dachem staym lub z dachem pywaj-cym, przedstawionym na rys. 3. Po wydrukowaniu schematw, legalizator zapisuje w nich wyniki doko-nywanych pomiarw dachu pywajcego, wazw i zalewu czciowego. Pozostae wiersze zawieraj hipercza do schematw bdcych przekrojami po-przecznymi zbiornika w zalenoci od iloci carg,

Rys. 1. Panel rozruchowy bazy danych

27


Technika i pomiary

co przedstawiono na rys. 2. Wybr waciwego sche-matu uatwiaj zapisy w pozostaych kolumnach ta-beli, okrelajce liczb carg zbiornika oraz nazw schematu. Po wydrukowaniu schematu legalizator zapisuje na nim wyniki dokonywanych pomiarw.

Zapiska robocza

Nacinicie w panelu rozruchowym przycisku Zapiska robocza otwiera aplikacj Microsoft Excel Zapiska robocza.xlt. Po wypenieniu pl zaznaczo-nych kolorem jasnotym i naciniciu przycisku

Potwierd formatowanie zapiski, zapiska zostanie automatycznie sformatowana z uwzgldnieniem uprzednio zapisanych informacji i przygotowana do wydruku. Po jej wydrukowaniu, w biaych polach legalizator zapisze wyniki przeprowadzonych pomia-rw, przeznaczonych dla danego zbiornika, nie-uwzgldnionych w schematach carg.

Program do wykonywania oblicze oraz edycji wymaganych dokumentw

Nacinicie w panelu rozruchowym przycisku Utwrz nowy rekord otwiera aplikacj Microsoft Excel Zbiorniki_cylinder o osi gwnej pionowej_.xlt, ktra zawiera: odkryte arkusze zapisek z doko-nanych pomiarw, arkusze informacyjne i sterowa-nia, arkusze zawierajce wiadectwa legalizacji i ta-blice objtoci oraz ukryte arkusze wykonujce po-trzebne obliczenia zgodnie z wymaganiami okrelo-nymi w [1] do [10].

Pola kadego z odkrytych arkuszy nie przezna-czone do edycji zostay zablokowane, a kady arkusz przed edycj jest chroniony hasem, co jest podykto-wane wzgldami bezpieczestwa przed niezamierzo-n ingerencj uytkownika w formuy i makra. Oprogramowanie umoliwia wykonanie pomiarw obwodw zbiornika za pomoc przymiaru wstgo-wego kreskowego lub przymiaru wstgowego kresko-wego i wzka pionujcego, a w przygotowaniu jest arkusz przeznaczony do wykonywania pomiarw obwodw metod EODR. Powysze oprogramowanie zawiera rwnie arkusze z algorytmami stosowanymi w tablicach API, za pomoc ktrych dokonuje si oblicze gstoci produktu naftowego w temperaturze odniesienia 15 C, odpowiadajcej gstoci obserwo-wanej oraz wspczynnika VCF do korekcji objtoci w 15 C podczas waenia dachu pywajcego. Arkusze te zostay opracowane w oparciu o publikacj: Manual of Petroleum Measurement Standards Chapter 11.1 Volume Correction Factor Volume VIII, wydan przez: API STANDARD 2540 wydanie 1, sierpie 1980.

Poniewa aplikacja ta posiada cza do bazy da-nych, ukae si komunikat o aktualizacji tych danych i po naciniciu przycisku Aktualizuj pojawi si ekran powitalny przedstawiony na rys. 4. Po wyra-eniu zgody na kontynuacj przez nacinicie przy-cisku Tak, uruchomi si okno dialogowe Dane Podstawowe, przedstawione na rys. 5. Nacinicie

Rys. 2. Przykad schematu carg zbiornika w zalenoci od ich liczby w zbiorniku

Rys. 3. Przykad schematu pierwszej cargi zbiornika z dachem pywajcym

28


29

Technika i pomiary

przycisku Nie w ekranie powitalnym spowoduje zamknicie programu.

Okno dialogowe Dane podstawowe zawiera rne podokna, ktre naley wypeni. Trzeba w nich poda: rodzaj dokonywanej czynnoci, dane identy-fikujce producenta, wnioskodawc, miejsce posado-wienia zbiornika, zastosowany przyrzd do pomiaru wysokoci napenienia zbiornika, zastosowany przy-rzd do pomiaru obwodw carg, rodzaj medium sto-sowanego podczas uytkowania zbiornika, a take czy bdzie to produkt naftowy i czy przewidywana objto zalewu czciowego bdzie wiksza od 30000 dm3. Takie podokna mona okreli, wybie-rajc jedn z opcji znajdujcych si na listach rozwi-jalnych. Pozostae podokna naley wypeni wpisujc odpowiednie wartoci.

UWAGA: wszelkie daty naley wpisywa w for-macie rokmiesicdzie, np 2012-07-25. Dane w listach rozwijalnych identyfikujcych producenta, wnioskodawc i miejsce posadowienia zbiornika, s powizane z danymi w listach: Miejsce posado-wienia zbiornika, Producent zbiornika oraz Zgaszajcy zbiornik do legalizacji, zamieszczo-

nymi w arkuszu Dane aplikacji Microsoft Excel Baza danych.xls. Edycja tych danych powoduje zmiany w listach im odpowiadajcych, zamieszczo-nych w oknie Dane podstawowe.

W kadym z okien dialogowych wymagane jest wypenienie wszystkich podokien, w przeciwnym przypadku po klikniciu przycisku OK nie nastpi udostpnienie nastpnego okna dialogowego, co skut-kuje odpowiednim komunikatem. Nacinicie przy-cisku OK w oknie dialogowym Dane podstawowe umoliwi przejcie do nastpnego okna dialogowego Konstrukcja, przedstawionego na rys. 6.

Orientacyjn rednic wewntrzn wzorcowanej komory zbiornika pomiarowego naley okreli,

uprzednio dokonujc pomiaru grnego obwodu ze-wntrznego pierwszej cargi i gruboci blachy tej cargi, zgodnie z nastpujcym wzorem [2]:

11g

w 2

Ud (1)

gdzie:dw rednica wewntrzna wzorcowanej komory

zbiornika pomiarowego (w mm),U1g grny obwd zewntrzny pierwszej cargi (w mm),1 grubo blachy pierwszej cargi (w mm).

Pozostae podokna naley okreli wybierajc jedn z opcji znajdujcych si na ich listach rozwijal-nych. Po wypenieniu wszystkich podokien naley klikn przycisk OK, co umoliwi przejcie do na-stpnego okna dialogowego Elementy wewntrzne przedstawionego na rys. 7.

Dane dotyczce elementw wewntrznych wzor-cowanej komory zbiornika pomiarowego naley okreli przez wybranie odpowiedniej opcji: tak lub nie. Jeeli w polu wystpowania urzdzenia we-wntrznego zaznaczono tak, to w polu nazwy tego

Rys. 4. Ekran powitalny

Rys. 5. Okno dialogowe Dane podstawowe Rys. 6. Okno dialogowe Konstrukcja

29


Technika i pomiary

urzdzenia naley wpisa jego nazw, a jeeli w polu wystpowania urzdzenia wewntrznego zaznaczono nie, to w polu nazwy tego urzdzenia naley wpisa 0, po czym naley nacisn przycisk OK, co umoliwi przejcie do nastpnego okna dialogowego.

Jeeli w oknie dialogowym Konstrukcja zostaa wybrana opcja stay, pojawi si okno dialogowe Potwierdzenie (patrz rysunek 10). Jeeli w oknie dialogowym Konstrukcja zostaa wybrana opcja pywajcy lub stay i wewntrzny pywajcy, po-jawi si okno dialogowe Waenie dachu przedsta-wione na rys. 8.

Dane w podoknach naley okreli wybierajc jedn z opcji znajdujcych si na listach rozwijalnych. Po wypenieniu wszystkich podokien naley klikn przycisk OK, co umoliwi przejcie do nastpnego okna dialogowego. Jeeli w poprzednim oknie dialo-gowym Waenie dachu w podoknie Czy bdzie dokonywane waenie dachu pywajcego zostaa

wybrana opcja tak, pojawi si okno dialogowe Waenie dachu2, przedstawione na rys. 9.

Dane w podoknach naley okreli wybierajc jedn z opcji znajdujcych si na ich listach rozwijal-nych. Po wypenieniu podokien naley nacisn przy-cisk OK, co umoliwi przejcie do nastpnego okna dialogowego Potwierdzenie.

Nacinicie przycisku TAK spowoduje automa-tyczn konfiguracj aplikacji do okrelonych wcze-niej warunkw oraz uruchomi przejcie do okna dialogowego Zapisywanie jako. Okno dialogowe Zapisywanie jako umoliwia nadanie nazwy arku-szowi Excela i zapisanie w odpowiednim miejscu na dysku twardym komputera. Aby plik by widoczny w bazie danych, wymagane jest zapisanie go w nast-pujcej ciece dostpu: C:\ Zbiorniki_Metoda geo-metryczna \[nazwa pliku].xls oraz utworzenie hiper-cza, w ktrym nazwa pliku powinna by kolejnym numerem identyfikacyjnym ID zbiornika.

Po klikniciu przycisku Zapisz, plik zostanie zapisany w lokalizacji bazy danych. Po ponownym otwarciu tego pliku wywietlony zostanie arkusz pt. Panel sterowania programem, za pomoc ktrego mona porusza si midzy poszczeglnymi zapiska-mi, arkuszami informacyjnymi i arkuszami zawiera-jcymi edytowane dokumenty. Przykad Panelu ste-rowania programem przedstawia rys. 11.

Panel sterowania programem posiada szereg przyciskw. Po naciniciu ktrego z nich nastpuje

Rys. 7. Okno dialogowe Elementy wewntrzne

Rys. 8. Okno dialogowe Waenie dachu

Rys. 9. Okno dialogowe Waenie dachu2

Rys. 10. Okno dialogowe Potwierdzenie30

Metrologia i Probiernic

Biuletryn GUM Metrologia i Probiernictwo · Z drugiej zaś zapowiadamy Światowy Dzień Metrologii...

Documents

Transcript of Biuletryn GUM Metrologia i Probiernictwo · Z drugiej zaś zapowiadamy Światowy Dzień Metrologii...