семантика — Объясните разницу между прибором и инструментом

Традиционно в русском языке под инструментом подразумевают предмет, используемый в процессе ручного труда, как правило, простой по своему устройству — молоток, гаечный ключ и т. п. Развитие технологий добавило сюда и относительно сложные устройства, но по-прежнему предназначенные преимущественно для ручного труда — электродрель, электрорубанок и прочее.

В промышленности инструментом называется та часть станка, которая непосредственно воздействует на обрабатывамую деталь или заготовку — резец у токарного станка, фреза у фрезерного, сверло, буровой инструмент у буровой установки. Отсюда «инструментальный цех», «инструментальное производство», «твердосплавный инструмент», «алмазный инструмент».

В несколько переносном смысле словом «инструмент» также обозначают средство достижения какой-либо цели — «Инструмент воздействия на общественное мнение».

См. напр. http://gramota.ru/slovari/dic/?word=Инструмент&all=x&bts=x

Слово «прибор», как правило, используется для обозначения более сложных вещей, используемых в быту и в относительно «высокотехнологичных» видах деятельности — напр. СВЧ-печь, вольтметр, осциллограф, бинокль. Бывают осветительные приборы, измерительные приборы, оптические приборы.

Словом «прибор» также называют активные элементы электронной техники — транзисторы, электронные лампы, микросхемы. Бывают, например приборы с зарядовой связью (ПЗС-матрицы в фотоаппаратах), электровакуумные приборы (радиолампы и электронно-лучевые трубки) и так далее.

Кроме того, слово «прибор» традиционно используется для обозначения некоторых наборов предметов: «столовый прибор», «письменный прибор», хотя сейчас, кажется, такое использование этого слова становится довольно редким.

См. напр. http://gramota.ru/slovari/dic/?word=прибор&all=x&bts=x

Путаница с этими понятиями возникает из-за неграмотного использования «ложного друга переводчика» — английское слово instrument, кроме значения «инструмент», означает еще и «прибор», но не очень грамотные или не очень добросовестные переводчики зачастую во всех случаях переводят его как «инструмент», не особо вникая в смысл переводимого текста. Известная компания «Texas Instruments», например, выпускает транзисторы, микросхемы и различное электронное оборудование, включая измерительные приборы, но отнюдь не молотки и не пилы.

Чем отличаются приспособления от инструментов

Отремонтировать, прикрутить или с толком применить какой-либо предмет можно, использовав приспособление либо инструмент. Что они могут собой представлять?

Что представляет собой приспособление?

Под приспособлением можно понимать некий функциональный предмет, позволяющий человеку осуществить то или иное полезное действие или решить поставленную задачу, однако не предполагающий активного задействования непосредственно человеком.

Например, если необходимо наполнить ванну водой, чтобы принять ее, то используется приспособление — пробка. Все, что надо сделать, — воткнуть ее в сливное отверстие, и она будет «функционировать» в дальнейшем без вмешательства моющегося человека (если не потребуется, в свою очередь, спустить воду).

Или, например, если нужно поймать сигнал сотовой сети за городом, то может понадобиться другое приспособление — внешняя антенна для девайса. Опять же, все, что необходимо сделать, — воткнуть ее в разъем аппарата. Функционировать, приносить пользу она будет без особого вмешательства человека.

Антенна (приспособление)

Приспособления, как правило, имеют узкое назначение. Пробку для ванны с трудом можно применять в иных целях, кроме как с целью перекрытия слива воды — она приспособлена только для этого. То же можно сказать и о внешней антенне для сотового телефона. Ее с трудом можно использовать, к примеру, для усиления телевизионного сигнала (если, конечно, не усовершенствовать определенным образом — но в этом случае она, скорее всего, перестанет ловить сотовый сигнал и превратится в телевизионную антенну, другое приспособление).

к содержанию ↑

Что представляет собой инструмент?

Под инструментом может пониматься, как и в случае с приспособлением, предмет для осуществления полезного действия или решения поставленной задачи, функционирующий, однако, при непосредственном задействовании человеком.

Инструмент

Так, отвертка используется для вкручивания винтов и шурупов. Но она не способна ввернуть их без участия человека — ему придется крутить ее. Даже автоматическая отвертка предполагает корректное ее подключение, размещение под определенным углом, подбор тех или иных насадок — все эти действия производит человек.

Инструмент — несколько более универсальный предмет в сравнении с приспособлением. Ту же отвертку можно задействовать для вкручивания винтов и шурупов разных типов. Она может быть использована и для решения иных бытовых задач — например, если это плоская отвертка, то с помощью нее можно что-то открыть, что-то подправить, протолкнуть в нужное место. Но, безусловно, есть менее универсальные инструменты, предназначенные для решения конкретной задачи. К примеру, рубанок — популярный столярный инструмент — с трудом можно задействовать в иных целях, кроме как для строгания древесины.

к содержанию ↑

Сравнение

Главное отличие приспособлений от инструментов заключается в том, что предметы первого типа выполняют свою полезную функцию чаще всего без активного участия человека. Вторые — наоборот. Приспособления, как правило, характеризуются меньшей универсальностью в сравнении с инструментами.

Однако не стоит строго проводить границу между рассматриваемыми техническими терминами. Предмет, являющийся приспособлением в одной ситуации, может быть инструментом в другой, и наоборот. Например, если взять отвертку — инструмент — и прикрутить к ней определенным образом проволоку и коаксиальный штекер, то получится некая самодельная антенна — уже приспособление.

Определив, в чем разница между приспособлениями и инструментами, зафиксируем выводы в таблице.

к содержанию ↑

Таблица

Приспособления	Инструменты
Что общего между ними?
Приспособления могут быть инструментами, и наоборот
В чем разница между ними?
Выполняют полезную функцию без активного участия человека	Выполняют полезную функцию при непосредственном участии человека
Как правило, менее универсальны	Как правило, более универсальны

Измерительные инструменты: назначение, контроль, виды, ремонт

Устройства, предназначенные для определения геометрических параметров деталей, называют измерительным инструментом. К таким устройствам относят:

Виды измерительных инструментов

• штангенциркули;
• глубиномеры;
• отвесы, уровни;
• линейки и пр.

Классификация измерительных инструментов

При проведении работ, связанных с изготовлением различных деталей, ремонтных и строительных работ и пр. применяют контрольно-измерительные инструменты. Предприятия, занимающиеся производством этой продукции, выпускают множество видов измерительного инструмента – ручной, универсальный, цифровой и пр.

К ручному измерительному инструменту относят такие, как — линейки, рулетки, угольники, штангенинструмент, микрометрический и пр. Большая часть ручного инструмента относится к универсальному измерительному инструменту. Такие изделия можно применять при проведении замеров большей части деталей и узлов.

Ручные измерительные инструменты

Для выполнения точных замеров применяют инструмент с установленным на нем лазером. Такие изделия применяют в строительстве – это уровни, дальномеры, и другие изделия, предназначенные для выполнения разметки фронта работ или проведения геодезических исследований. Лазерный измерительный инструмент отличается простотой в эксплуатации, точностью снятых показаний. Большая часть такого инструмента может передать полученные данные для дальнейшей обработки в компьютер.

Строительный измерительный инструмент нашел свое применение на строительной площадке. Он отличается простотой в эксплуатации, ручной, не отличается высокой точностью. В то же время на стройплощадке применяют инструмент, использующий лазерный луч. Это позволяет выполнять замеры с точностью до долей миллиметра.

Измерительный и разметочный инструмент применяют перед началом работ. С его помощью производят разметку заготовок, обрисовывают контуры будущей детали и только после этого приступают к ее изготовлению. В плотницких и столярных работах применяют следующие инструменты – складной метр, рулетку, уровень, в том числе и гидравлический. Кроме этого, используют и такие, как рейсмус, циркули, угольники разных размеров. Существуют и такие приборы, как ерунок или малка. Для работы с металлом применяют другие приборы, например, штангенрейсмас или штангенциркуль с разметочными губками. Для работы с металлом целесообразно использовать и так называемые слесарные линейки, изготавливаемые из качественной нержавеющей стали и имеющие цену деления от 1 до 0,5 мм. Кроме этого, в производстве применяют лекала, их используют для разметки сложных дуговых линий.

Механический измерительный инструмент можно подразделить на пять классов:

• бесшкальный;
• штангенинструмент;
• головки;
• зубчато-рычажный;
• микрометрический.

К первому классу относят линейки – поверочные и лекальные.  С их помощью проверяют прямолинейность поверхности. Она может быть выполнена на просвет, или для этого используют щупы.
Для контроля просвета поверочную линейку укладывают на контролируемую поверхность, например, на станочные направляющие. К мерительным устройствам этого класса относят поверочные плиты, концевые меры длины и многие другие.

Поверочная плита

Штангенинструмент состоит из двух контрольных поверхностей, между которыми и выставляют размер. Одна поверхность является частью штанги, на второй подвижной или закреплена контрольная линейка, на которую нанесены размерные риски. Они могут иметь разную цену деления в зависимости от точности инструмента.
Инструмент этого класса применяют для замера внешних и внутренних размеров – штангенциркули, для выполнения замеров глубины паза. С помощью инструмента этого типа контролируют размеры зуба в шестерне.

Измерительными головками называют устройства, которые преобразуют перемещения мерительного наконечника в движение стрелки на круговой размеченной шкале. Эти устройства применяют, например, для выполнения замеров биения детали, зажатой в патрон токарного станка. Для удобства работы с такой головкой, на заводском сленге ее называют «часы», применяют стойки или штативы. Измерительные головки разделяют на:

• пружинные;
• рычажно – зубчатые;
• рычажные.

Измерительные головки

У микрометрического инструмента главным элементов является шпиндель, на поверхность которого нанесена особо точная резьба. Этот инструмент способен проводить замеры с точностью до 0,01 мм. Микрометрический инструмент устанавливают в скобы,приспособления и пр. представители этого класса инструмента — микрометры, микрометрические нутро- и глубиномеры пр.

Устройство и технические характеристики

Большая часть мерительного инструмента нормируется требованиями ГОСТ. В системе стандартов, принятых в нашей стране их можно насчитать не менее сотни. На основании ГОСТ, предприятия – изготовители имеют право выпускать собственные технические условия (ТУ) на выпуск той или иной продукции. Надо понимать, что инструмент, производимый на основании ТУ никоим образом, не уступает тому, который отвечает требованиям ГОСТ. Но исторически сложилось так, что если на паспорте, который доложен сопровождать любую инструментальную продукцию, указан, к примеру, ГОСТ 20162-90, то такая продукция вызывает большее доверие со стороны потребителей.

Технические характеристики нутрометра

Между тем устройство измерительных инструментов и приборов ничем не отличается от тех, которые произведены на основании ТУ. Это не касается той инструментальной продукции, которая изготовлена кустарным образом, и их показаниям доверять нельзя по определению.

Требования к измерительным приборам и инструментам, как уже отмечалось выше, определены в ГОСТ. В качестве примера того, какие требования предъявляются к мерительному инструменту, можно рассмотреть линейку измерительную, ГОСТ 427.

В нем определено, какие виды, и формы металлических линеек производят. Определено, какие виды шкал могут быть нанесены, на поверхность инструмента. В этом же документе регламентированы допуски на габаритные размеры, указаны предельные отклонения, которые касаются разметки металлической линейки.
Определен материал, из которого допустимо изготавливать этот класс инструмента, и описаны покрытия, которые наносят на поверхность изделия.

ГОСТ очень серьезно подходит к порядку приемки готовой продукции. Кроме того, не менее тщательно определены порядок хранения, упаковки и транспортировки груза.

Эксплуатация измерительного инструмента

В нашей стране действует Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Среди множества задач, которые она призвана решать можно выделить следующие:

1. Государственный метрологический контроль, включающий в себя поверку средств измерений; утверждение типов средств измерения; выдача лицензий на производство и ремонт средств измерений.
2. Метрологический контроль над производством использованием средств измерения, эталонов величин измерения, методиками проведения измерений и другими вопросами, относящимися к средствам и методам измерений.

Структурно ГСИ входит в ФА Росстандарт и соответственно все вопросы с поверкой и аттестацией измерительных приборов необходимо обращаться в региональные отделения федерального агентства.
Для обеспечения качества продукции, выпускаемой продукции необходим постоянный контроль над размерами, допусками, посадками. Для проведения этой работы на предприятии должен эксплуатироваться только качественный инструмент. Практически все измерительные приборы должны проходить процедуру поверки. Поверка (не путать с проверкой) мерительного инструмента представляет собой набор определенных мероприятий, проводимых для подтверждения соответствия измерительных приборов требованиям метрологии. Поверка инструмента должна проводиться в специально аттестованных лабораториях.

Процедура поверки штангенциркуля

ГОСТ 8.113-85 определяет методику поверки штангенциркулей. Она включает в себя следующие операции:

• Осмотр внешнего вида.
• Апробирование.
• Определение метрологических параметров.
• Определение размера выходы губок.

Всего предусмотрено 14 типов осмотра и диагностики состояния штангенциркуля. Для проведения поверки, в лаборатории должны быть использованы определенные приборы и технологические приспособления. Например, для определения шероховатости поверхности губок используют профилограф по ГОСТ 19299-73 или профилометр по ГОСТ 19300-73, кроме этих приборов должны быть использованы образцы шероховатости.

Инструмент, прошедший поверку соответствующим образом, маркируется и может быть использован в производстве. Те приборы, которые не отвечают требованиям метрологии должны быть немедленно списаны. В соответствии с требованиями СМК (система менеджмента качества) на рабочих местах не должно быть неповеренного инструмента.

Кстати, при запуске в производство новых изделий и его оснащения необходимо учитывать то, что не каждый инструмент, неважно, рулетка, линейка или другие, лаборатории принимают на поверку. Существует предприятия, чью продукцию, метрологические лаборатории не принимают к поверке. Это не относится к серийным инструментальным заводам, например, Кировскому или Челябинскому. Поэтому перед закупкой мерительного инструмента имеет смысл уточнить инструмент, какой фирмы можно закупать без опасений.

Технические условия на ремонт измерительного инструмента

Неаккуратно хранение и применение рано или поздно приводит измерительные приборы к выходу из строя или даже выходу из строя. Но, надо отметить, что даже при полном соблюдении правил эксплуатации инструмент все равно будет изнашиваться.

Для определения годности инструмента к эксплуатации проводят соответствующие испытания в результате которых становится понятно, можно его использовать или нет. Если после проведения ремонта и повторных испытаний инструмент не показывает требования по точности, определенные в нормативной документации и паспорте, то допустимо его перевести в более низкий класс. Но при этом необходимо внести изменения в паспорт или в формуляр.

Для выявления основных неполадок необходимо применять высокоточные инструменты. К их числу относят концевые меры длины, линейки, штангенинструмент повышенной точности. Для выполнения ремонта инструмента необходимо привлекать специалистов высшей квалификации, например, слесарь-инструментальщик шестого разряда, который владеет всеми способами слесарной обработки материала, в том числе и с применением средств механизации. На больших предприятиях существуют отдельные инструментальные производства, которые задействуют на выполнении ремонта и восстановления измерительных устройств.

Контрольно — измерительные и разметочные

Среди штангенциркулей самыми часто встречающимися поломками считают выработку размерных поверхностей губок или их острых концов. Кроме того, со временем происходит истирание поверхностей штанги и рамки по ней передвигающейся. Нередко, происходит смещение нониуса в рамке, а в микрометрическом инструменте происходит изнашивание винтовой пары.

Выявление дефектов

Для выявления перекоса губок выполняют путем замера концевой меры в разных пространственных плоскостях. При обнаружении различных результатов замеров можно судить о параллельности рабочих поверхностей. При их излишнем изнашивании проявляется несовпадение основной и нониусных шкал.

Для получения данных о дефектах штанги применяют поверочную линейку или плиты с применением краски.

Для устранения непаралелльности рабочих поверхностей необходимо выполнить следующие операции. Инструмент заживают в тисы и с применением притирного приспособления устраняют обнаруженный недостаток. При выполнении это операции нельзя прикладывать большие усилия. После того как губки притерты устанавливают нониус в новое положение.

В том случае если выявлено искривление штанги инструмента, то ее необходимо рихтовать. Для этого ее фиксируют в слесарных тисах. Затем с использованием притирочной плиты ее необходимо довести до ровного состояния. Для устранения мелких выбоин применяют бархатный напильник.

В более сложных случаях поломок штангенциркуля применяют и термическую обработку, и станочное оборудование. Все это довольно трудоемкие процессы и могут их выполнять только профессионалы высокого уровня.

Поэтому перед принятием решение о замене или ремонте мерительного инструмента необходимо просчитать экономическую целесообразность.

Особенности ремонта микрометрического инструмента

Микрометрический инструмент может быть отправлен в ремонт в следующих случаях:
При обнаружении износа измерительных поверхностей. Если обнаруженный износ у микрометров с небольшим диапазоном измерения его устраняют с помощью мерных притиров. Если выбран способ раздельной притирки, то для этого используют ремонтную оснастку различающуюся конструкцией. Она в процессе работы сохраняет строгое вертикальное положение обрабатываемого изделия относительно плоскости притира.

Это приспособление включает в свой состав плиту, цангу и прижимного кольца. Нижняя плита ориентирована перпендикулярно оси отверстия. Винт, устанавливают в цангу и фиксируют его таким образом, чтобы его кончик выступал над поверхностью плиты на высоту 0,03 – 0,04 мм. Приспособление, применяемое для восстановления пятки, имеет аналогичную конструкцию.

В случае если нулевая отметка на барабане не совпадает с соответствующим делением шкалы на стрежне. Головку устройства необходимо отвернуть на 1 – 2 оборота. После этого необходимо снять барабан, потянув его по направлению к скобе. После этого его необходимо установить в необходимое положение. Головка должна быть возвращена в исходное положение и после этого ее фиксируют винте.

Бесспорно, мерительные устройства после проведения ремонтно – восстановительных работ, чаще всего не соответствуют требованиям нормативов. Для таких случаев предусмотрены технические условия, в которых указывают допускаемые отклонения от стандарта.

В частности, допустимо наличие несложных повреждений – царапины, выбоины. Но, главное, они не должны составлять помех замеров и не превышать более 20% от общей поверхности инструмента.

Если при ремонтно – восстановительных работах инструмента выполнялась рихтовка поверхности, то необходимо ее следы устранить. Для этого применяют шлифовку или наносят декоративное покрытие.
Для штангенинструмента также имеются дополнительные условия, например, у штангенциркуля с ценой деления от 0,02 до 0,05 мм, расстояние между несущей штангой и нониусом не должно превышать 0,05 мм. Длина измерительной поверхности на губках не должна быть менее 7 мм. Диаметр, описывающей тупые губки окружности не должен быть менее 7 мм.

Отвес

Отвес – это, наверное, самый простой инструмент, известный с древних времен. И как пять тысяч лет назад его применяют для проверки вертикальности стен, перегородок и других деталей строительных сооружений и металлоконструкций.

Отвес

Конструкция  этого инструмента предельно проста, он состоит из шнурка и груза, закрепленного на его конце. Отвес всегда направлен строго перпендикулярно по отношению к поверхности, и именно это свойство позволяет его использовать для проверки вертикальности конструкций. Отвес можно купить, а можно сделать и самому, для этого надо подобрать, например, гайку и привязать его к шнурку. На серийно выпускаемые отвесы наносят покрытие для его защиты от коррозии.

Щупы

Для замера зазора между деталями, например, в подшипнике скольжения применяют такой инструмент, как щуп. Щуп представляет собой набор пластин выполненных из прочной стали. В один набор входят полосы разной толщины. На поверхности, как правило, нанесена маркировка с указанием ее толщины. Для выполнения замера можно воспользоваться одной полоской, а можно и несколькими.

Измерительные щупы

Щупы применяют в различных отраслях — машиностроении, строительстве, ремонте двигательных установок и пр. Щупы применяют для настройки клапанов, подшипников, при центровке валов и пр.

Отечественные и импортные производители выпускают щупы четырех наборов, в каждом из них может быть от 9 до 17 пластин. Длина одной пластины от 75 до 100 мм. Толщина пластин колеблется от 0,02 до 1 мм. В своей деятельности они должны руководствоваться ГОСТ 882-75 или техническими условиями, выполненных на его основании.

Угольник

Этот инструмент существует на свете уже не одну тысячу лет и его применяют для разметки и проверки перпендикулярности сторон в машиностроении и строительстве.
В соответствии с ГОСТ 3749-77 предприятия – производители выпускают несколько типов подобной продукции — УЛ – лекальные; УЛП — лекальные плоские; УЛЦ — лекальные цилиндрические; УП — слесарные плоские; УШ — слесарные с широким основанием. В ГОСТ определены их геометрические размеры, предельные отклонения и прочая информация необходимая для их производства.

Кроме, этих измерительных приборов выпускают уголки, применяемые в строительстве. Но надо сразу отметить, что для их производства применяют цветные металлы, в частности, опора может быть выполнена из силумина. Использование измерительных приборов такого типа в машиностроении нежелательно.

Угольник

Зачем на точных измерительных инструментах указывается температура?

Ответ на этот вопрос лежит на поверхности. Металлические части деталей измерительных приборов зависят от температуры. То есть, при колебании температуры, могут возникнуть погрешности в результатах измерений. Температура, которая показана на инструменте, обычно это 20 градусов, говорит о том, что наиболее точные показатели будут получены именно при ней.

Контрольно — измерительные и разметочные инструменты

Для получения качественной продукции и выполнения работ в быту применяют различные измерительные приборы и устройства. Их применяют для получения точных линейных и угловых размеров, показаний напряжения, силы тока и пр.
Для облегчения жизни потребителям можно все средства измерения и инструментального контроля можно условно разделить на базовые группы:

• инструмент;
• меры;
• приборы.

Применение измерительного инструмента

К первой категории относят простые приборы для проведения замеров – линейки, штангенинструмент и пр. Эти устройства используют при выполнении замеров в самых различных отраслях, начиная от космоса и заканчивая ремонтом квартиры.

К мерам относят изделия, которые могут хранить и воспроизвести физические величины и их свойства, например, концевые меры длин, калибры и пр.
Измерительные приборы обладают более сложной конфигурацией и предполагают то, что может быть использован измерительный инструмент. К этой группе относят нутромеры и пр.

Измерение и контроль

Измерение – это процедура определения размера при помощи технических средств измерения. То есть сравнение физических характеристик с некоей условной единицей.
К единицам измерения относят миллиметр, фут, и другие. На практике под понятием измерение понимают выявление размеров деталей и заготовок, их отклонений, размера шероховатости и чистоты поверхности и многих других. Применяемый для проведения подобных замеров инструмент называют шкальным. Так как на нем установлены измерительные шкалы.

Контроль – это выявление соответствия детали предъявляемыми стандартами, рабочей документацией и пр. Инструмент этого класса относят к бесшкальным. С его помощью нельзя узнать абсолютный размер, но можно уточнить соответствие формы детали. Такой инструмент применяют и в процессе производства, и при осуществлении контроля и приемки изделия.

Контрольно-измерительные средства

Контрольно-измерительные средства можно классифицировать следующим образом:

• одно- и многомерные;
• ручные, механизированные, автоматизированные.

Мерительные устройства и приборы можно разделить на следующие группы:

• механический и микрометрический;
• рычажно-механический;
• зубчатый;
• оптический и пр.

На инструментальном рынке большим и устойчивым спросом пользуется измерительные устройства, действующие с использованием лазера: дальномеры, нивелиры, угломеры и т.д.

Уровень

Измерительный инструмент в виде параллелограмма, который может быть изготовлен из полимера или металла и с установленными в него колбами, заполненными водой называют уровнем или ватерпасом. Его основное назначение – оценка соответствия рабочих поверхностей вертикали или горизонтали. Существует несколько исполнений этого прибора.

Уровень

К самым современным относят – лазерный. Чаще всего его применяют при выполнении строительных работ на объектах различного назначения. Кроме того, их используют при выполнении работ по отделке. При помощи этого инструмента можно выполнять следующие работы:

• контроль разметки, предназначенной для монтажа промышленного и бытового оборудования;
• укладка инженерных коммуникаций;
• выравнивание настенных и напольных покрытий.

Еще один тип уровней – гидравлический. Он представляет собой прозрачную трубку, заполненную водой.

Штангенциркуль

Универсальный измерительный инструмент, предназначенный для выполнения измерения размеров – внешних и внутренних называют штангенциркулем. Некоторые модели оснащены глубиномером, встроенным в несущую штангу. Этот измерительный прибор, пожалуй, самый распространенный. Его можно встретить и в цехе машиностроительного предприятия и в гаражной мастерской.

Штангенциркуль

Штангенциркуль представляет собой линейку с двумя губками. Одна является составной частью, несущей линейки, вторая губка перемещается по ней. Для проведения измерений толщины или наружного диаметра используют губки, резцы которых смотрят внутрь. Для измерения внутренних размеров, например, ширины шпоночного паза используют губки, которые смотрят резцами вверх.

Рулетка

Для измерения больших линейных размеров применяют рулетку. Она представляет собой ленту, на которую нанесены деления. В зависимости от типа с ее помощью можно измерить расстояния от одного до пятидесяти метров.

Рулетка

Лента может быть изготовлена из стальной полосы или полимерной ленты. Ее наматывают на корпус и помещают в корпус, в котором установлена обратная пружина, она позволяет сматывать ленту после выполнения замера. Ее применять для разметки заготовок, земельного участка и многих других видов работ. Для более точного измерения применяют лазерную рулетку.

Складной метр

Так, называют измерительный инструмент, собранный в единую конструкцию из металлических, деревянных или пластиковых отрезков. В развернутом виде он достигает длины в один метр. Длина одного звена составляет, как правило, 10 см.

Складной метр

Инструмент этого типа применяют и на промышленном производстве, строительстве. Чаще всего складной метр можно увидеть в столярной мастерской.

Цифровые штангенциркули, микрометры, нутромеры, угломеры, цифровые индикаторы, приборы для измерения внутренних и внешних размеров, пазов, отверстий, стенок труб

В данном разделе представлен измерительный инструмент, использование которого необходимо как в процессе металлообработки для снятия промежуточных результатов, так и по её окончанию — для проверки конечного или тестового результата.

Ручные измерительные инструменты:

• Штангенинструмент — инструмент для измерения размеров. Отличаются высокой износостойкостью и выполнены из материалов, не подвергающихся коррозии.
• Микрометры, нутрометры и др. — инструмент для измерения в области малых размеров. Погрешность предлагаемых нами инструментов ±2 микрона.
• Оборудование для обработки данных — оборудование для работ с данными, получаемыми с измерительного инструмента Mitutoyo.
• Индикаторы, толщинометры и др. — цифровое и аналоговое оборудование для отображения данных с измерительного инструмента и инструмент с таким оборудованием.
• Стойки, штативы и др. — оборудование для фиксации измерительного инструмента, а также фиксированные шкалы для измерения углов, расстояний и пр.
• Поверочные приборы и эталоны — оборудование для калибровки и проверки, как измерительных приборов, так и самих результатов обработки.
• Концевые меры длины — эталоны длины, выполненные в форме параллелепипеда или круглого цилиндра с нормируемыми размерами.
• Датчики линейных перемещений и пр. — микрометры с лазерным сканированием, блоки индикации и принадлежности к ним.

Автоматические измерительные инструменты, взаимодействующие непосредственно с металлорежущим оборудованием:

• Цифровые системы измерения длины — шкальные устройства и линейные шкалы, в том числе для работы в агрессивной среде.
• Испытательное оборудование — приборы для определения твёрдости материалов.
• Системы датчиков — блоки индикации и принадлежности к ним.
• Оптические системы — лупы, микроскопы и измерительные проекты разных типов.
• Приборы для измерения формы — измерительные приборы для измерения шероховатости, контура и формы поверхности (профилометры, контурографы, кругломеры).
• Видео-измерительные примеры — бесконтактные измерительные системы и программное обеспечение для них.
• Координатно-измерительные машины — высокозащищённые, высокоточные и высокоскоростные приборы для измерения.

Системы настройки инструментов Pinzbohr служат для измерения и настройки инструментов перед началом работ. Вот что пишет о своих продуктах сам производитель:

• ADI — независимый дизайн и практическая функциональная направленность превращают ADI в почти непревзойдённый блок предварительной настройки со встроенной оптикой. 20-кратное увеличение позволяет измерять геометрические характеристики резания легко и удобно. Проверка без контакта с инструментом позволяет измерять инструмент без какого бы то ни было повреждения его режущих кромок. Точная и быстрая настройка обеспечивается маховиками с точными настройками по осям Z и X. Благодаря надёжной измерительной системе Mitutoyo и точно настраиваемому инструменту рентабельность ADI практически уникальна.
  
   
• BWT — блок настройки BWT Compact является выдающимся благодаря своей простоте в обращении. Практически ориентированная функциональная гарантирует быстрое и точное измерение инструментов. Технические детали, а также двунаправленный переключатель, работа с маховиками и точная настройка в обеих осях экономят драгоценное время во время предварительной настройки. BWT Compact предлагает отличную экономическую эффективность, благодаря своему независимому дизайну.
   
• TPR — семейство предустановочных инструментов TPR предназначено для экстремальных условий эксплуатации. Их прочность была доказана на семинарах, проводимых во всём мире в течение 15 лет. Продажа нескольких тысяч единиц сделала его незаменимой классикой в области предварительной настройки. Этот автономный инструмент, питаемый от батареи, может быть легко перемещён, благодаря транспортировочным ручкам. Два цифровых дисплея позволят одновременно считывать информацию по осям. Постоянная точность измерения обеспечивается постоянной силой измерения. Использование этого прибора является исключительно простым, обучение не требуется.

Инструменты стоматологического кабинета: виды, назначения, названия

Врач стоматолог выполняет множество разных манипуляций для обследования, исправления патологий, лечения заболеваний ротовой полости. В каждой процедуре он использует специальные инструменты, и каждый из этих инструментов имеет свое конкретное назначение. Классификация стоматологических инструментов по назначению существует в первую очередь для специалистов, но и пациентам она может быть полезной. Если знать, как называются стоматологические инструменты, примерно понимать их предназначение, это позволит чувствовать себя уверенно и комфортно на приеме у стоматолога.

Главная цель нашей статьи – ознакомление с основными стоматологическими инструментами. Мы расскажем обо всех категориях стоматологического инструментария, о конкретных инструментах, относящихся к этим группам, и о том, каких правил нужно придерживаться при их выборе.

Стоматологические инструменты – назначение и основные категории

Инструментарий стоматолога очень разнообразен. Для удобства, все виды стоматологических инструментов подразделяют на несколько категорий в соответствии с их предназначением:

• Для осмотра и обследования.
• Для лечения, гигиены, пломбирования зубов, лечения заболеваний десен.
• Для лечения и пломбирования корневых каналов.
• Для оперативного лечения мягких и твердых тканей, удаления зубов.
• Для зубного протезирования.
• Для исправления прикуса (установки и корректирования брекет-систем).

Остановимся подробно на каждой группе.

Основные стоматологические инструменты

Это базовый набор, который используется стоматологом на каждом приеме, независимо от того, с какой проблемой пришел к нему пациент.

В список основных орудий стоматолога входят такие ручные стоматологические инструменты:

• Стоматологическое зеркало – диагностический инструмент, который выполняет две функции: обеспечивает визуальный доступ для исследования в не просматриваемых участках ротовой полости, а также используется для выявления болезненности зубов.
• Стоматологический пинцет. Предназначен для работы с другими, мелкими инструментами, для транспортировки ватных тампонов, проверки подвижности зубов.
• Стоматологический зонд – функциональный диагностический инструмент. С его помощью врач проводит обследование зубов на наличие повреждений, полостей, исследует состояние дентина, проверяет наличие болевой реакции.
• Лоток для всех перечисленных предметов.

Кроме основного набора ручного инструментария, практически во всех видах стоматологического лечения используется ротационный инструмент для препарирования и обработки твердых тканей (боры).

Перечень стоматологических инструментов для терапевтической стоматологии

Боры различной формы, из разных материалов в стоматологическом терапевтическом лечении используются для вскрытия коронки зуба, удаления тканей, пораженных кариесом, обработки полостей, обработки пломб. Существует огромный выбор стоматологических твердосплавных и абразивных боров, шлифовальных ротационных инструментов, которые отличаются формой, размерами, абразивностью. Для стоматологов и зубных техников существует цветовая маркировка стоматологических инструментов по степени абразивности, а также цифровая в соответствии с ISO по типу и размеру.

Одна из самых распространенных процедур в терапевтической стоматологии – это удаление зубного налета и чистка от зубного камня. Эта процедура служит эффективной профилактикой различных заболеваний ротовой полости и является обязательной при лечении болезней десен.

Для устранения зубных отложений тоже используются специальные пародонтологические и гигиенические инструменты, названия которых мы приведем в следующем списке:

• Эксплореры – для выявления очагов кариеса, скоплений зубного налета.
• Зонд пародонтологический – помогает выявить, измерить образовавшиеся карманы между десной и корнем зуба.
• Кюреты, в том числе и кюрета Грейси – инструмент из прочного металлического сплава с эргономичной силиконовой ручкой. Кюреты отличаются формой ложки (рабочего конца) и предназначены для удаления налета в наименее доступных участках (в щелях между зубами, в десневых карманах).
• Стоматологические экскаваторы – приспособление для очистки от остатков пищи, от старых пломб и мягкого налета на эмали над и под десной.
• Скейлеры (скалеры) – инструмент, используемый для очищения от зубных отложений (мягких и твердых) на поверхности коронки зуба. Его применяют также для удаления налета в узких межзубных щелях.
• Крючки стоматологические – еще одно приспособление для чистки зубной эмали от зубных отложений разной плотности. Существует несколько моделей крючков, которые отличаются конфигурацией рабочего конца и размерами.
• Нож эмалевый – инструмент, визуально напоминающий стамеску, применяемый для заключительной обработки поверхности корня после удаления зубного камня.
• Напильник для обработки корней после удаления твердых отложений.
• Ротационные инструменты – полиры, которые используют на завершающем этапе гигиены для придания эмали гладкости и блеска.

Следующее направление терапевтической стоматологии – лечение зубов. Название стоматологических инструментов для лечения зубов:

• механические инструменты разной конфигурации для препарирования, очищения полостей от пораженного дентина;
• штопферы – используются для нанесения амальгамы;
• штопфер гладилки для реставраций – предназначены для моделирования реставрации, используются в работе с различными пломбировочными материалами;
• различные вспомогательные инструменты и приспособления – матрицы, зажимы, шпатели и пр.

Эндодонтические стоматологические инструменты: названия и особенности применения

При несвоевременном или некачественном лечении кариеса возникают различные осложнения – воспаление распространяется на ткани, расположенные в корневой части зуба. В этом случае стоматолог проводит эндодонтическое лечение зубов, вскрывает пульпарную камеру, чистит и пломбирует корневые каналы. Обычными стоматологическими инструментами проводить работу в узких проходах корня, имеющих сложное строение, невозможно. Для этого врачу потребуется специальный эндодонтический инструментарий:

Ручной:

• игла Миллера для исследования линии и проходимости канала зубного корня;
• верифер – для выбора подходящего размера штифта из гуттаперчи при герметизации термофилами;
• эндо файлы (A, K, H, Ergo, Safety) для расширения канала корня;
• риммеры для прохождения корневого канала;
• плагеры – эндо инструмент для обтурации каналов;
• спредеры – изделия, предназначенные для латеральной конденсации штифтов из гуттаперчи;
• каналонаполнители – с его помощью проводят эндо пломбирование.
• Для прохождения и подготовки к пломбированию также используются эндодонтические боры.

Хирургические стоматологические инструменты и их применение

В хирургической стоматологии используются инструменты:

• для рассечения тканей – скальпель, кюреты, стоматологические ножницы;
• для экстракции зубов, зубных корней – элеваторы, люксаторы для удаления зубов, щипцы;
• вспомогательные инструменты – зажим, пинцет, держатели игл, крючки и др.

Ортопедические инструменты стоматологического кабинета

Протезирование в стоматологии состоит из нескольких этапов. Для достижения оптимального результата в протезировании используют:

• механические режущие инструменты для препарирования и обработки твердых тканей;
• зуботехнические инструменты для моделирования и обработки ортопедических конструкций;
• слепочные ложки (оттискные материалы) для снятия слепка челюсти или определенного участка зубного ряда, по которому будут изготавливать протез;
• ручной инструмент для демонтажа старых коронок;
• микрометр – для исследования толщины коронковой части зуба;
• вспомогательные – для замешивания раствора под коронку и др.

Ортодонтические стоматологические инструменты – описание

Набор инструментария ортодонта существенно отличается от инструментов, предназначенных для других типов лечения. Для исправления прикуса врач использует:

• Инструменты для стоматолога хирурга для рассечения тканей с целью освобождения непрорезавшихся зубов. Используется как в детской стоматологии (не прорезавшиеся молочные зубы), так и во взрослой (патологии прорезывания, роста зубов мудрости).
• Дистальные кусачки – для укорочения дистальной дуги.
• Лигатурные кусачки. С их помощью стоматолог обрезает металлические лигатуры.
• Щипцы различной конфигурации для демонтажа коронок, снятия колец, удаления адгезива, демонтажа брекет-систем.
• Пинцет обратного захвата, который используют при установке брекетов, обратного действия – для установки замков.
• Позиционер – инструмент, который помогает правильно установить брекет –систему.
• Щипцы-зажимы для захвата и удержания лигатур (Смаха), для закручивания лигатур (Мэтью), для нанесения изгибов на лигатурную дугу (Хилгерса).
• Вспомогательные – орто скалер и др.

Правила и критерии выбора стоматологических инструментов

Главное правило выбора инструментов для дантиста – по своим характеристикам и функциональным возможностям они должны полностью соответствовать ГОСТ и потребностям стоматолога в выполнении определенных манипуляций.

Как правило, при выборе инструментария специалисты ориентируются на такие критерии:

• форма;
• назначение;
• безопасность;
• удобство;
• гигиеничность.

Стоматологический инструмент должен по конфигурации соответствовать возложенным на него функциям, быть удобным для захвата и работы. Удобство в современных ручных инструментах обеспечивает нескользящая силиконовая ручка. Гигиеничность и безопасность изделий во многом зависит от качества материала, из которого они изготовлены. Инструмент стоматолога регулярно подвергается рабочим нагрузкам и подлежит стерилизации и дезинфекции после каждого пациента.

При таком режиме эксплуатации к качеству материалов предъявляют особенно высокие требования:

• стойкость к коррозии;
• устойчивость к действию высоких температур;
• прочность и стойкость к механическим повреждениям.

Если вы хотите быть уверены в качестве инструмента, то покупать его лучше всего у проверенных поставщиков. Amel Dental Store – магазин, который был создан профессионалами для таких же профессионалов. Здесь вы найдете инструменты для решения любых стоматологических и зуботехнических задач. Это товары ведущих производителей, соответствующие самым высоким стандартам в современной стоматологии.

Измерительный инструмен для разных работ: назначение, виды

Измерительный инструмент – это широкое понятие, обозначающее класс устройств, позволяющих устанавливать количественные соотношения каких-либо параметров в сравнении с эталоном. В научной деятельности измерения связаны с определением числовых характеристик самых разных величин: массовых, индукционных, спектральных.

В производстве измерительные инструменты и приборы применяются с целью сравнения преимущественно геометрических характеристик изготавливаемого изделия с заданным образцом.

Точность и погрешность

Основной характеристикой измерительных инструментов и приборов является точность. Под этим понятием подразумевают ту величину отклонений от истинных значений, которая возникает в результате погрешности измерений. В различных отраслях промышленности требования к точности отличаются. В деревообработке и производстве строительных металлоконструкций допускается погрешность в 1 мм, при слесарных операциях – 0,1-0,05 мм, в точном машиностроении величина отклонений может составлять 0 мкм.

На точность измерений влияет физическое состояние инструмента. Для определения износа выполняется поверка измерительного инструмента – операция по выявлению степени несоответствия мерителей заданным характеристикам. Основные методы поверки, которые используют для оценки работоспособности механического инструмента, – методы непосредственного сличения и прямых измерений. В этих случаях для поверки применяют контрольно измерительные инструменты для разметки. Это приборы, аналогичные по конструкции, параметры которых выверены.

Основное требование к точности заключается в том, чтобы с помощью измерений придать сопрягаемым деталям ту форму, которая нужна для их конструктивного взаимодействия. Точность измерения гладкости обойм и шариков в подшипниках должна быть на таком уровне, чтобы обеспечить высокую скорость вращения. При сборке рамы, деревянные детали которой не должны двигаться относительно друг друга, достаточно добиться их плотного прилегания.

Большое значение для точности имеют физические свойства обрабатываемых материалов, их способность менять параметры в зависимости от климатических условий. Отсюда вывод: столярный инструмент, измерительные приспособления токаря, слесаря и плотника имеют разную точность.

Классы, виды, типы измерительного инструмента

В первую очередь все измерители классифицируют по характеру использования. Наиболее обширный класс – это универсальный инструмент. Сюда относят все приборы общего пользования – те, что применяются во всех отраслях и сферах деятельности.

Измерители общего назначения отличаются взаимозаменяемостью, их выдача осуществляется без ограничений. Приборы часто находятся в личном пользовании мастеров. Специальный инструмент – принадлежность отдельных производств и технологических комплексов. К этому классу относятся приборы, применяющиеся для измерения специфических параметров: гладкости поверхности, ее твердости. Могут использоваться для определения параметров отдельных изделий, например шестерен. Характер пользования и хранения таких средств, как правило, носит режимный характер. Например, в ракетостроении мерительные приборы ежедневно перед выдачей поверяются метрологами.

Кроме того выделяют:

• инструменты для измерения и разметки;
• ручной и механический инструмент;
• металлический, пластиковый и деревянный.

Различают виды измерительных инструментов по технологическому признаку, например слесарный инструмент. К этому виду относятся такие типы: штангенциркуль, микрометр, щупы, линейки поверочные и разметочные. Еще один вид – столярный инструмент.

Наиболее популярные типы здесь представлены угольником, малкой, рейсмусом, кронциркулем. Строительные инструменты – это рулетки, спиртовые уровни, складные метры. Многие приборы являются универсальными: ими пользуются мастера всех инженерных профессий.

Измерители, применяемые в металлообработке

Наиболее распространенный универсальный измерительный прибор – линейка. Разметочной линейкой пользуются все специалисты, независимо от профиля. К более специфическому множеству мерных устройств относятся поверочные линейки. Их используют для выявления отклонений изделий по плоскости. Величину отклонений определяют с помощью калиброванных щупов – металлических пластин, толщина которых колеблется от 0,01 мм до нескольких мм. С помощью специальных линеек модельщики определяют усадочный размер горячих слитков.

В сфере металлообработки для измерения линейных характеристик используются два основных вида приборов:

• штриховой прибор с нониусом;
• микрометрический инструмент винтового типа.

Штриховые приборы с нониусными шкалами

Наиболее популярным представителем этого класса является штангенциркуль. Конструктивно прибор представляет собой штангу из твердого сплава, которая с одного конца заканчивается губкой. На поверхности штанги нанесена метрическая шкала с ценой деления 1 мм. По желобу штанги перемещается каретка: один ее конец заканчивается губкой. На каретке нанесена штриховая шкала. В промышленности применяется несколько видов нониусов:

• на 9 или 19 делений – с точностью 0,1 мм;
• на 39 делений – с точностью 0,05 мм.

Разновидностью штангенинструментов являются мерители со стрелочным индикатором и приборы с цифровыми электронными датчиками. В первом случае поступательное движение во вращательное преобразуется системой шестерен с ползуном. Точность такого штангенциркуля повышается до 0,02 мм. Электронные устройства обеспечивают измерения с точностью 0,01 мм. Штангельрейсмасс – подвид штангенциркуля, выполненный на стационарной подставке. Этот ручной прибор предназначен для измерения и нанесения разметки.

Микрометрический инструмент – это винтовая пара с мелкой резьбой, к которой присоединена скоба с прецизионной пяткой. Поступательное движение винту сообщается с помощью двух вращающихся механизмов: барабана и трещотки. Порядок измерения:

• измеряемая деталь устанавливается между винтом и пяткой;
• барабан поворачивают до тех пор, пока деталь не соприкоснется с двух сторон с винтом и пяткой;
• трещоткой доворачивают механизм до полной фиксации детали.

Показания снимают с трех шкал. Первая расположена на стебле снизу: на ней виден примерный размер детали в миллиметрах. На шкале сверху видно, больше или меньше половины миллиметра составляет погрешность первого измерения. По шкале барабана отмечают точное значение сотых долей миллиметра. Итоговый размер детали равен сумме данных со всех шкал.

Обработка древесины

Разметочно-измерительный инструмент для деревообработки включает:

• рулетки, линейки, складные метры;
• малки, кронциркули, нутромеры, рейсмус.

Первые три типа измерительных инструмента представляют собой ленточные, пластинчатые или консольные приборы, оснащенные метрической шкалой линейных мер. Каждая пятая риска миллиметровых делений увеличена на треть, каждая десятая – в полтора раза. Различаются общей длиной: линейка достигает 70-80 мм; рулетка – от 2 до 15. Столярный разметочный инструмент кронциркуль, нутромер, рейсмус.

В плотницком деле важным параметром является отношение детали к линии горизонта. Для определения вертикалей используется отвес – шнур с гирькой. Более универсальным устройством, показывающим угол отклонения от вертикалей и горизонталей, является гидроуровень, или ватерпас: линейка со стеклянными втулками, на 9/10 заполненными спиртом. Указатель – воздушный пузырек, который перемещается в жидкости.

Разметочные инструменты – это угольники, малка, ерунок. Эту группу отличает еще одна особенность – инструмент для измерения углов. Малка применяется для определения неплотностей между угловыми сочленениями. Ерунок позволяет вычерчивать углы размером 45 и 135°. Для вычерчивания линий, параллельных заданной плоскости, применяют рейсмус – колодку-кронштейн, в которой закреплены штанги с чертилками.

Перечисленными устройствами выбор инструмента не ограничивается. В отдельный класс выделен лазерный измерительный инструмент – достижение инженерии 21 века.

Приборы и инструменты для измерений параметров питающих напряжений и диагностики проблем электроснабжения

Выберите страну

Выберите регион

Выберите город

Качество силовой сети в большинстве зданий оставляет желать лучшего. Это и уложенные в целях экономии алюминиевые провода, теперь не справляющиеся с нагрузкой (разве при царе Горохе думали, что на каждом столе будет стоять компьютер, а в каждой комнате — принтер, факс, копировальный аппарат?). Это и помехи от мощных электроприборов (разве мало мест, где на одном фидере «сидит» все — от лампочек до сварочного аппарата местных сантехников?). Это и защитное заземление, несущее потенциал или помехи (кто, когда и чем проверял его в последний раз?). Невольно задумаешься о том, что именно является причиной сбоев компьютеров и телекоммуникационного оборудования — их дефекты или помехи в цепях питания. Как установить это объективно? И, что намного сложнее, как убедить в этом электриков?

Очень просто. Качество сети электропитания можно проверить с помощью так называемых тестеров питающей сети. Полученные с их помощью данные помогут вам оценить качество и обнаружить любые искажения напряжения в сети.
Сбор информации осуществляется автономно — достаточно подключить тестер к питающей сети. Представленные на рынке несколько моделей варьируются от простейших — они могут лишь фиксировать факт того или иного отклонения и отображать его с помощью светодиодных индикаторов — до сложных приборов, которые в состоянии непрерывно записывать основные характеристики в течение нескольких суток. В первом случае обслуживающему персоналу достаточно после сбоя посмотреть на показания прибора и определить, был ли он связан с проблемами электропитания. Во втором — после сбора информации тестер подключается к компьютеру для ее передачи и дальнейшей обработки. Тестеры измеряют точное значение частоты, фиксируют импульсы фазового напряжения и определяют их положение на синусоиде питающей сети, позволяя одновременно точно установить величину импульса. Они записывают все динамические изменения напряжения, т. е. отклонения от номинального уровня сетевого напряжения: перенапряжение; повышенное, нормальное и пониженное напряжение; провал и сбой/прерывание напряжения. Кроме того, они способны обнаружить высокочастотные (от 10 кГц до 10 МГц) шумы и помехи (противофазные и синфазные). Приборы для трехфазных сетей измеряют даже дисбаланс фаз. Тестеры имеются и для сетей питания постоянного тока (например, на узлах связи все оборудование питается от постоянного тока с напряжением 24, 48 или 60 В).

Иногда диагностика качества электропитания невозможна без исследований спектра сигнала — только он позволяет определить, какие именно по-мехи наблюдаются в сети, и предположить причину их возникновения. Мощные приборы не только производят измерения, но и вычисляют целую гамму количественных параметров, облегчающих оценку качества электроэнергии (например, косинус фи, коэффициент амплитуды CF, коэффициент нелинейных искажений, коэффициент искажений, коэффициент гармоник, К-фактор и др.).

Для выяснения причин искажения питающего напряжения может потребоваться измерить величину тока. Наиболее просто это можно сделать с помощью индуктивных датчиков тока (так называемых «токовых клещей», или клипс): они позволяют измерить ток через любой провод в рабочем режиме без каких-либо отключений. Так, мультиметр с подобным датчиком помогает оценить соответствие сечения провода рабочему току. Более сложные приборы способны измерять и записывать значения токов и напряжений одновременно в нескольких фазах, вычислять потребляемую активную и реактивную мощность. Увязка времени появления помех с другими событиями (например, с моментом включения какого-либо оборудования) или со значениями каких-либо параметров (например, температуры) производится на основании данных других измерительных приборов. Оценить переходное сопротивление контактов автоматических выключателей можно с помощью обычного мультиметра — достаточно измерить падение напряжения на выключателе. А вот для оценки качества контактов на токонесущих шинах применяются бесконтактные термометры или тепловизоры. Высокая температура места контакта указывает на высокое переходное сопротивление. Даже самый примитивный тепловизор позволяет выявить перегруженные проводники и места перегрева оборудования. С его помощью можно обнаружить все элементы, охлаждение которых недостаточно. Низкое качество защитного заземления — еще одна важная проблема современного офиса. Не говоря о том, что некачественное заземление не избавляет от помех, а может даже усугубить их, схемотехника входного фильтра любого источника питания такова, что при неподключенном защитном заземлении на нем возникает существенный потенциал. Убить этот потенциал не может, но «щиплет» весьма сильно, а кроме того, он способен вывести из строя схемы внешних интерфейсов.

В старых зданиях заземление обычно вообще отсутствует (помните двухполюсные розетки?) или соответствующий контакт занулен, т. е. соединен не с контуром защитного заземления, а с нулем силовой сети (хочется верить, что это сделано не в самой розетке!). Но даже там, где защитное заземление выполнено в виде отдельного контура, это оставляет массу вопросов: каково сопротивление этого контура, правильно ли он выполнен, не могут ли на него попасть опасные потенциалы, не наводятся ли в нем помехи и т. п. Более того, значительная часть телекоммуникационного оборудования использует так называемое «информационное» заземление. Если оно выполнено некачественно, об устойчивой работе оборудования можно забыть, так как к этой точке привязываются уровни всех сигналов.

Надо заметить, что требования к такому заземлению серьезно отличаются от принятых в нашей стране. Следовательно, в большинстве случаев задача обеспечения требований производителей оборудования от проверки проекта и монтажа до периодического контроля лежит на заказчике. В отличие от первой (RTFM), вторую часть задачи без приборов невозможно решить вовсе. И если измерить сопротивление шин достаточно просто (для этого используемый омметр должен измерять сопротивление с требуемой точностью), то измерить сопротивление самого заземления можно только с помощью специализированных приборов. Эти приборы служат для измерения переходного сопротивления «заземляющая конструкция — грунт» «по методу трех точек» или с помощью индуктивной клипсы.
Еще одна, правда, более редкая, проблема — определение сопротивления изоляции. В отличие от измерения сопротивления элементов, применяемый омметр должен быть рассчитан на измерение сопротивления в десятки и сотни мегом. Дефекты изоляции сказываются чаще всего лишь под рабочим напряжением, следовательно, без подачи тестового напряжения, превышающего рабочее, получить достоверный результат невозможно. Хорошие приборы для проверки изоляции имеют специальную конструкцию входных цепей для измерения сопротивления до 500 МОм под напряжением до 1000 В.

Пригодиться могут даже самые простые приборы, которые мы рассматривали ранее. Так, индуктивный щуп позволяет отыскать внутри стен силовые провода под напряжением переменного тока. Вместе со специальным тональным генератором, обеспечивающим подачу сигнала в находящиеся под напряжением цепи питания, он может применяться для идентификации розеток, нагрузок и выключателей. Неподключенные же провода можно найти только с помощью детектора неоднородностей.

Не обойтись в работе и без хорошо всем известного индикатора фазы. Его более чувствительная модификация обеспечивает возможность поиска находящихся под напряжением сетевых шнуров приборов.

Нельзя забывать и о собственной безопасности — применяемые при электромонтаже специальные инструменты должны иметь изолированные рукоятки. Впрочем, это предусматривается правилами техники безопасности (см. «Правила эксплуатации электроустановок»).

Часть приборов, о которых шла речь выше, малоизвестны. Однако без них большинство проблем обеспечения качественного электропитания остались бы нерешенными, или их пришлось бы решать вслепую, наугад. За рубежом аудитом качества электропитания и защитных цепей занимаются специальные фирмы. Рассчитывать же на наших электриков не приходится. Или вы разберетесь в проблеме сами, или будете терпеть убытки.

В чем разница между линейным и микрофонным уровнями?

Вас смущает соотношение линейного уровня и микрофонного уровня? Что ж, вы не одиноки. Нас часто просят объяснить разницу. Проще говоря, они оба относятся к уровню напряжения аудиосигнала.

Проводные и беспроводные микрофоны обычно подключаются к микрофонным входам, тогда как большинство других аудиоустройств используют линейный уровень. (Мы перейдем к сигналам уровня инструмента и динамика через минуту.) Однако напряжение каждого типа сигнала значительно различается, поэтому важно знать, чем они отличаются.

Что такое микрофонный уровень?

Сигнал уровня микрофона или уровня микрофона описывает напряжение, генерируемое микрофоном, когда он улавливает звук, обычно всего несколько тысячных вольта. Это напряжение меняется в зависимости от изменения уровня звука и расстояния. Из четырех основных типов аудиосигналов микрофонный уровень является самым слабым, а требует предварительного усилителя , чтобы довести его до линейного уровня. Уровень микрофона обычно указывается в диапазоне от -60 до -40 дБн. (dBu и dBV — это измерения в децибелах относительно напряжения.)

Несколько различных типов устройств используются для повышения уровня микрофона до линейных сигналов . Смесители, вероятно, являются наиболее популярным оборудованием, поскольку они также могут объединять несколько сигналов в один выход. Но предусилители и усилители типа «микрофон-линия» также справляются со своей задачей и доступны в виде одноканальных или многоканальных устройств.

Что такое линейный уровень?

Линейный сигнал составляет примерно один вольт, или примерно в 1000 раз сильнее, чем сигнал микрофонного уровня, поэтому оба обычно не используют один и тот же вход.Этот сигнал проходит от вашего предусилителя к усилителю, который питает ваши динамики.

Существует два стандартных линейных уровня:

• -10 дБВ для бытового оборудования (например, MP3- и DVD-плееры)
• +4 дБн для профессионального оборудования (микшерные пульты и устройства обработки сигналов)

Два других типа аудио Сигналы, с которыми вы столкнетесь, — это уровней инструментов и динамиков . Как и сигналы микрофонного уровня, сигналы инструментального уровня (например, электрогитары или бас-гитары) требуют предварительного усиления, чтобы вывести их на линейный уровень.Сигналы уровня громкоговорителей после усиления даже выше по напряжению, чем линейный уровень, и для безопасной передачи сигнала требуются кабели громкоговорителей.

Уровни согласования

Очень важно согласовать устройство с правильным входом, поскольку нет реальной технической допустимости ошибок. Например:

• Подключение микрофона к линейному входу практически не приведет к отсутствию звука, потому что сигнал микрофонного уровня слишком слаб для управления линейным входом
• Подключение линейного входа на микрофонный вход вызовет громкость и искажение звука, потому что сигнал линейного уровня намного сильнее, чем то, что принимает микрофонный вход .(Примечание: входы и выходы на некоторых микшерах более высокого класса переключаются с микрофонным и линейным уровнями.)

Полезные советы

• Вход микрофонного уровня обычно представляет собой гнездовой разъем XLR. Вход линейного уровня обычно представляет собой гнездо RCA, гнездо для наушников 1/4 дюйма или гнездо для наушников 3,5 мм.
• Не думайте, что уровни совпадают только потому, что один соединитель правильно подходит к другому. Входы обычно очень четко обозначены.
• Если на устройстве (например, цифровом записывающем устройстве или компьютере) есть только микрофонный вход, и вам необходимо подключить к нему устройство линейного уровня, вы можете снизить напряжение с помощью аттенюатора или DI ( Direct Injection), доступный в большинстве музыкальных магазинов.Существуют даже кабельные версии со встроенными резисторами, которые решают ту же задачу.
• Различные беспроводные приемники имеют разный выход уровней . Это верно для линейки продуктов Shure и для большинства брендов-конкурентов. Обратитесь к руководству пользователя каждого беспроводного приемника, чтобы определить уровень его выходного сигнала. Уровень микрофона может варьироваться до 20 дБ между разными приемниками.

Джастин Боллер

Джастин Боллер (Justin Boller) работает инженером по приложениям в Shure Incorporated, помогая клиентам в выборе продукта, проектировании системы и устранении неисправностей.Ночью он профессиональный музыкант, играет на тубе, электрическом и акустическом басе, гитаре, тромбоне и других инструментах в различных музыкальных ансамблях. Он имеет степень бакалавра наук. в музыке и M.S. в области технологий искусства из Университета штата Иллинойс. Когда есть свободное время, он также любит возиться с электроникой, ездить на велосипеде и готовить на гриле.

Конструкция прибора — Часто задаваемые вопросы по УФ-видимой спектроскопии

Взаимосвязь между чувствительностью фотоэлектрической поверхности и длиной волны падающего света называется «характеристикой спектральной чувствительности».«Это в основном определяется материалом фотоэлектрической поверхности. На этом слайде показана характеристика спектральной чувствительности мультищелочной фотоэлектрической поверхности, которая имеет чувствительность в ультрафиолетовой и видимой областях. Существуют и другие« типы »ФЭУ, которые смещают пик детектора чувствительность в различных диапазонах длин волн. Представьте, что представленная здесь кривая «скользит» по кривой чувствительности к более высоким или более низким длинам волн. Представленная здесь кривая представляет собой «чувствительный к красному цвету» ФЭУ R-928.

Альтернативным типом светового извещателя является твердотельный диодный извещатель.Силиконовые диодные детекторы имеют больший диапазон длин волн, чем ФЭУ, обычно от 180 до 1100 нм. В отличие от ФЭУ, диоды не требуют источника питания высокого напряжения (дорого). И, наконец, они более надежны в работе с высокой интенсивностью света без насыщения (перегрузки). В ближней ИК-области приборов УФ / видимого / ближнего инфракрасного диапазона используются твердотельные детекторы двух различных типов.

Кремниевый фотодиод использует внутренний фотоэлектрический эффект — явление, при котором электрические свойства самого детектора изменяются при попадании на него света.Как следует из названия, кремниевый фотодиод — это полупроводник. Когда свет попадает на этот полупроводник, если энергия света больше, чем ширина запрещенной зоны, электроны в валентной зоне возбуждаются в зону проводимости, а дырки остаются в исходной валентной зоне. Как показано слева, эти электронно-дырочные пары создаются по всему полупроводнику, но в обедненной области электрическое поле заставляет электроны ускоряться в направлении N-области, а дырки — в направлении P-области.В результате электроны накапливаются в N-области, а дырки накапливаются в P-области, и две области становятся, соответственно, отрицательно и положительно заряженными. Если он подключен к цепи, течет ток. Ширина запрещенной зоны кремния составляет примерно 1,12 эВ, поэтому ток течет только для длин волн, оптическая энергия которых превышает указанную. Это работает до верхнего предела длины волны около 1100 нм.

Детектор NIR сульфида свинца является отраслевым стандартом более 40 лет.Он работает во всем ближнем инфракрасном диапазоне от 860 до 3300 нм и стоит относительно недорого. Более новый широкополосный детектор на основе арсенида индия-галлия (InGaAs) дороже, но имеет более чем на два порядка чувствительность при меньшем уровне шума, чем более старый детектор на основе PbS. Когда широкополосный детектор InGaAs охлаждается до -50 ° C, он имеет рабочий диапазон длин волн от 800 до 2500 нм. Узкополосные детекторы InGaAs покрывают диапазон от 800 до 1600 нм.

На графике справа показана характеристика спектральной чувствительности кремниевого фотодиода.

Кремниевые фотодиоды имеют ряд преимуществ перед фотоэлектронными умножителями: они дешевле; на их светопринимающих поверхностях наблюдается небольшая неравномерность чувствительности; и они не требуют специального источника питания. Даже в отношении чувствительности, если интенсивность света относительно высока, они могут предоставить фотометрические данные, которые ни в коем случае не уступают данным, полученным с помощью фотоумножителей. Однако, если интенсивность света относительно низкая, поскольку сигналы усиливаются в электронной схеме, которая дает ток, увеличение коэффициента усиления снижает скорость отклика.

Как выглядит кривая чувствительности детектора InGaAs?

Арсенид индия-галлия (InGaAs) представляет собой сложный полупроводник. Как и кремниевый фотодиод, фотодиод на основе InGaAs представляет собой фотоэлектрический элемент с P-N переходом. Однако ширина запрещенной зоны InGaAs меньше, чем у кремния, поэтому он поглощает свет с большей длиной волны. Это означает, что фотодиоды InGaAs чувствительны к длинам волн, которые превышают диапазон кремниевых фотодиодов.График, представленный на этом слайде, показывает характеристику спектральной чувствительности фотодиода InGaAs.

Как работает фотопроводящий детектор PbS?

Фотопроводящий элемент — это элемент фотоэлектрического преобразования, который использует явление фотопроводимости, в результате чего электрическая проводимость (сопротивление) материала изменяется при его облучении светом. На рисунке слева показан принцип работы. Когда свет с энергией, превышающей энергетический зазор между зоной проводимости и валентной зоной, попадает на элемент, электроны в валентной зоне возбуждаются в зону проводимости, и в валентной зоне образуются дырки.В фотопроводящем элементе PbS сопротивление уменьшается в соответствии с интенсивностью падающего света, и это получается как сигнал с помощью внешней цепи.

Если элемент охлаждается, характеристика спектральной чувствительности смещается в длинноволновую сторону; в результате элемент становится более чувствительным к более длинным волнам. Однако при этом скорость отклика снижается. Хотя фотопроводящие элементы PbS могут, в отличие от некоторых других элементов обнаружения ближнего инфракрасного диапазона, использоваться при комнатной температуре, они по-прежнему являются хрупкими элементами, для которых чувствительность, скорость отклика и темновое сопротивление изменяются в зависимости от температуры.График справа показывает характеристику спектральной чувствительности фотопроводящего элемента PbS. Обратите внимание, что ось длины волны находится в микрометрах, поэтому 1 микрометр равен 1000 нанометрам.

Какова функция монохроматора?

Самым ранним из известных устройств рассеивания (разделения) света была капля дождя. Свет меняет скорость при переходе из одной среды в другую (например, из воздуха в воду в виде капли дождя). Дождь рассеивает белый свет солнца в его составляющих цветах (длинах волн) в виде радуги.Следующее лучшее — призма. Это изменение скорости заставляет свет преломляться и попадать в новую среду (воздух к стеклу) под другим углом (принцип Гюйгенса). Степень изгиба пути света зависит от угла, под которым падающий луч света образует с поверхностью, и от соотношения между показателями преломления двух типов сред (закон Снеллиуса). Показатель преломления многих материалов (например, стекла) зависит от длины волны или цвета используемого света, это явление известно как дисперсия.Это приводит к тому, что свет разных цветов по-разному преломляется и покидает призму под разными углами, создавая эффект, похожий на радугу. Это можно использовать для разделения луча белого света на составляющие его цвета (вверху).

Вы, наверное, знакомы с тем, как призма разделяет свет на составляющие цвета. Дифракционная решетка выполняет ту же работу, но более эффективно. Дифракция проявляется в видимом изгибе световых волн вокруг небольших препятствий или в распространении волн за небольшие отверстия.В оптике дифракционная решетка представляет собой отражающий оптический компонент с периодической структурой крошечной регулярной серии линейчатых линий, которая разделяет и дифрагирует свет на несколько лучей, движущихся в разных направлениях (см. Выше).

Углы падающего и дифрагированного лучей зависят от шага решетки и длины волны света, поэтому решетка действует как рассеивающий элемент. По этой причине решетки широко используются в монохроматорах спектрометров. Когда есть необходимость разделить свет с разными длинами волн с высоким разрешением, дифракционная решетка является наиболее предпочтительным инструментом.Этот «суперпризменный» аспект дифракционной решетки позволяет применять ее для измерения спектров света как в лабораторных приборах, так и в телескопах.

Пример дифракционной решетки вы видите почти каждый день. Дорожки компакт-диска действуют как дифракционная решетка, обеспечивая разделение цветов белого света. Номинальное расстояние между дорожками на компакт-диске составляет 1,6 микрометра, что соответствует примерно 625 дорожкам на миллиметр. Это в диапазоне обычных световых дифракционных решеток.Для красного света с длиной волны 600 нм это даст угол дифракции первого порядка около 22 ° (внизу).

Большинство блестящих переливающихся цветов, которые наблюдаются у насекомых (крылья бабочки), являются результатом дифракции, а не химических красителей или пигментов. Дифракция насекомых — это результат крошечных чешуек на теле или крыльях, которые функционируют как дифракционная решетка. Неотъемлемой частью монохроматора является выходная щель, которая пропускает свет очень узкого диапазона длин волн в остальную часть спектрометра.Постепенно поворачивая дифракционную решетку, вы можете пропустить свет из части спектра (крошечной части диапазона длин волн за раз) через остальную часть прибора.

Монохроматор содержит рассеивающий элемент, состоящий из входной щели и зеркал для создания параллельного луча, подобного солнечному свету, а также выходной щели и зеркал для вывода монохроматического света.

Что лучше: призма или дифракционная решетка?

	Призма		Отражательная дифракционная решетка
Принцип дисперсии	Использует различия в показателе преломления материала в зависимости от длины волны		Использует дифракцию от отражающей поверхности с регулярной решетчатой ​​структурой.
Эффективность использования света	Высокая (Обычно имеет высокий КПД, несмотря на потери света из-за граничного отражения и поглощения во время прохождения через материал. Одна призма охватывает диапазон от 185 до 2500 нм.)	✔	Низкий (Свет с той же длиной волны рассеивается в нескольких направлениях, как свет более высокого порядка. Высокая эффективность вблизи длины волны пламени.)
Зависимость дисперсии от длины волны	Переменная.Высокая для УФ; низкий fo, видимый в ближнем ИК-диапазоне.		Высокий и примерно постоянный.	✔
Температурная зависимость дисперсии	Высокий (Влияние температуры на показатель преломления)		Низкое (деформация из-за температуры)	✔
Высший свет	Нет	✔	Да (требуется светопропускающий светофильтр более высокого порядка.)
рассеянный свет	Низкий	✔	High (Дисперсия из-за света более высокого порядка и шероховатости поверхности. Современные дифракционные решетки обеспечивают сравнительно низкий уровень рассеянного света.)
Поляризация	Низкий	✔	Высокая

Призма и дифракционная решетка являются типичными диспергирующими элементами.В таблице показаны их соответствующие характеристики. Благодаря своим превосходным дисперсионным свойствам дифракционные решетки часто используются в современных спектрофотометрах. В призме достигается дисперсия из-за разницы в показателе преломления материала в зависимости от длины волны. Однако дифракционная решетка использует разницу в направлении дифракции для каждой длины волны из-за интерференции.

Как работают дифракционные решетки?

Первые дифракционные решетки часто представляли собой ряд щелей, которые функционировали как пропускающая решетка, как показано слева.Современные дифракционные решетки представляют собой отражающие светящиеся решетки с пилообразным поперечным сечением, как показано справа. Поскольку свет, прошедший через достаточно мелкую щель, дифрагирует, свет, отраженный от достаточно мелкой пилообразной поверхности, также дифрагируется. На миллиметр приходится от 500 до 2000 зубцов.

В прошлом пилообразная поверхность коммерчески производимой дифракционной решетки была точной копией эталонной решетки. Тонкая копия из синтетической смолы наклеена на стеклянный лист и покрыта алюминием.Традиционно мастер изготавливали на станке, но теперь поверхность формируется ионным пучком или лазерной фотолитографией. Этот фотолитографический процесс позволяет получить решетки с меньшим количеством дефектов. Эта более гладкая поверхность значительно снижает рассеянный свет (свет с нежелательными длинами волн).

Что такое дифракционная решетка «под острым углом»?

Различные порядки света дифракционной решетки приводят к рассеиванию энергии и снижению эффективности использования света.Однако энергия дифрагированного света от дифракционной решетки с тонким пилообразным профилем концентрируется в направлении зеркального отражения, как показано слева. Эта длина волны известна как «длина волны пламени». Дифракционная решетка в спектрофотометре обычно используется вблизи длины волны вспышки. Однако несколько дифракционных решеток можно использовать отдельно для повышения эффективности в широком диапазоне длин волн.

Другой способ взглянуть на явление света высшего порядка — сказать, что если d, i и θ фиксированы, другое значение m приводит к другому λ.Это указывает на то, что свет с множеством длин волн θ дифрагирует под углами дифракции λ, как показано справа. Следовательно, светопропускающий светофильтр более высокого порядка (коротковолновый отрезной фильтр) расположен после выходной щели монохроматора для выделения света определенной длины волны (обычно ± свет 1-го порядка).

Что такое спектрофотометр с диодной матрицей?

Спектрофотометр с диодной матрицей — это другой тип однолучевой оптической конструкции по сравнению с дисперсионной конструкцией (см. Выше). Приборы с диодной матрицей оптимизированы для быстрого одновременного получения полного УФ / видимого спектра.Конструкция чем-то напоминает дисперсионный однолучевой прибор, за исключением того, что дифракционная решетка находится за образцом, чтобы напрямую рассеивать прошедший от образца свет на детектор с диодной матрицей. В отличие от своего родственника с дисперсионным и медленным сканированием, решетка в приборе с диодной матрицей не движется и не сканирует. Проходящий свет от образца непрерывно освещает матричный детектор, тем самым обеспечивая быстрый сбор спектральных данных. Дополнительным новшеством является использование обеих ламп-источников одновременно для освещения образца всеми длинами волн света от 190 до 1100 нм.Детектор на основе фотодиодной матрицы (PDA) представляет собой линейную матрицу дискретных фотодиодов на одной интегральной микросхеме (IC). В спектрофотометрах он размещается в плоскости изображения от решетки, чтобы обеспечить одновременное обнаружение диапазона длин волн. В этом отношении его можно рассматривать как электронную версию матрицы детекторов фотографической цифровой камеры. Детектор с диодной матрицей — это секрет быстрого сбора спектров. Прибор с диодной матрицей может собирать полный диапазон УФ / видимого спектра от миллисекунд до секунд в зависимости от конструкции.Хотя однолучевой прибор подвержен длительному дрейфу, этот факт редко является проблемой, поскольку поправки на фон и данные о пробах могут быть получены менее чем за секунду.

Приборы с диодной матрицей

идеально подходят для сбора полных спектральных данных по быстро меняющимся образцам в таких дисциплинах, как кинетика, растворение, жидкостная хроматография и многокомпонентный анализ.

Что происходит под крышкой спектрофотометра?

Как видно на рисунке выше, спектрофотометр измеряет свет, который проходит через образец, чтобы затем попасть на детектор, где он измеряется.Назовем количество света на длине волны λ, падающего на кювету с образцом I _o , и количество света, выходящего из образца и попадающего в детектор I. Теперь мы вычислим процент отношения этих двух значений (I / I _o ) * 100 получаем значение процента передачи (% T). Если образец пропускает весь свет с заданной длиной волны, тогда% T = 100; однако, если образец поглощает свет, тогда мы будем иметь случай, когда I o и% T будет числом меньше 100. Если луч полностью заблокирован или поглощен образцом, тогда% T = 0.

Еще один важный пункт. Когда спектрофотометр включен, он буквально «тупой, как пень». Другими словами, прибор не был откалиброван для значений 100% T или 0% T. Эта 100% -ная калибровка T достигается с помощью процесса, называемого коррекцией фона для спектра. его также иногда называют автоматическим обнулением для измерения одной длины волны. Коррекция фона выполняется путем извлечения образца из прибора и измерения количества света, попадающего на детектор в диапазоне сканирования всех длин волн в спектре.Эти 100% значения T (называемые фоновым сканированием) затем сохраняются в памяти для использования при вычислении точных значений% T для образца.

Это подводит нас к главному недостатку однолучевых приборов — явлению, известному как дрейф. В приборе есть множество компонентов, которые нестабильны с течением времени (обычно из-за электрических колебаний или тепловыделения). Лампы и детектор подвержены колебаниям в электрическом выходе, в то время как значения электронного сопротивления на печатных платах могут измениться из-за накопления тепла в приборе.Чистый эффект заключается в том, что значения% T могут изменяться со временем после выполнения коррекции фона. Это означает, что необходимо проводить частые и своевременные корректировки фона одновременно с измерениями пробы. Решением «проблемы дрейфа времени» является двухлучевой прибор.

Чем отличаются однолучевые и двухлучевые приборы?

В однолучевых системах монохроматический свет от монохроматора (только луч образца) попадает в камеру для образца и попадает непосредственно на детектор.Однако в двухлучевой системе монохроматический свет от монохроматора разделяется на луч образца (S) и эталонный луч (R) перед тем, как попасть в камеру для образца и попасть на детектор. Здесь проиллюстрирован каждый из этих дизайнов. Однолучевая конфигурация имеет более простую конструкцию, поскольку не требует механизма разделения пучка на образец и эталонный пучок. Поэтому однолучевые конструкции, как правило, используются в более дешевых системах.

Как конструкция оптики влияет на временную стабильность прибора?

В качестве примера разницы во временной стабильности между конфигурациями флуктуации измеренных значений во времени (дрейф) сравнивались с использованием однолучевого прибора (синяя линия) и двухлучевого прибора (красная линия).На верхнем рисунке показаны результаты размещения однолучевых и двухлучевых приборов в одной комнате и использования каждого из них для получения измерений хода времени в течение одного часа с 5-секундными интервалами. Двухлучевой прибор имел меньшую временную изменчивость, чем однолучевой.

Это означает, что двухлучевая система обеспечивает более стабильные значения измерения, чем однолучевая система. Однолучевая система требует ожидания, пока источник света и детектор не стабилизируются, часто выполняя коррекцию холостого хода, чтобы минимизировать такую ​​временную изменчивость.Сводные характеристики однолучевых и двухлучевых устройств показаны в таблице внизу.

Как спектрофотометры используют бланк?

Однолучевые спектрофотометры

Однолучевые спектрофотометры выполняют коррекцию холостого хода и измерения образца, используя только луч образца. Сначала прибор регистрирует интенсивность пучка образца во время коррекции холостого хода (S _Blank ). Затем во время измерения пробы прибор регистрирует интенсивность пучка пробы (S _Meas ).Затем результаты измерений рассчитываются с использованием S _Blank и S _Meas . Например, коэффициент пропускания (% T) рассчитывается по следующей формуле. Однако, если интенсивность источника света варьируется между коррекцией холостого хода и измерением образца, это может проявляться как изменения в значениях S _Blank и S _Meas . Другими словами, если интенсивность источника света изменяется между временем выполнения коррекции холостого хода и измерения образца, могут быть получены неточные данные.Таким образом, в однолучевых системах колебания интенсивности источника света могут иметь большое влияние на результаты измерений. Следовательно, однолучевые системы требуют ожидания, пока система не стабилизируется, прежде чем начинать измерения. Как правило, им требуется подождать от одного до двух часов после включения питания.

Двухлучевые спектрофотометры

Двухлучевые спектрофотометры выполняют коррекцию холостого хода и измеряют образцы, используя как образец, так и эталонный луч.Во время коррекции бланка прибор записывает соотношение S _Blank / R _Blank , основанное на интенсивности пучка пробы (S _Blank ) и интенсивности эталонного пучка (R _Blank ). Затем, во время измерения образца, прибор записывает соотношение S _Meas / R _Meas , основанное на интенсивности пучка образца (S _Meas ) и интенсивности эталонного пучка (R _Meas ). Затем результаты измерений рассчитываются с использованием S _Blank / R _Blank и S _Meas / R _Meas .В отличие от однолучевых систем, двухлучевые системы определяют значения измерений, используя отношение интенсивности пучка пробы к интенсивности эталонного пучка во время обеих коррекций холостого образца при измерении проб. Как показано, колебания интенсивности света не влияют на результаты измерений. По сути, использование соотношения интенсивностей образца и эталонного пучка в двухлучевых системах нейтрализует любые колебания интенсивности источника света и снижает возможность таких колебаний, влияющих на значения измерения.

Подводя итог, можно сказать, что на данные не влияют колебания источника света, поскольку опорный луч непрерывно компенсирует любые колебания интенсивности источника света в реальном времени. Другими словами, двухлучевые спектрофотометры точно измеряют образцы в течение длительных периодов времени, подавляя вариации лампы за счет соотношения образцов и эталонных лучей. Это означает, что двухлучевые системы обеспечивают превосходную временную стабильность.

Чем двухлучевой спектрофотометр отличается от однолучевого прибора?

Как вы можете видеть на картинке выше, двухлучевой прибор выглядит так же, как его однолучевой аналог, до момента, когда он находится непосредственно перед образцом.В этом типе прибора луч, выходящий из монохроматора, либо разделяется (с использованием оптического светоделителя 50-50), либо нарезается (с помощью вращающегося сегментированного колеса) на два луча, которые входят в камеру для образца. В приведенной выше конструкции прибора луч разделяется на две части через полупрозрачное кварцевое зеркало (чтобы пропускать через него УФ и видимый свет) зеркало, которое действует как оптический светоделитель. Эти более сложные двухлучевые инструменты теперь имеют различные зеркала для направления светового луча через инструмент.Эти зеркала представляют собой специальные алюминиевые зеркала с «передним покрытием», которые имеют высокоотражающее алюминиевое покрытие на своей передней стороне (в отличие от вашего зеркала для ванной комнаты, у которого есть алюминиевое покрытие на задней стороне стекла).

В версии двулучевого прибора с измельчителем вышеупомянутый светоделитель заменен вращающимся сегментированным колесом. Диск измельчителя (вверху) состоит из нескольких различных сегментов. Те в инструменте, который мы описываем, имеют три разных раздела, другие конструкции могут иметь другое количество.Свет, исходящий от дифракционной решетки и узла щели, попадет на вращающийся диск, и может произойти одно из трех.

Как работает измельчитель луча?

1. Если он попадет в прозрачную секцию, он пройдет прямо через измельчитель, а затем пройдет через ячейку, содержащую образец. Затем он отражается зеркалом на второй вращающийся диск. Этот диск вращается так, что, когда свет приходит от первого диска, он встречает зеркальную часть второго диска.Это отражается на детекторе. Он следует по красному пути на диаграмме вверху слева.

2. Если исходный луч света из щели попадает в зеркальную часть первого вращающегося диска, он отражается вниз по зеленой траектории на диаграмме внизу справа. После зеркала он проходит через опорную ячейку. Наконец, свет попадает на второй диск, который вращается таким образом, что встречается с прозрачной частью. Он проходит прямо к детектору

   .
3. Если свет встречает первый диск на черном участке, он блокируется, и на очень короткое время свет не проходит через спектрометр.Это позволяет компьютеру определять базовую линию измерения темнового тока, которая является допуском для любого тока, генерируемого детектором в отсутствие какого-либо света (форма измерения нуля).

Ячейка для образца содержит раствор исследуемого вещества, обычно разбавленный раствор. Растворитель выбирается таким образом, чтобы он не поглощал сколько-нибудь значительного количества света в интересующем диапазоне длин волн. Контрольная ячейка содержит только чистый растворитель. Теперь даже при использовании двухлучевого прибора коррекция фона должна выполняться перед измерением любого образца; тем не менее, эта конструкция прибора имеет ряд преимуществ по сравнению с однолучевым аналогом.Во-первых, прерыватель вращается с частотой 60 Гц, так что полный цикл выборки, эталона и темнового тока происходит каждые 16 миллисекунд (то есть 60 раз в секунду). Этот цикл позволяет стабилизировать прибор каждые 16 миллисекунд. Это означает, что любые колебания, вызванные нестабильностью лампы, изменениями чувствительности детектора или изменениями сопротивления в электронике, компенсируются в реальном времени посредством сравнения (соотношения) измерений эталонного и эталонного пучков. Чистый эффект от очень малого до незначительного дрейфа с течением времени.

Современные двухлучевые спектрофотометры могут нуждаться только в коррекции фона, выполняемой каждые шесть-восемь часов. Поскольку растворитель может быть помещен в эталонный луч для измерения в реальном времени, может быть выполнено сравнение, фактически это соотношение «холостого» растворителя и образца. Это позволяет напрямую измерять растворенное соединение, представляющее интерес, в режиме реального времени. Это означает, что если у вашего растворителя есть абсорбция, ее легко вычислить. Еще одна особенность заключается в том, что ослабление эталонного луча можно выполнить, когда необходимо измерить высокие значения поглощения (обычно выше 4).

Что такое спектрофотометр высокой производительности (HP)?

Спектрофотометры

являются ведущими приборами как в УФ / видимом, так и в УФ / видимом / ближнем ИК диапазонах. Разница между этими двумя оптическими конструкциями заключается в добавлении второй дифракционной решетки и второго детектора (PbS или InGaAs) для спектрального диапазона NIR. Однако не это обеспечивает им высокую производительность. В приборах HP есть ключевой компонент, который позволяет им измерять очень низкие значения% T (или высокое поглощение).Добавив вторую дифракционную решетку (вверху справа) для каждого диапазона длин волн (УФ / видимая и ближняя ИК-области), паразитный свет прибора значительно уменьшается.

Всего в приборе четыре решетки, по две дифракционные решетки в УФ / видимом и ближнем ИК диапазонах. Все высокопроизводительные инструменты имеют две решетки одного типа, работающие в тандеме, чтобы уменьшить инструментальный паразитный свет. Уменьшение паразитного света для спектрофотометров с двойным монохроматором — вот что определяет их высокую производительность (см. Оптическую схему выше).Спектрофотометры HP могут измерять от 6 до 10 единиц оптической плотности в УФ / видимой области и до 7-8 единиц оптической плотности в ближней ИК-области с помощью детектора InGaAs.

В чем разница между медицинским устройством класса I и медицинским устройством класса II?

Сообщение 2 февраля 2018 г., автор BMP Medical

Все медицинские устройства, продаваемые в США, регулируются U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). В частности, любое медицинское устройство, произведенное, переупакованное, перемаркированное и / или импортированное любой компанией или фирмой для продажи в США, должно соответствовать правилам FDA.

FDA заявляет, что медицинское изделие Класса I, а также Класса II и III, является «инструментом, аппаратом, приспособлением, машиной, приспособлением, имплантатом, реагентом in vitro или другим подобным или связанным изделием, включая составную часть или аксессуар », который признан фармацевтическим препаратом или добавкой, предназначенным для диагностики, лечения или профилактического лечения заболевания с намерением повлиять на структуру тела человека или животного.Диапазон регулируемых медицинских устройств огромен. Такие вещи, как кардиостимуляторы, сердечно-сосудистые стенты, аппараты искусственной вентиляции легких, хирургические подносы, грудные имплантаты, диагностические тесты (например, тесты на беременность, тесты на глюкозу крови и т. Д.) Или относительно простые устройства, такие как депрессоры для языка, весы для пациентов и эластичные бинты, нуждаются в одобрении FDA. .

Регуляторная политика в отношении медицинских изделий основана на трехуровневой системе классификации. Они попросту относятся к I, II и III классам. Хотя политика достаточно проста, есть проблемы.FDA классифицировало около 1700 различных универсальных типов устройств. Они сгруппированы в 16 медицинских панелей, которые затем относятся к одному из трех нормативных классов для определения уровня контроля, необходимого для обеспечения безопасности и эффективности устройства.

Что же тогда определяет, относится ли ваше медицинское устройство к классу I, II или III? Ответ — риск. Каждое медицинское устройство классифицируется по рискам, связанным с устройством. Чем выше пронумерованный класс, тем выше нормативный контроль, который дополнительно определяет нормативные требования для общего типа устройства.Классификация определяется не только опасностью, которую устройство представляет для пациента и / или пользователя, но и предполагаемым использованием устройства вместе с любыми специальными показаниями к его использованию. Например, скальпель может использоваться по назначению для разрезания тканей пациента, но производитель может иметь специальный скальпель, специально разработанный для выполнения разрезов в роговице.

Итак, вот различия между различными классами медицинских изделий:

Медицинское оборудование класса I

Медицинское устройство класса I — это те устройства, которые имеют низкий или средний риск для пациента и / или пользователя.Сегодня 47% медицинских устройств подпадают под эту категорию, и 95% из них освобождены от регулирующего процесса. Если устройство попадает в общую категорию устройств класса I, освобожденных от контроля, предварительное уведомление о продаже и разрешение FDA не требуются перед продажей устройства в США. Однако производитель должен зарегистрировать свое предприятие и зарегистрировать свой универсальный продукт в FDA. Примеры включают комплекты для клизм, эластичные бинты, ручные стетоскопы и сковороды.

Медицинское оборудование класса II

Медицинские изделия

Класса II — это те устройства, которые имеют средний или высокий риск для пациента и / или пользователя.К этой категории относятся 43% медицинских изделий. Большинство медицинских устройств относятся к устройствам класса II. Примеры устройств класса II включают инвалидные коляски с электроприводом и некоторые комплекты для тестов на беременность.

Медицинское оборудование класса III

Медицинские устройства класса III — это те устройства, которые представляют высокий риск для пациента и / или пользователя. Эти устройства обычно поддерживают или поддерживают жизнь, имплантируются или представляют потенциально необоснованный риск заболевания или травмы. Они составляют 10% медицинских устройств, регулируемых FDA.Примеры устройств класса III включают имплантируемые кардиостимуляторы и грудные имплантаты.

Надеемся, это было полезно. BMP Medical является производителем оригинального медицинского оборудования, одобренным FDA. Чтобы обеспечить одобрение, в рамках наших услуг по валидации мы консультируем клиентов и помогаем им понять различия между различными классификациями медицинских устройств.

Пестицидных устройств: Руководство для потребителей

Это руководство для потребителей объясняет основные факты о пестицидных устройствах и их отличиях от зарегистрированных пестицидных продуктов.Если вы производитель устройств, зарегистрированный пользователь или вам нужно знать больше, чем указано здесь, см. Наше Руководство по регистрации пестицидов — Глава 13 — Устройства.

---

Что такое пестицидный прибор?

Пестициды обычно считаются химическими веществами. Но у нас также есть роль в регулировании устройств, используемых для борьбы с вредителями. Однако то, как можно регулировать устройство, зависит от конкретной конструкции и функции устройства, а также от того, используется ли оно с пестицидами. Пестицидное средство — это:

• Инструмент или приспособление (кроме огнестрельного оружия), которое используется для уничтожения, отпугивания, улавливания или уменьшения (уменьшения опасности) любых вредителей, таких как насекомые, сорняки, грызуны, некоторые другие животные, птицы. , плесень / грибок, бактерии и вирусы.

Примечание. Медицинские инструменты или машины, используемые для уничтожения вредителей внутри или на живых людях или животных, регулируются Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов.

Различия между пестицидными устройствами и пестицидными продуктами и способы их регулирования

Ключевые различия между устройствами для борьбы с вредителями, пестицидными продуктами и некоторыми комбинациями можно резюмировать следующим образом:

• Пестицидный продукт — содержит вещество или смесь веществ который предназначен для уничтожения, отпугивания, предотвращения или смягчения (уменьшения опасности) вредителя.Сюда входят вещества, которые привлекают вредителей для уменьшения их воздействия, например, привлекают вредителей в ловушку.
  • Как регулируется: Должен быть зарегистрирован, если он не имеет права на освобождение.
• Пестицидное устройство — работает с помощью физических средств (таких как электричество, свет или механика) и не содержит вещества или смеси веществ для выполнения своей предполагаемой пестицидной цели.
  • Как регулируется: для этого нам не требуется регистрация.Однако эти устройства регулируются таким образом, что нельзя делать «ложные или вводящие в заблуждение заявления» об эффективности или безопасности устройств. Если производитель заявляет об устройстве, он должен располагать научными данными, подтверждающими эти утверждения. Регулируемые устройства также должны получить номер учреждения EPA.
  • Некоторые устройства не регулируются. Например, любое устройство, эффективность которого зависит больше от производительности пользователя, чем от производительности самого устройства (например, мухобойка), не регулируется.Также не регламентируются ловушки для позвоночных животных.

• Комбинация — Если инструмент, приспособление или приспособление содержит вещество или смесь веществ для выполнения предназначенной им пестицидной цели, то это считается пестицидным продуктом.
  • Как регулируется: Должен быть зарегистрирован, если он не имеет права на освобождение.

Примечание. Оборудование для внесения пестицидов, которое продается отдельно от самого пестицида, не является устройством или пестицидом.Например, распылитель гербицида для газонов, который продается отдельно от гербицида, считается оборудованием для внесения, которое не регулируется EPA.

Распознавание устройства по чтению этикетки

Пестицидное устройство, которое регулируется EPA, будет иметь номер учреждения EPA на этикетке. Он не будет включать регистрационный номер EPA, который можно найти только на пестицидных продуктах. Для некоторых устройств с пестицидами номер учреждения может быть указан на устройстве или в руководстве пользователя.

Претензии на этикетках устройств или в рекламе

В отличие от лиц, регистрирующих пестицидные продукты, FIFRA не требует от производителей устройств предоставлять какие-либо данные, касающиеся безопасности или эффективности устройства до распространения или продажи. Это особенно важно для устройств с антимикробными пестицидами, которые заявляют, что дезинфицируют, дезинфицируют и / или стерилизуют предметы или окружающий воздух. Поскольку микробные вредители не видны невооруженным глазом, пользователи таких устройств обычно не могут оценить фактические характеристики устройства.Устройство может иметь «неправильный бренд», если на этикетках, этикетках и / или веб-сайтах для устройств, включая общие или конкретные заявления об эффективности, содержится какое-либо заявление, дизайн или графическое изображение, которое является «ложным или вводящим в заблуждение в каком-либо конкретном отношении». Распространение или продажа устройства с неверным брендом запрещены FIFRA. Следовательно, каждый производитель или продавец устройств несет ответственность за обеспечение того, чтобы эти продукты работали так, как заявлено, и чтобы такие заявления о производительности не вводили в заблуждение предполагаемого пользователя.

Также обратите внимание на то, что в законах некоторых штатов есть требования к устройствам в дополнение к требованиям, предъявляемым FIFRA.Правительства некоторых штатов требуют регистрации устройств, включая представление и рассмотрение данных об эффективности и маркировке, прежде чем устройство может быть продано или распространено в этом штате. Следовательно, соблюдение требований FIFRA не гарантирует, что устройство может продаваться на законных основаниях в этих штатах. Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть список контактов ведущих агентств штата.

http://npic.orst.edu/reg/state_agencies.html

Другая информация о регулировании устройств с пестицидами

Хотя мы и регулируем большинство устройств с пестицидами, некоторые из них мы не регулируем.Например, любое устройство, эффективность которого зависит больше от производительности пользователя, чем от производительности самого устройства (например, мухобойка), не регулируется. Также не регламентируются ловушки для позвоночных животных.

Как указано выше, если устройство содержит вещество или смесь веществ для выполнения предполагаемого пестицидного действия или упаковано вместе для продажи с пестицидом, то оно считается пестицидным продуктом и должно быть зарегистрировано EPA.

Примеры регулируемых пестицидных устройств

Эти устройства не требуют регистрации EPA, если они не содержат и не производят пестицидные продукты.Однако они регулируются в той степени, в которой «делаются ложные или вводящие в заблуждение заявления об их эффективности устройств. Если производитель заявляет об устройстве, он должен располагать научными данными для подтверждения своих заявлений.

	Установки ультрафиолетового света: убивают, инактивируют или подавляют рост грибков, бактерий или вирусов. Установки водоподготовки Лампы бактерицидные Индивидуальные устройства очистки воды
	Звуковые генераторы: отпугивают вредителей, таких как птицы и мыши Карбидные пушки: устройство, издающее громкий гул или взрыв мощностью около 125 децибел. Вращающиеся устройства: устройства с вращающимися рычагами, часто с солнечными батареями, позволяющими им работать в ночное время. Генераторы высокочастотного звука
	Ловушки для насекомых: Уничтожает или улавливает насекомых и подобных вредителей с помощью физических средств, ультрафиолетового излучения или озона Ловушки с черным светом (например, от насекомых) Электронные / тепловые экраны Ленты Fly Клейкая доска Бумага для мух Ручные замки для насекомых Eletric гребешок от блох
	Наземные вибраторы: отпугивают некоторых подземных животных Молотки Вертушечные вибраторы
	Установки водоподготовки: — Уменьшает количество микроорганизмов или устраняет их из воды Фильтры отдельные для питьевой воды.(Фильтр в таком устройстве удаляет микробных вредителей с помощью физических или механических средств. Однако, если устройство содержит какое-либо вещество, предназначенное для дезинфекции воды, то оно является пестицидом, который необходимо зарегистрировать.) Некоторые электролизные установки для бассейнов и спа. (Такие устройства также не должны содержать пестицидных веществ, предназначенных для дезинфекции воды.) Озонатор
	Установки очистки воздуха: уменьшают или устраняют микроорганизмы или аллергены Блоки воздушных фильтров Ионизатор воздуха / электролизеры Установки озонирования воздуха Воздушный УФ светильник

Примеры устройств, которые EPA не регулирует

• Мухобойки.
• Почвообрабатывающая техника для борьбы с сорняками.
• Ловушки для рыбы.
• Ловушки для позвоночных животных, включая крыс и мышей.

Государственное регулирование устройств

В некоторых штатах требуется регистрация устройств, которые не регулируются Агентством по охране окружающей среды, или у них могут быть другие правила, применимые к устройствам. Проконсультируйтесь с государственным агентством по регулированию пестицидов, чтобы определить, требуется ли регистрировать конкретное устройство для борьбы с вредителями в вашем штате.

Связанная информация

Что делать, если методы измерения дают разные ответы

Джордж Орджи настраивает атомно-силовой микроскоп, который он использует как часть набора инструментов, используемых для гибридной метрологии, где используются разные методы для определения различных свойств материала.В атомно-силовой микроскопии используется очень маленький стилус или кантилевер, что-то вроде иглы проигрывателя, чтобы «почувствовать» поверхность материала с субнанометровым разрешением.

Кредит: М. Эссер / NIST

Что вы хотите измерить? Это один из центральных вопросов для метролога (ученого-измерителя), на который обычно отвечают до того, как можно будет продолжить измерения. Невозможно понять результаты, не зная измеряемой величины — фактического физического размера или другого свойства образца, который вы хотите измерить, независимо от того, какой метод вы используете.

Однако измеримую величину может быть трудно получить, если она не определена должным образом или если задействовано несколько инструментов.

Исходя из потребностей в измерениях, я точно знаю, что хочу измерить. Тем не менее, то, что я хочу измерить, и то, что на самом деле «видит» прибор, может быть совершенно другим. Чтобы решить эту проблему, необходимо хорошее знание модели измерения (прибор, физика измерения, анализ данных, источники ошибок и т. Д.) Для каждого метода. Но также нужен взгляд, отражающий точку зрения частного сыщика: чувство юмора (источники ошибок есть, они просто скрываются) и немного терпения (хорошо, много).

Для метролога это очень увлекательно!

Игра идет

Расхождение методов, когда разные методы дают разные результаты для одной и той же измеряемой величины, всегда было проблемой во всех аспектах метрологии. В некоторых случаях, например, при измерении шага, если шкала длины откалибрована, расхождение методов не является проблемой. Расхождения в методах вызваны в основном различиями во взаимодействии зонда и образца, а не калибровкой прибора.Другие причины включают в себя измеряемые величины, которые либо недостаточно четко определены, либо настолько сложны, что возможны только косвенные измерения. Как вы понимаете, последствия зависят от приложения. Даже в тех случаях, когда все измерения проводились бы одним и тем же методом, полностью расслабиться нельзя. Вы можете упустить ошибку измерения, связанную с конкретным методом, и даже не знать об этом.

Когда используются другие методы, либо в качестве перекрестной проверки, либо потому, что они предоставляют дополнительную информацию (включая более красивые данные или изображения), уровень работы возрастает.Когда вам абсолютно необходимо использовать разные методы для одной и той же измеряемой величины, все может усложниться.

В моей области, в метрологии наноразмерных измерений, это все чаще встречается. Некоторые из измеряемых характеристик теперь достаточно малы, а формы достаточно сложны, чтобы ни один инструмент не обладал разрешением, скоростью или низким уровнем неопределенности, необходимыми для измерения всех необходимых нам аспектов. Абсолютный размер — это только часть проблемы; различия внутри и между функциями одинаково важны, и в большинстве случаев это то, что мы пытаемся измерить.Однако для элементов нанометрового масштаба функционально важные вариации могут легко составлять менее 0,5 нанометра, то есть разница в несколько атомов. Это не только раздвигает границы большинства инструментов, но также означает, что источники ошибок сильно отличаются от источников ошибок более крупных функций.

Измерительная наука — или метрология — критически важна в компьютерных микросхемах, от проектирования до производства и контроля качества. Метрологические требования к компьютерным микросхемам нового поколения строгие и специализированные.Ни один инструмент не обладает скоростью и чувствительностью, которые необходимы для определения множества сложных параметров материала и измерения всех размеров кристалла — крошечных размеров и расстояний между его различными функциями. Будущие чипы будут зависеть от методов многомерной метрологии. Н.Г. Орджи и др. Метрология для полупроводниковых приборов следующего поколения. Природа Электроника. 1, 532–547 (2018)

Кредит: Дж. Орджи и Б. Барнс / NIST

На прилагаемой диаграмме изображена составная микросхема интегральной схемы с различными методами измерения.Хотя существует множество примеров расхождения методов в метрологии в нанометровом масштабе, методы измерения, необходимые для проверки свойств уложенных друг на друга чипов, показывают, насколько сложными могут быть вещи. На уложенных друг на друга чипах есть миллионы деталей со сложной геометрией, которые вплетены в разные слои, небольшие целевые объемы (приводящие к квантовому ограничению, которое меняет поведение материала), а также шероховатость поверхности и межфазной границы, среди прочего. В некоторых случаях отношение высоты к ширине некоторых элементов превышает 60 к одному.Это один из случаев, когда требования к измерениям являются достаточно строгими и разнообразными, так что ни один метод не обладает всеми необходимыми нам возможностями. Кроме того, поскольку каждый слой является полностью функциональным, измерения, которые необходимо проводить после того, как чипы уже сложены в стопку, особенно трудны, поскольку они могут повредить образец.

Каждый прибор, показанный на диаграмме, будет измерять одну и ту же функцию по-разному и подвержен различным наборам ошибок, которые по-разному смещают измерения.Например, сравнение трехмерной формы относительно простого элемента, такого как прямоугольная или цилиндрическая нанопроволока, с использованием результатов, полученных с помощью различных инструментов, на удивление сложно. В дополнение к другим факторам, ошибки зондирования из-за остаточных эффектов (атомно-силовая микроскопия), дифракционной оптики (рефлектометрия) и объема рассеяния электронов (сканирующая электронная микроскопия) дадут разные первоначальные результаты. Некоторые методы могут даже не «воспринимать» ту же информацию, что и другие.Чтобы мы могли понять результаты, их необходимо интерпретировать с использованием действующей модели измерения и сообщать с уровнем неопределенности, который согласуется с моделью. Как при сравнении и объединении результатов убедиться, что мы зафиксировали измеряемую величину?

Гибриды спешат на помощь

Но, конечно, размерная сложность — это только часть уравнения. Существуют десятки материалов с различной физикой взаимодействия инструментов. Например, предлагаемые устройства интегральной схемы следующего поколения включают материалы, которые могут быть повреждены электронным пучком, такие как графен, диселенид вольфрама и дисульфид молибдена, среди прочего, а также устройства на основе атомных переключателей, мемристоров и нанофотоники, которые потребуют нескольких методов для мера.Это означает, что доступные методы измерения должны быть совместимы с широким диапазоном условий измерения, иначе мы снова можем повредить образец.

Каким бы сложным ни было это сочетание факторов, существуют некоторые захватывающие новые (и не такие новые) разработки, которые помогут нам лучше понять эти проблемы. Как вы уже догадались, основная причина этого поста не в том, чтобы сообщить вам, что все потеряно и что мы ничего не можем сделать.

Одним из таких методов является гибридная метрология, которая обеспечивает основу для точного объединения результатов с разных приборов.В случаях, когда для захвата измеряемой величины необходимо использовать несколько методов, каждый метод (например, показанный на рисунке) предоставит информацию только о тех параметрах, которые он лучше всего способен измерить. Это позволяет пользователю извлекать лучшие характеристики измерения каждого метода. Таким образом, гибридная метрология, разработанная здесь, в NIST, является одной из наиболее важных стратегий измерения, которая может быть использована для расширения применимости современных методов метрологии в наномасштабе. Гибридная метрология фактически помогает снизить неопределенность измерения для всех параметров, а не только тех, которые обеспечиваются дополнительными методами.Например, при измерениях ширины пространственных объектов на основе рефлектометрии аналитические модели включают параметры, входные данные которых получены от методов, которые лучше всего подходят для таких измерений. Это означает, что такие параметры связаны с их неопределенностями в модели, что позволяет проводить более стабильные вычисления. Однако это также означает, что отклонение каждого метода от модели измерения должно быть тщательно определено количественно, прежде чем их результаты можно будет объединить.

Несмотря на то, что по-прежнему наблюдается большой прогресс в улучшении возможностей каждого метода, такие методы, как гибридная метрология, позволяют комбинированное использование различных методов таким образом, что расширяет применимость каждого метода.

Я, робот-метролог?

Другой подход — машинное обучение, которое использует вычислительные методы для обучения непосредственно из данных без явного использования физических моделей и может использоваться при оценке одного инструмента и при объединении информации из нескольких методов. Хотя поначалу я относился к машинному обучению с осторожностью, теперь я увидел некоторые из его преимуществ. Мой первоначальный скептицизм был связан с отсутствием новизны в некоторых базовых алгоритмах.Метрология всегда была областью, требующей интенсивных вычислений, и некоторые методы и алгоритмы машинного обучения, прогнозирования и принятия решений уже давно используются в различных аспектах метрологии. Что мне понравилось, так это природа машинного обучения, основанная на данных, и его способность распознавать ранее не выявленные корреляции в модели измерения или между параметрами процесса.

Извините, источники ошибок, вы можете запустить, но не можете скрыть.

Это полезно при работе с параметрами, которые мы не можем измерить напрямую.В случаях, когда моделирование физических систем требует больших вычислительных ресурсов (или некоторые взаимосвязи не до конца понятны), может оказаться полезным машинное обучение. Различные типы алгоритмов машинного обучения могут использовать известные входные и выходные данные для разработки прогнозов аналогичных входных данных (под контролем) или могут просто использовать входные данные для поиска скрытых закономерностей, структур или корреляций (без учителя). Приложения машинного обучения довольно популярны. В наши дни кажется, что ни один номер конференции или журнала не является полным, если он не включает хотя бы одну статью о нем или какой-либо другой автономный или полуавтономный метод расширенной аналитики.

Одно предостережение заключается в том, что, хотя машинное обучение и другие методы расширенного анализа данных чрезвычайно полезны, они будут дополнять, а не заменять моделирование физических систем. Этот момент невозможно переоценить. Для получения полезной информации данные по-прежнему должны основываться на твердых физических моделях и производиться приборами, которые находятся в хорошем рабочем состоянии с необходимым разрешением. Также существует опасность, что машинное обучение может выявить корреляции, не относящиеся к модели измерения.Следовательно, действительная физическая модель — единственный способ узнать, действительно ли результаты машинного обучения полезны.

В целом, при комбинированном использовании различных инструментов, методов точного моделирования и комбинирования данных и методов выявления скрытых корреляций и источников ошибок, сложенные чипы со всеми проблемами расхождения методов могут оказаться легче измерить, чем предполагалось.

Посмотрим.

* Н.Г. Орджи и др. Метрология для полупроводниковых приборов следующего поколения. Nature Electronics . 1 532–547 (2018)

Датчик давления

и датчик давления: в чем разница?

Почти все используют термины «датчик давления» и «датчик давления» как синонимы, но эти два устройства технически не идентичны. Датчик давления преобразует давление в электронный сигнал, а датчик давления также усиливает, изменяет и отправляет этот сигнал. Независимо от этих различий, важно иметь правильный выходной сигнал.

Многие производители и пользователи не делают различий между датчиками давления и датчиками давления. Однако эти два типа приборов для измерения давления технически не одинаковы.

Обычно датчик измеряет давление, нагрузку, силу или другие состояния и преобразует показания в электронный сигнал. Передатчик также преобразует показания в электронный сигнал, но затем усиливает, модифицирует и отправляет этот сигнал на приемник.

Сравнение датчиков и преобразователей давления

В преобразователе давления тонкопленочный или пьезорезистивный датчик давления устанавливается на технологическом соединении.Преобразователь преобразует давление в аналоговый электронный выходной сигнал, обычно в милливольтах на выходной вольт. Эти сигналы не линеаризованы или не компенсированы по температуре.

Преобразователь давления имеет дополнительную схему, которая линеаризует, компенсирует и усиливает сигнал преобразователя. Различные типы сигналов обычно представляют собой сигналы напряжения (например, от 0 до 5 или от 0 до 10 вольт), миллиампер (например, от 4 до 20 миллиампер) или цифровые. Затем инструмент может передавать сигнал на удаленный приемник.

Многие преобразователи давления предлагают различные варианты калибровки, включая диапазон изменения и настройку нуля / диапазона. Интеллектуальные передатчики можно калибровать, тестировать и перезагружать удаленно через шинную сеть.

Датчик или преобразователь давления: какой выбрать?

Несмотря на различия между двумя типами инструментов, на самом деле не имеет значения, как люди их называют или какой из них они используют. Что еще более важно, это то, подходит ли устройство для конкретного приложения и предлагает ли нужный результат.Точность, диапазон, рабочая температура и среда — все это определяющие факторы при выборе правильного прибора давления для применения.

Что касается выходного сигнала, вот некоторые факторы, которые следует учитывать:

• Типичные выходы мВ не имеют температурных характеристик.
• Токовый сигнал более устойчив к помехам и шуму, чем сигнал напряжения.
• Токовый сигнал также может распространяться дальше.
• Аналоговый сигнал — это просто показание давления.
• Цифровой сигнал позволяет пользователю собирать больше информации и других переменных помимо давления.
• Плата ввода многих систем управления принимает только усиленные сигналы.

Итог: приобретите необходимое устройство давления, независимо от того, как оно называется. Для получения совета эксперта о лучших датчиках для использования в вашем конкретном случае обратитесь к специалистам по измерению давления в WIKA USA.

В чем разница между колориметром и спектрофотометром?

Колориметры и спектрофотометры

— это два типа приборов для измерения цвета, которые используются для захвата, анализа и передачи цвета.Практически в любой отрасли, где важна точность цветопередачи, вы обнаружите, что измерение цвета является важной частью производственного процесса. Разница между колориметром и спектрофотометром часто сбивает с толку многих специалистов по цвету. По мере того, как вы расширяете свои знания в области управления цветом, мы готовы помочь вам ответить: в чем разница между этими двумя инструментами? Один лучше другого? Какой для вас?

Понимание факторов, отличающих колориметр от спектрофотометра, может помочь вам определить, какой инструмент лучше всего оптимизирует рабочий процесс управления цветом.

Колориметр

Колориметр — это инструмент измерения трехцветного цвета, который обеспечивает объективную оценку цветовых характеристик на основе света, проходящего через первичные фильтры красного, зеленого и синего цветов. Он имитирует восприятие цвета человеческим глазом.

Характеристики

• Компактный размер и высокая мобильность
• Недорогой вариант для простых приложений
• Более простая функциональность

Как это работает

1. Образец освещается под углом 45 ° внутренним источником света.
2. Свет проходит через трехцветные фильтры, представляя количество красного, зеленого и синего света, отраженного от образца.
3. Измерения фильтра преобразуются в значения RGB, которые имитируют чувствительность человеческого глаза к свету.

Общепринятое применение

• Простая идентификация цвета
• Сравнение похожих цветов и оттенков
• Измерение силы цвета
• Измерение устойчивости окраски
• Контроль качества цвета
• Справочный материал для определения стандартов цвета
• Оценка партий неметамерных цветов

Спектрофотометр

Спектрофотометр — это более сложный прибор для измерения цвета, который учитывает интенсивность света в зависимости от цвета.В отличие от трехцветной процедуры колориметра, он выполняет измерение цвета полного спектра и генерирует данные о цвете, недоступные человеческому глазу.

Характеристики

• Настольные или портативные модели — Сравните наши настольные компьютеры
• Высококачественное решение для сложных цветовых задач
• Повышенная функциональность
• Повышенная точность измерения полного спектра цветов

Как это работает

1. Внутренний источник света попадает на дифракционную решетку, которая действует как призма, разделяющая свет на разные длины волн полного цветового спектра.
2. Когда решетка вращается, только одна определенная длина волны света достигает выходной щели и взаимодействует с образцом.
3. Детектор измеряет интенсивность света, пропускание и поглощение образца.
4. Спектрофотометр отображает эту информацию в цифровом виде.

Обычное применение

• Измерение цвета
• Цветовая рецептура
• Контроль точности цветопередачи на всем производстве
• Поддержание однородности цвета по всей цепочке поставок
• Идентификация метамерии
• Измерение непрозрачности и мутности
• Контроль качества цвета
• Обнаружение примесей

Колориметр или спектрофотометр? Выбираем подходящий именно вам:

Выбор подходящего устройства для измерения цвета зависит от желаемого приложения, ценового диапазона и сложности прибора.

No related posts.