Средства измерения

Выделим методы измерения.

Метод измерений - это совокупность приемов использо­вания принципов и средств измерений.

1. метод непосредственной оценки - значение величины определяется непосредственно по отсчетному устройству изме­рительного преобразователя прямого действия;

2. метод сравнения с мерой - измеряемая величина срав­нивается с величиной, воспроизводимой мерой. Различают сле­дующие виды методов сравнения:

• противопоставления - измеряемая величина и величина,
воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на при­бор сравнения, с помощью которого устанавливаются соотношения между этими величинами;

• дифференциальный - на измерительный прибор воздейству­ет разность измеряемой величины и известной величины,
воспроизводимой мерой;

• нулевой - результирующий эффект воздействия величин на
прибор сравнения доводят до нуля;

• замещения - измеряемую величину замещают известной
величиной, воспроизводимой мерой;

• совпадений - используют совпадения отметок шкал или периодических сигналов для измерения разности между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой.

Средства измерений - технические средства с нормиро­ванной погрешностью, используемые при измерениях единицы величины. По техническому назначению подразделяются на меры, измерительные приборы, измерительные преобразовате­ли, вспомогательные средства измерений, измерительные уста­новки и измерительные системы.

Мера - средство измерений, предназначенное для воспро­изведения физической величины заданного размера. Различают меры:

• однозначные (гиря 1 кг., калибр, конденсатор постоянной емкости, концевая мера длины);

• многозначные (конденсатор переменной емкости, масштабная линейка);

• набор мер (набор гирь, набор калибров).

К однозначным мерам относятся стандартные образцы и стандартные вещества.

Стандартный образец - это образец вещества (материала), который аттестуется с количественными значениями величин, характеризующими свойства или состав этого вещества (мате­риала).

При пользовании мерами учитывают их номинальное и дей­ствительное значение, ее погрешность и разряд. Номинальное значение указывается на мере, действительное - в специальном свидетельстве. Действительное значение меры определяется на основании высокоточного измерения с помощью официального эталона. Разность между действительным и номинальным значе­ниями меры называется погрешностью меры. При аттестации (поверке) тоже могут быть погрешности, поэтому меры подраз­деляют на разряды (первый, второй и т. д.), а сами меры называ­ются разрядными эталонами (образцовыми измерительными средствами), которые используют для поверки измерительных средств.

Измерительные приборы - средства измерений, предназна­ченные для переработки сигнала измерительной информации в другие формы, доступные для непосредственного восприятия наблюдателем. Различают приборы прямого действия и приборы сравнения.

Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем градуировку в соответ­ствующих единицах физической величины, например, ампер­метры, вольтметры и т. п.

Приборы сравнения (компараторы) сравнивают измеряемые величины с величинами, значения которых известны, например, электроизмери-тельные потенциометры.

Измерительный преобразователь - это техническое средство, предназначенное для выработки сигнала измерительной инфор­мации в форме удобной для передачи, дальнейшего преобразо­вания, обработки и хранения, но не доступной для непосредст­венного восприятия наблюдателем. Основной метрологической характеристикой измерительного преобразователя считается со­отношение между входной и выходной величинами, которое на­зывается функцией преобразования. К измерительным преобра­зователям относятся т ермопары, измерительные трансформа­торы и усилители, преобразователи давления. Первичные преобразователи непосредственно воспринимают информацию об измеряемой величине; передающие — преобра­зуют информацию в форму, удобную для ее регистрации или пе­редачи на расстояние; промежуточные преобразователи работают как первичные или передающие, так и в их сочетании, не изме­няя вид физической величины.

Измерительная система - совокупность средств измере­ний и вспомогательных устройств, соединенных между собой ка­налами связи, предназначенная для измерения физических ве­личин объекта, выработки сигналов измерительной информации в удобной для автоматической обработки форме, передачи и ис­пользования в АСУ. Примером, может служить радионавигационная система для определения местоположения судов, состоящая из ряда измерительных комплексов, разнесенных в пространстве на значительном расстоянии друг от друга

Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных пре­образователей) и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте, предназначенных для выработки сигналов изме­рительной информации в форме, удобней для непосредствен­ного восприятия наблюдателем, например, установка для испытания магнитных материалов.

Признаки классификации измерительных приборов.

1. По используемым физическим процессам:

§ механические;

§ электромеханические;

§ электронные;

§ оптоэлектронные и т.п.

2. По физической природе измеряемой величины:

§ вольтметры;

§ амперметры;

§ термометры;

§ манометры;

§ уровнемеры;

§ влагомеры и т.д.

3. По виду измеряемой величины или сигнала измери­тельной информации, а также по способу обработки сигнала:

§ аналоговые (в которых показания являются непрерывной
функцией измеряемой величины, т.е. могут так же, как к из­
меряемая величина, принимать бесконечное множество значений). Аналоговые приборы разделяют на приборы непрерывного и дискретного действия;

§ цифровые (приборы, в которых непрерывная по размеру и во
времени величина преобразуется в дискретную, квантуется,
кодируется и цифровой код отображается на цифровом от-
счетном устройстве). Показания цифрового прибора могут
принимать лишь конечное число значений.

1. По структурному принципу:

§ измерительные устройства прямого действия (преобразова­ния). В них реализуется метод непосредственной оценки;

§ измерительные устройства, работа которых основана на ме­тоде сравнения.

2. По структурным признакам:

§ по числу каналов - одноканальные (с одним входом), двух-
канальные (с двумя.входами), многоканальные (с тремя и
более входами);

§ по временной последовательности преобразований входных сигналов - с одновременным (параллельным) преобразова­нием (сигналы обрабатываются одновременно), последова­тельным преобразованием (сигналы обрабатываются пооче­редно, за цикл измерения каждый сигнал через входное пе­реключающее устройство (коммутатор) подается на вход преобразователя один раз).

3. По точности:

§ образцовые (используемые для поверки других измеритель­ных установок);

§ рабочие (используемые непосредственно в практических измерениях.

4. По частотному диапазону:

§ низкочастотные;

§ высокочастотные;

§ сверхвысокочастотные

§ широкополосные

§ избирательные (селективные).

5. По месту использования:

§ лабораторные;

§ производственные.

6. Измерительные преобразователи делятся на:

§ преобразователи физического рода сигнала;

§ функциональные преобразователи;

§ масштабные преобразователи;

§ согласующие преобразователи;

§ промежуточные;

§ передающие;

§ линейные;

§ нелинейные.