Метрологические характеристики средств измерений

Классификация средств измерений.

Средства измерений.

1. Понятие о средстве измерений.

Понятие «средство измерений» является одним из важнейших в теоретической метрологии.

Средство измерений – это техническое устройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Под метрологическими характеристиками (МХ) понимают такие характеристики СИ, которые позволяют судить об их пригодности для измерений в известном диапазоне с известной точностью.

В отличие от СИ приборы или вещества, не имеющие нормированных МХ, называют индикаторами.

Меры – это СИ, воспроизводящие или хранящие физическую величину заданного размера.

Измерительные преобразователи – СИ, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Это термопары, преобразователи давления, усилители и т. п.

Измерительный прибор – СИ, предназначенное для переработки сигнала измерительной информации в другие, доступные для непосредственного восприятия наблюдателем, формы.

Различают приборы прямого действия и приборы сравнения (компараторы).

По способу отсчета измеряемой величины СИ делятся на показывающие (аналоговые, цифровые), регистрирующие.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств, расположенные в одном месте.

Например, поверочные установки, установки для испытаний различных материалов.

Измерительная система – это комплекс СИ и вспомогательных устройств с компонентами связи, предназначенный для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.

Частными случаями измерительной системы являются информационно-вычислительный комплекс (ИВК), информационно-измерительные системы (ИИС).

К последним можно отнести системы автоматического контроля, системы диагностирования, системы распознавания образов.

Для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью вводят МХ СИ с целью: обеспечения возможности установления точности измерений; достижения взаимозаменяемости СИ, сравнения СИ между собой и выбора нужных СИ по точности и другим характеристикам; определения погрешностей измерительных систем и установок на основе МХ входящих в них СИ; оценки технического состояния СИ при поверке.

Нормальные метрологические характеристики (НМХ) устанавливаются документами. МХ, определенные документами, считаются действительными. На практике наиболее распространены следующие МХ СИ.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ (для преобразователей – это диапазон преобразования).

Предел измерения – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения.

Цена деления шкалы – разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

Чувствительность – отношение изменения сигнала на выходе СИ к вызвавшему это изменение изменению сигнала на входе СИ:

.

Величину, обратную чувствительности, называют постоянной прибора

.

Как правило, выходным сигналом СИ является отчет (показание) в единицах величины. В этом случае постоянная прибора С равна цене деления шкалы.

Вариация (гистерезис) – разность между показаниями СИ в данной точке диапазона измерения при возрастании и убывании измерений величины и неизменных внешних условиях:

,

где x_в, x_у – значения измерений образцовыми СИ при возрастании и убывании величины x.

Зависимость между выходным и входным сигналом СИ, полученную экспериментально, называют градуировочной характеристикой, которая может быть представлена аналитически, графически или в виде таблицы.

Основная МХ СИ – погрешность СИ – есть разность между показаниями СИ и истинными (действительными) значениями ФВ.

Все погрешности СИ в зависимости от внешних условий делятся на основные и дополнительные.

Основная погрешность – это погрешность СИ при нормальных условиях эксплуатации.

В рабочих условиях, отличающихся от нормальных, появляется дополнительная погрешность.