Понятие измерения. Виды средств измерения

В общем случае измерением называется совокупность операций

по применению технического средства, хранящего единицу физиче-

ской величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном

или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение

значения этой величины.

Физическая величина (ФВ) — одно из свойств физического объ-

екта (физической системы, явления или процесса), общее в каче-

ственном отношении для многих физических объектов, но в количе-

ственном отношении индивидуальное для каждого из них. В про-

цессе измерения получают значение ФВ X — выражение ее размера

в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Обычно оно вы-

ражается в виде формулы

Х={х}[х], (1.1)

где {х} — число ФВ; [х] — единица ФВ.

Число ФВ представляет собой отвлеченное число, входящее в ее

значение, а единица ФВ — ФВ фиксированного размера, которой

условно присвоено числовое значение, равное 1.

Значение ФВ может быть истинным, действительным и результа-

том. Истинное значение ФВ — это значение, которое идеальным

образом характеризует в качественном и количественном отношении

измеряемую ФВ. Это абсолютная истина, достичь которую невоз-

можно. Для измеряемого свойства это значение является постоянной

величиной. На практике вместо истинного значения ФВ пользуются

ее действительным значением. Действительное значение ФВ — это

значение, полученное экспериментальным путем и настолько при-

ближающееся к истинному значению, что в поставленной измери-

тельной задаче может быть использовано вместо него. Благодаря

постоянному развитию измерительной техники оно является пере-

менной величиной. Результат измерения ФВ — это значение, по-

лученное путем ее измерения (х).

В процессе измерения используется средство измерения — тех-

ническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нор-

мированные метрологические характеристики (MX), воспроизводя-

щее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимают не-

изменным (в пределах установленной погрешности) в течение

известного интервала времени.

По виду СИ подразделяются на измерительные преобразователи,

измерительные приборы, измерительные устройства, измерительные

установки, измерительные системы и меры.

Измерительный преобразователь (ИП) — это техническое сред-

ство с нормированными MX, служащее для преобразования изме-

ряемой величины в другую величину, или измерительный сигнал,

удобный для обработки, хранения, дальнейшего преобразования,

индикации или передачи. Информация с выхода измерительного

преобразователя недоступна для восприятия наблюдателем. По по-

ложению ИП в измерительной цепи — совокупность элементов СИ,

образующих непрерывный путь прохождения измерительного сигна-

ла, который содержит количественную информацию об измеряемой

ФВ, от входа до выхода — и по функции преобразования различают

следующие виды ИП.

Первичный ИП — измерительный преобразователь, на который

непосредственно воздействует измеряемая ФВ, т.е. первый преоб-

разователь в измерительной цепи. Конструктивно обособленный

первичный ИП, от которого поступают измерительные сигналы (он

«дает» информацию), называется датчиком, а часть первичного ИП,

непосредственно воспринимающая измеряемую ФВ, — чувстви-

тельным элементом.

Передающий ИП — измерительный преобразователь, предназна-

ченный для дистанционной передачи сигнала измерительной инфор-

мации.

Масштабирующий ИП предназначен для изменения размера из-

меряемой ФВ в заданное число раз. Функциональный преобразова-

тель используется для изменения выходной величины в определенной

функции от входной, например выходная величина является лога-

рифмом значения входной величины.

Измерительный прибор — это СИ, предназначенное для получе-

ния значений измеряемой ФВ в установленном диапазоне и ее ин-

дикации в форме, доступной для непосредственного восприятия

наблюдателем. Показывающий ИП допускает только отсчет показа-

ний, регистрирующий обеспечивает запись показаний на диаграмму

или печать значений в графической или цифровой форме. Сигнали-

зирующий ИП подает световой или звуковой сигнал при достижении

измеряемой величины определенного значения, а интегрирующий

суммирует показания за определенный промежуток времени. У анало-

гового ИП показания являются непрерывной функцией измеряемой

величины, а у цифрового выходной сигнал дискретный.

Измерительная установка — совокупность функционально

объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преоб-

разователей и других устройств, предназначенных для измерений

одной или нескольких ФВ и расположенных в одном месте.

Измерительная система — совокупность функционально объеди-

ненных мер, измерительных приборов, измерительных преобразова-

телей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных

точках контролируемого объекта с целью измерений одной или не-

скольких ФВ, свойственных этому объекту, и выработки измеритель-

ных сигналов в разных целях.

Мера — СИ, предназначенное для воспроизведения и (или) хра-

нения ФВ одного или нескольких заданных размеров, значения ко-

торых выражены в установленных единицах и известны с необходи-

мой точностью.

Информационно-измерительная система (ИИС) — совокупность

функционально объединенных измерительных, вычислительных и

других вспомогательных технических средств для получения измери-

тельной информации, ее преобразования, обработки с целью пред-

ставления потребителю (в том числе ввода в АСУ) в требуемом виде

либо автоматического осуществления логических функций измере-

ния, контроля, диагностирования, идентификации (распознавание

образов).