Общие сведения о средствах измерений
Средства измерений - технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики.
Метрологические характеристики - такие свойства средств измерений, которые позволяют судить об их пригодности для измерений определённой физической величины в заданном диапазоне её значений и с заданной точностью.
Принципиальное отличие средств измерений от других технических средств, используемых при измерениях, состоит в том, что погрешность, с которой они выполняют свои функции, лимитирована.
По характеру участия в процессе измерения все средства измерений можно разделить на пять групп:
- меры;
- измерительные преобразователи;
- измерительные приборы;
- измерительные установки;
- измерительные системы (информационно-измерительные системы).
Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины данного размера.
Например: образцовая катушка сопротивления, гиря, нормальный элемент.
Меры делятся на:
- однозначные;
- многозначные;
- наборы мер.
Однозначные меры воспроизводят либо единицы измерения, либо их кратные или дольные значения.
Из однозначных мер образуются наборы и магазины, различные комбинации которых позволяют получить необходимые кратные или дольные значения единиц измерений в заданных пределах.
Если каждая мера из совокупности используется отдельно и независимо от других, то такие меры образуют набор мер (например, набор гирь, набор концевых мер длины и т.д.).
Если все меры из данной совокупности соединены конструктивно в одно целое так, что каждая в отдельности использоваться не может, то они образуют магазины мер (например, магазины электрических сопротивлений, индуктивностей, емкостей и т.д.).
Многозначные меры или меры с переменным значением воспроизводят любые кратные или дольные значения единицы измерения в определённом диапазоне (например, измерительный конденсатор переменной ёмкости, проволочный реохорд и т.д.).
Меры подразделяют на рабочие и образцовые.
Измерительный преобразователь (ИП) - средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и/или хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
Измерительный преобразователь не позволяет непосредственно получить результат измерений, а осуществляет преобразование одной физической величины (входной) в другую (выходную).
Измерительные преобразователи являются основой для построения более сложных средств измерений: измерительных приборов, измерительных установок, измерительных систем.
Сложные средства измерений обычно включают в себя целый ряд взаимосвязанных измерительных преобразователей, обеспечивающих получение численного результата измерений.
Пример: структурная схема цифрового термометра:
Измерительные преобразователи 1-4 образуют измерительную цепь.
В зависимости от положения преобразователя в измерительной цепи различают первичные и промежуточные измерительные преобразователи.
К первичному измерительному преобразователю (ПП, ПИП) подводится измеряемая величина.
При измерениях неэлектрических величин ПИП иногда называют датчиком, хотя под датчиком в общем случае следует понимать конструктивную совокупность ряда измерительных преобразователей, размещаемых непосредственно у объекта исследований.
Измерительные преобразователи отличаются большим разнообразием.
Измерительный прибор - это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
В отличие от измерительного преобразователя, измерительный прибор всегда имеет устройство, позволяющее человеку воспринимать информацию о числовом значении измеряемой величины.
По физическим явлениям, положенным в основу работы, измерительные приборы можно разделить на
- электроизмерительные (электромеханические, электротепловые, электрохимические и др.)
- и электронные.
По назначению их подразделяют на приборы для измерения электрических и неэлектрических (магнитных, тепловых, химических и др.) физических величин.
По способу представления результатов их делят на показывающие и регистрирующие.
По методу преобразования измеряемой величины - на приборы непосредственной оценки (прямого преобразования) и приборы сравнения.
По способу применения и конструкции - на щитовые, переносные и стационарные.
По защищенности от воздействия внешних условий измерительные приборы подразделяют на обыкновенные, влаго-, газо- и пылезащищенные, герметичные, взрывобезопасные и др.
Все измерительные приборы могут быть разделены на аналоговые и цифровые.
В аналоговом измерительном приборе показания являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины.
Цифровой измерительный прибор автоматически вырабатывает дискретные сигналы измерительной информации, а его показания представлены в цифровой форме.
Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная в одном месте.
Например, поверочные установки, установки для испытаний электротехнических, магнитных и других материалов, лабораторные установки для исследования характеристик электродвигателей, стенды для поверки электрических счётчиков и т.п.
Измерительная установка позволяет предусмотреть определённый метод измерения и заранее оценить погрешность измерения.
Отличие измерительной установки от измерительной системы заключается в её локальности, компактности размещения.
Измерительная система (ИС) - совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединённых между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, хранения, передачи и (или) использования в автоматических системах управления.
Например, многоканальный пространственно распределённый информационно-измерительный комплекс в составе системы управления производством.
Частными случаями измерительных систем являются измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) и информационно-измерительные системы (ИИС). К последним относятся системы автоматического контроля, системы технической диагностики, системы распознавания образов и др.
Измерительные системы - это наиболее современные и сложные средства измерений.
Очевидно, что различные типы средств измерений и их конкретные экземпляры отличаются друг от друга по свойствам. В связи с этим возможности и качество средств измерений определяются совокупностью ряда характеристик.
Рассмотрим наиболее важные и употребительные характеристики средств измерений.
Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 3299;