Общие сведения о средствах измерений

Средствами измерения (СИ) называются технические устройства для измерения, имеющие метрологические характеристики, которые влияют на результат измерения и его погрешность. Все СИ в основном реализуют одну из двух функций:

1) воспроизводят величину заданного (известного) размера (гиря, магазин сопротивлений, эдс нормального элемента и др.;

2) вырабатывают сигнал (показание), несущий информацию о значении измеряемой величины. Показания СИ либо непосредственно воспринимаются наблюдателем (электроизмерительной прибор), либо недоступны для восприятия и используется для преобразования другими техническими средствами.

По конструктивному исполнению, форме предоставления измерительной информации, функциональному назначению все СИ подразделяют на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы.

Мера — средство измерения для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с заданной точностью. Различают однозначные и многозначные меры:

- однозначная мера — мера, воспроизводящая физическую величину одного размера (гиря в 1 кг).

- многозначная мера — мера воспроизводящая физическую величину разных размеров (штриховая линейка). К многозначным мерам длины также относятся штангель-циркуль, микрометр, имеющие различную погрешность измерения (предел допустимой основной погрешности).

Измерительный преобразователь — такое СИ, которое предназначено для передачи, обработки, хранения измерительной информации, не воспринимаемой человеком. Если входная и выходная величины являются однородными (одинаковыми по своей природе), то такой преобразователь называется масштабным преобразователем данной физической величины (потенциометры, трансформаторы тока и напряжения). Преобразователи делятся на первичные (датчики) и вторичные, как правило, представляющие собой электрическую схему, на выходной сигнал которой влияет датчик, характеристики которого в свою очередь зависят от измеряемой величины. Датчики бывают параметрического и генераторного типов. К датчикам параметрического типа относятся тензодатчики, нелинейные сопротивления, параметрические емкости и индуктивности. К генераторным датчикам, преобразующим внешнее воздействие в электрический сигнал, относятся например пьезодатчик, термопара, фотоэлемент и др. К измерительным преобразователям относятся также аналого цифровые преобразователи (АЦП).

Измерительный прибор это СИ, предназначенное для получения значения измеряемой величины в принятых для нее единицах измерения. По форме преобразования измерительной информации различают аналоговые приборы, или измерительные электромеханические преобразователи непрерывного действия (стрелочные электроизмерительные приборы) и цифровые, принцип действия которых основан на квантовании (дискретизации) измеряемой величины. Для цифровых измерительных приборов употребительно также название электронных приборов с цифровым табло.

Измерительная установка — совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для измерения одной или нескольких физических величин.

Измерительная информационная система (ИИС) — совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и вспомогательных технических средств для автоматического получения измерительной информации, ее преобразования, передачи на расстояние по каналам связи и обработки с целью представления в требуемом виде.

По функциональному назначению ИИС можно разделить на 4 типа:

- измерительные системы (ИС), в которых преобладают функции измерения. ИС делятся на системы ближнего и дальнего действия (телеизмерительные системы);

- ИИС распознавания образов (служат для получения достоверной измерительной информации об объекте и для определения принадлежности объекта к одной из известных групп объектов);

- ИИС автоматического контроля технологических процессов;

- ИИС технической диагностики, которые не только выдают информацию об исправности или неисправности объекта, но и указывает место неисправности. Как правило, системы технической диагностики (САК) имеют в своем составе устройства для воздействия на объект в виде генераторов стимулирующих воздействий.

К измерительным системам относятся также измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) — функционально объединенные в совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств для выполнения конкретной измерительной задачи.

В метрологическом отношении средства измерения подразделяются на эталоны и рабочие СИ.

Эталоны – уникальные средства измерения максимально высокой точности, которые подразделяются на первичные, вторичные и рабочие. Рабочие эталоны подразделяются на четыре разряда от нулевого (высший разряд) до третьего. Рабочие эталоны передают размер единицы физической величины рабочим средствам измерений высшей, высокой, средней и низкой точности.