Технические средства измерений – это совокупность технических средств, предназначенных для измерений, воспроизводящих и (или) хранящих единицу или шкалу физической величины и имеющих нормированные метрологические характеристики, позволяющие судить о точности результатов измерений. По назначению средства измерений разделяют на:

2) измерительные преобразователи;

3) измерительные приборы;

4) измерительные устройства;

5) измерительные комплексы.

Мера – это средство измерения, предназначенное для воспроизведения одной физической величины (параметра). При использовании меры пользуются понятием номинального и действительного значения мер. Номинальное значение меры указывается на ней, а действительное значение указывается в паспорте как результат использования высокоточного средства измерения. Разность между ними – погрешность меры .

Меры разделяют на:

а) однозначные меры , например, гиря;

б) многозначные меры. Они воспроизводят ряд одноименных величин различного размера. Это измерительный инструмент: линейка, угольник;

в) набор мер – комплект мер, применяемых как в отдельности, так и в различных сочетаниях с целью воспроизведения одноименных физических величин различного размера, например, набор разновесов;

г) магазин мер – это комплекс одноименных мер, конструктивно объединенных в единое устройство, имеющего возможность для их соединения в различных сочетаниях, например, магазин сопротивлений;

Особую группу технических средств измерений представляют специальные меры . К ним относят бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для сравнения с ними размеров и формы поверхностей детали или соединений и определения их соответствия (несоответствия) допустимым значениям. Специальные меры разделяют на калибры (скобы и пробки), шаблоны, щупы. Калибры разделяют на нормальные (воспроизводят номинальные размеры и форму) и предельные (воспроизводят размеры, соответствующие верхнему и нижнему пределам допуска на контролируемый параметр). Скобы используются для контроля размеров валов, пробки для контроля размеров отверстий, шаблоны для контроля изделий сложной формы, щупы для контроля зазоров. Специальные меры просты по конструкции, экономичны и характеризуются высокой производительностью измерений в массовом производстве.

Измерительные преобразователи – средства измерений, предназначенные для преобразования измеряемой величины, неподдающейся непосредственному восприятию в форму, удобную для регистрации, передачи и обработки. По назначению и функциям преобразователи разделяют на:

а) первичный преобразователь – это преобразователь, стоящий первым в измерительный цепи, например, термопарный преобразователь (термопара);

б) промежуточный преобразователь – это преобразователь, занимающий место после первичного и использующийся как усилитель, например, трансформатор напряжения;

в) передающий преобразователь – это преобразователь, предназначеный для дистанционной передачи сигнала на расстояние (например, видикон, использующийся как преобразователь светового изображения объекта в электронное);

г) масштабный преобразователь – это преобразователь, изменяющий измеряемую физическую величину в заданное число раз, например, шунт в цепях постоянного тока.

Современные электрические методы измерений дают возможность измерить практически любую физическую величину, преобразовав ее в электрический сигнал. Такие измерительные преобразователи называют датчиками (датчики температуры, перемещений, давлений и др.). Датчики по способу передачи сигнала разделяют на контактные , например, термопара, и бесконтактные , например, пирометр. Датчики используют для регистрации, передачи, обработки сигнала, а также для воздействия на управляемые процессы.

Измерительные приборы – средства измерений, предназначенные для получения измерительной информации в форме, удобной для восприятия ее оператором. Приборы классифицируют по различным признакам.

1) По принципу получения результата измерения приборы разделяют на:

а) приборы прямого действия ;

б) приборы сравнения .

Измерительные приборы прямого действия состоят из чувствительного элемента (например, подвижной рамки амперметра магнитоэлектрического типа), находящегося под непосредственным воздействием измеряемой величины и измерительного механизма преобразующего измеряемую величину в угловое перемещение указателя (стрелки) отсчетного устройства , имеющего соответствующую шкалу. Шкалы приборов прямого действия разделяют на прямолинейные, угловые, односторонние и двусторонние.

Приборы сравнения предназначены для сравнения измеряемой величины с величинами, значения которых известны, например, оптические пирометры.

2) По назначению измерительные приборы разделяют на:

- универсальные ;

- специализированные .

Универсальные приборы используют для измерения различных физических величин, например, тестер. Специализированные приборы предназначены для измерения одноименных параметров.

3) По характеру показаний измерительные приборы разделяют на:

- показывающие (аналоговые и цифровые приборы);

- регистрирующие (самопишущие и печатные приборы).

В аналоговых приборах выходной сигнал является физическим аналогом измеряемой величины. Например, в амперметре магнитоэлектрического типа, перемещение подвижной рамки соответствует изменению силы тока в электрической цепи. Показания приборов этого типа являются непрерывной функцией измерения физической величины. Принцип действия прибора (тип прибора)

В цифровом приборе выходной сигнал содержит информацию о значении измеряемой величины в цифровой форме. Показания приборов этого типа являются дискретной функцией измерения физической величины.

В самопишущих приборах запись параметров осуществляется в виде диаграммы. В печатающих приборах запись показаний выполняется путем печати в цифровой форме.

Совокупность измерительных преобразователей и измерительных приборов, соединенных друг с другом, называют измерительными устройствами , а совокупность средств измерений, предназначенных для измерения нескольких физических величин и используемых в системах автоматизированного контроля и обработки информации по заданному алгоритму, называют измерительными комплексами (системами).

Технические средства измерений имеют определенные метрологические характеристики. Под метрологическими характеристиками понимают характеристики средств измерений, которые дают возможность определить их пригодность для измерения в определенном диапазоне и с определенной точностью. К ним относятся:

1) длина деления шкалы – расстояние между двумя соседними отметками шкалы (мм);

2) диапазон измерения – область значений между начальным и конечным значением шкалы;

3) цена деления шкалы – разность значений физической величины между двумя соседними отметками шкалы;

4) чувствительность – способность измерять малые сигналы источника. Она определяется отношением размерностей выходной и входной физических величин:

Где a – длина деления шкалы; с – цена деления шкалы.

К значимым метрологическим характеристикам относят погрешности средств измерения , разделяющиеся на абсолютные, относительные и приведенные. Эти погрешности определяются при поверке приборов с использованием более точных средств измерения. При этом сравниваются (сличаются) показания поверяемого рабочего средства измерений х раб с более точным средством измерения х действ. Погрешности определяются по следующим формулам:

- абсолютная погрешность средства измерения.

- относительная погрешность средства измерения.

Приведенная погрешность – отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению х N , в качестве которого условно принимают конечное значение шкалы прибора, если начальное значение равно 0:

Где х N = х max , Δх – абсолютная погрешность средства измерения.

Зная абсолютную погрешность средства измерения можно определить ошибку метода измерения S(х) в соответствии с правилом «трех сигм».

Абсолютная и относительная погрешность имеют пределы , под которыми понимают наибольшую погрешность средства измерения. Если рабочее средство измерений имеет погрешности в установленных пределах, то оно будет признано пригодными к эксплуатации. Пределы погрешностей указываются в техническом паспорте средства измерения.

Под пределом приведенной погрешности понимают класс точности прибора, который устанавливается стандартами и является обобщенной характеристикой средства измерения. Класс точности выбирают из следующего ряда: (1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6) ·10 n , где n = 1; 0; -1; -2 и т.д. Класс точности позволяет определить предельную абсолютную погрешность средства измерения: .

Класс точности указывают в паспортных данных на средство измерения или в виде символа обозначают на циферблате, например, электроизмерительного прибора.

Используя приборы с более высоким классом точности и с наименьшим конечным значением шкалы, обеспечивают меньшую абсолютную погрешность средства измерения. При выборе средства измерения параметров процесса или изделия метрология устанавливает правило, в соответствии с которым предельная абсолютная погрешность средства измерения не должна превышать 30% допуска на измеряемый параметр. Например, при допуске напряжения ±5 В предельная абсолютная погрешность вольтметра не должна превышать ±1,5 В.

Контрольные вопросы. Темы 3 – 4

1. Что такое погрешность измерений? Что такое абсолютная и относительная погрешности? Что такое грубая погрешность? Приведите причины появления грубой погрешности. Что такое сомнительный результат? Как обнаруживают грубую погрешность?

2. Что такое систематическая погрешность? Приведите и объясните виды систематической погрешности. Почему систематические погрешности являются наиболее опасными? Как обнаруживают и исключают систематические погрешности? Приведите примеры этих погрешностей. Что такое поправка? Приведите пример поправки. Что такое неисключенные остатки систематической погрешности?

3. Что такое случайная погрешность? Можно ли исключить случайную погрешность? Как представляют результаты измерений с многократными наблюдениями? Что такое гистограмма? Как строят гистограмму? Что такое плотность вероятности?

4. Нарисуйте и объясните закон, которым описывается распределение случайной величины при большом числе наблюдений? Приведите его основные характеристики. Что такое доверительный интервал, доверительная вероятность и уровень значимости?

5. Нарисуйте график распределения случайной погрешности. Объясните его особенности. Приведите функцию Лапласа. Что она позволяет определить? Приведите примеры.

6. Нарисуйте и объясните особенности и характеристики закона, которым описывается распределение случайной погрешности при ограниченном числе наблюдений.

7. Приведите формулы и объясните два метода определения случайной погрешности. Как уменьшить случайную погрешность результата измерения при ограниченном числе наблюдений? Как определить необходимое число наблюдений, чтобы абсолютная погрешность результата измерения не превышала установленного значения?

8. Что такое относительная погрешность результата измерения? Как поступить, если систематическая и случайная погрешности близки? Что такое методика измерений? Что такое качество измерений? Объясните характеристики качества измерений. Как записывают результат измерения и границы доверительного интервала

9. Что такое технические средства измерений? Как разделяют технические средства измерений по назначению? Что такое мера? Какими значениями характеризуется мера? Что такое погрешность меры? Как разделяют меры? Приведите примеры

10. Что такое специальные меры? Приведите примеры и объясните их назначение

11. Что такое измерительный преобразователь? Как их классифицируют? Приведите примеры и объясните их назначение. Приведите рисунок и объясните, во сколько раз расширяются пределы измерения амперметра магнитоэлектрического типа при подключении шунта? Что такое датчик? Приведите примеры датчиков. Как классифицируют датчики?

12. Что такое измерительный прибор? Что такое приборы прямого действия и сравнения? Из каких элементов состоят измерительные приборы? Какие бывают шкалы приборов? Что такое универсальные и специализированные приборы? Приведите примеры

13. Что такое показывающий и регистрирующий приборы? Приведите рисунки электроизмерительных приборов магнитоэлектрического и электромагнитного типов. Что такое измерительные устройства и комплексы?

14. Что такое метрологические характеристики технических средств измерений? Приведите и объясните их

15. Что такое абсолютная, относительная и приведенная погрешности средств измерения? Что такое пределы абсолютной и относительной погрешности? Как определяют пригодность средства измерения к эксплуатации? Где указывают пределы погрешностей?

16. Что такое класс точности технического средства измерения? Приведите ряд классов точности. Что дает знание класса точности средства измерения? Как выбирают класс точности средства измерения? Приведите пример выбора технического средства измерения

Похожая информация.

Главная > Документ

1. Учебная программа для высших учебных заведений по специальности i-54 01 04 Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей Согласована с Учебно-методическим управл

   Программа

   С.В. Ляльков, доцент кафедры метрологии и стандартизации Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»,

2. Грамм для высших учебных заведений по специальности i-54 01 04 метрологическое обеспечение информационных систем и сетей специальные дисциплины в 3-х частях часть 1 Минск 2006

   Документ

   В сборник включены типовые программы по специальным дисциплинам: «Введение в специальность», «Метрологическое обеспечение», «Преобразование и преобразователи измерительной информации», «Измерительные сигналы и функциональные устройства

3. Рабочая программа По дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля» По специальности 220501. 65

   Рабочая программа

   Выработка практических навыков в применении методов и средств измерения, испытания и контроля для реализации системы управления качеством производства печатной продукции.

4. Конспект лекций 2010 г. Содержание 1 Средства измерений технологических параметров 4 1Средства измерения давления 12

   Конспект

   Все средства измерений определяются как технологические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. Под характеристиками будем понимать такие свойства средств измерений, которые позволяют

5. Содержание общие вопросы метрологического обеспечения измерительных систем 9 Брюханов В. А. 9

   Доклад

   Метрологическое обеспечение измерительных систем. / Сборник докладов международной научно-технической конференции. Под ред. А.А. Данилова. – Пенза, 2005.

Средства измерения - технические средства, используемые при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства.

По назначению средства измерения делят на образцовые и рабочие, причем по конструкции и метрологическим характеристикам они могут быть аналогичны.

Образцовые средства измерения запрещается применять для практических измерений, они предназначены для поверки по ним других средств измерений - как рабочих, так и образцовых более низкой точности.

Рабочие средства измерения есть средства, применяемые для измерений, не связанных с передачей размеров единиц физически» величин.

Быть уверенным в правильности показании рабочего средства измерений можно, только поверив его при помощи более точного образцового средства измерений. Поверку средства измерений, то есть определение погрешностей средства измерений и установление его пригодности к применению, проводят только органы метрологической службы, имеющие соответствующее разрешение.

К средствам измерений относятся меры, измерительные приборы, преобразователи, установки и системы, измерительные принадлежности.

Мера есть средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Мера, воспроизводящая физическую величину одного размера, называется однозначной, а воспроизводящая ряд одноименных величин различного размера - многозначной. Примеры однозначной меры - нормальный элемент (мера ЭДС), образцовая катушка (мера сопротивления), а многозначной - миллиметровая линейка, вариометр индуктивности, конденсатор переменной емкости, магазин сопротивлений.

Измерительный преобразователь - это 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 - техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи. Измерительный преобразователь или входит в состав какого-либо измерительного устройства (измерительного прибора, датчика) или применяется вместе с каким-либо средством измерения.

Преобразователи по месту, занимаемому в измерительной цепи, делятся на первичные, передающие и промежуточные. На вход первичного преобразователя воздействует непосредственно измеряемая величина, а промежуточный занимает в измерительной цепи место после первичного. Передающий преобразователь служит для дистанционной передачи измерительной информации и может быть в то же время первичным.

Для того чтобы изменить в определенное число раз значение одной из величин, действующих в измерительной цепи, без изменения ее физической природы, используют масштабные преобразователи (измерительные трансформаторы тока, усилители и т. п.).

Для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, предназначен измерительный прибор .

Измерительный прибор состоит из ряда измерительных преобразователей, каналов связи, согласующих элементов, измерительного механизма, в совокупности образующих измерительную цепь. По способу образования показаний измерительные приборы делят на показывающие и регистрирующие.

Показывающий измерительный прибор допускает только отсчитывание показаний. Отсчитывают показания визуально по шкале средства измерений, относительно которой перемещается указатель отсчетного устройства, или по светящимся цифрам, возникающим на отсчетном устройстве в цифровых показывающих приборах.

Регистрирующий измерительный прибор содержит механизм регистрации показаний. Если в приборе предусмотрена запись показаний в форме диаграмм, то его называют самопишущим.

Измерительная установка представляет собой совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателя, и расположенных в одном месте. В качестве примера можно привести измерительные установки для поверки нормальных элементов.

Измерительная система в отличие от измерительной установки предназначена для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматической системе управления.

Виды средств измерений

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	Виды средств измерений
Рубрика (тематическая категория)	Стандартизация

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Средство измерений (СИ) представляет собой техническое устройство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Средство измерений представляют из себяконструктивно законченные изделия, предназначенные для измерений и осуществляющие одну из двух базовых функций:

1) воспроизведение физической величины заданного размера;

2) преобразование измерительного сигнала одного вида в другой.

К средствам измерений относятся: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки и измерительные системы.

Мера - это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. К мерам относят гири, концевые меры длины, нормальные элементы. Меры, воспроизводящие физическую величину одного размера (к примеру, гиря, плоскопараллельная концевая мера длины), называются однозначными. Меры, воспроизводящие ряд одноименных величин различного размера (к примеру, линœейка с миллиметровыми делœениями), называются многозначными.

Широкое применение находят наборы и магазины мер.
Размещено на реф.рф
Указанное на мере (или приписанное мере) значение величины является номинальным значением меры. Разность между номинальным и действительным значениями меры принято называть погрешностью меры, которая является метрологической характеристикой меры.

Особую категорию средств измерений составляют стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. К примеру, образцы свойств: образец твердости, образец цвета и др., и образцы состава: чистые металлы, образцы марки стали, газовые смеси и др.

Стандартный образец - средство измерений в виде вещества (материала), состав и свойства которого установлены при метрологической аттестации. В последние годы стандартные образцы нашли широкое применение в метрологической деятельности и в практике измерений.

Измерительный прибор - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателœем. Измерительные приборы по способу получения результата измерений подразделяют на показывающие (аналоговые и цифровые) и регистрирующие (самопишущие и печатающие). Для измерительных приборов обязательно должны быть нормированы:

Цена делœения шкалы, пределы шкалы аналоговых приборов;

Выходной код, число его разрядов, номинальная цена единицы наименьшего разряда кода для цифровых приборов. Кроме этих нормируются и другие характеристики, оказывающие влияние на результат измерения

Измерительный преобразователь - средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения. В отличие от измерительного прибора сигнал на выходе измерительного преобразователя не может восприниматься наблюдателœем. Измеряемая величина, поступающая на измерительный преобразователь, принято называть входной, преобразованная - выходной. Соотношение, устанавливающее связь между входной и выходной величинами, принято называть функцией преобразования измерительного преобразователя и является для него основной метрологической характеристикой. Функция преобразования должна быть выражена формулой, графиком, таблицей.

Измерительная установка - совокупность функционально объединœенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователœей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателœем, и расположенных в одном месте.

Измерительная система - совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователœей) и вспомогательных устройств, соединœенных между собой каналами связей, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки передачи и (или) использования в автоматических системах управления.

По метрологическому назначению средства измерений подразделяют на два вида:

1) Эталоны– предназначены для воспроизведения, хранения и передачи размеров единиц рабочим средствам измерений. Государственные и рабочие эталоны хранят и применяют Государственные научные метрологические центры. Эталоны (бывшие образцовые средства измерений) предназначены только для передачи размеров единиц, их хранят и применяют органы государственной метрологической службы и метрологические службы юридических лиц. По этой причине увязка рабочих средств измерений с Государственным эталоном является исключительно метрологической задачей и выполняют эту задачу аттестованные в установленном порядке специалисты

2) Рабочее средство измерений – предназначено для получения результатов измерений при решении различных производственных задач.

Эталон - ϶ᴛᴏ высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений. От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них рабочим средствам измерений.

Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и рабочие:

Первичный эталон - ϶ᴛᴏ эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первый эталон должна быть национальным и международным.

Вторичный эталон – (эталон-копия) могут утверждаться либо Госстандартом РФ, либо государственными научными метрологическими центрами.

Рабочие эталоны – воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и в свою очередь служат для передачи размера рабочим средствам измерений. Рабочие эталоны подразделяются по разрядам (1, 2, 3, иногда - 4). от рабочих эталонов низшего разряда размер передается рабочим средствам измерения (РСИ). РСИ обладает различной точностью измерений: точные РСИ при проверке получают размер от рабочих эталонов 1 – го разряда; менее точные – от эталонов низшего 3 – го или 4 – го разряда (рисунок 5).

Государственный эталон величины

Рабочий эталон 1 – го разряда

Рабочий эталон 2 – го разряда

Рабочий эталон 3 – го разряда

Рисунок 5 – Система передачи размера единицы величины

С помощью РСИ выполняются измерения при контроле качества продукции, осуществляется получение информации, крайне важно й для управления технологическими процессами, контролируются характеристики инструмента и состояние оборудования

Для обеспечения правильной передачи размера еди­ниц физических величин во всœех звеньях метрологической цепи принят определœенный порядок, который устанавливается в виде поверочных схем.

Поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определœения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям. Поверка средства измерений состоит в определœении погрешностей средства измерений и в установлении его пригодности к применению. Проведение поверки позволяет установить, находятся ли метрологические характеристики средств измерений в заданных пределах.

Процедура поверки средств измерений регламентируется различными документами (государственными стандартами, инструкциями, методическими указаниями и др.), соблюдение требований которых обязательно

Калибровка средств измерений - совокупность операций, выполняемых с целью определœения и подтверждения действительных значений характеристик и (или) пригодности к применению средств измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору.

Соподчинœение Государственного эталона, вторичных, а также системы разрядных эталонов и рабочих средств измерений установлено государственной поверченной схемой.

Поверочная схема - утвержденный в установленном порядке документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размеров единиц от государственного эталона рабочим средствам измерений.

Поверочные схемы разделяют на государственные и локальные, Государственные поверочные схемы регламентируются государственными стандартами и распространяются на всœе средства измерений данного вида. Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических служб Государственных органов управления и юридических лиц. Все локальные схемы должны соответствовать требованиям соподчинœенности, которая определœена государственной поверочной схемой.

Поверочные схемы состоят из чертежа и текстовой части. На чертеже указывают: наименование средств измерений, диапазоны значений физических величин, обозначения и значения погрешностей, наименования методов поверки. Текстовая часть состоит из вводной части и пояснений к элементам поверочной схемы.

Результатом поверки является:

– подтверждение пригодности СИ к применению. В этом случае на него и техническую документацию наносится оттиск поверительного клейма и выдается ʼʼСвидетельство о поверкеʼʼ. Поверительное клеймо – знак установленной формы, наносимый на СИ, признанные в результате их поверки годными к применению.

– признание СИ непригодным к использованию. В этом случае оттиск поверительного клейма и ʼʼСвидетельство и поверкеʼʼ аннулируются, и выписывается ʼʼСвидетельство о непригодностиʼʼ.

Метрологические свойства средств измерений - ϶ᴛᴏ свойства, влияющие на результат измерений и его погрешность. Показатели метрологических свойств являются их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками

По метрологическим характеристикам средств измерений решается ряд задач, важных для обеспечения единства измерений:

Определœение погрешности результата измерений (одной из составляющих погрешности измерений является погрешность средств измерений),

Выбор средств измерений по точности по известным условиям их применения и требуемой точности измерений (эта задача является обратной по отношению к задаче определœения погрешности измерений);

Сравнение средств измерений различных типов с учетом условий их применения;

Замена одного средства измерений на другое - аналогичное;

оценка погрешности сложных измерительных систем и др.

Все метрологические свойства средств измерений можно разделить на две группы:

Свойства, определяющие область применения средств измерений;

Свойства, определяющие качество измерения.

Метрологические характеристики, определяющие свойства первой группы:

1 диапазон измерений – область значений величины, в пределах которых нормированы допускаемые пределы погрешности. (Значения величин ограничивающих. диапазон принято называть нижним и верхним пределом измерений).

2 порог чувствительности – наименьшее изменение измеряемой величины, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ вызывает заметное изменение выходного сигнала. К примеру: если порог чувствительности весов 10ᴦ., то заметное перемещение стрелки произойдет при изменении массы на 10ᴦ.

Метрологические характеристики, определяющие свойства второй группы: точность, достоверность, правильность.

Метрологические характеристики, устанавливаемые Нормативными Документами, называют нормируемыми метрологическими характеристиками.

Номенклатура нормируемых метрологических характеристик средств измерений определяется назначением, условиями эксплуатации и другими факторами. У средств измерений используемых для высокоточных измерений, нормируется до десятка и более метрологических характеристик.

В повсœедневной производственной практике широко пользуются обобщенной характеристикой:

Класс точности средств измерений – обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

Класс точности не является непосредственной оценкой точности измерений, выполняемых этим СИ, поскольку погрешность зависит еще от ряда факторов: метода измерений, условий измерений и т.д. Класс точности лишь позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность СИ данного типа.

Классы точности конкретного типа средств измерений устанавливают в НД (Обозначение классов точности наносится на шкалы, щитки или корпуса приборов. Обозначаются условными знаками, буквами или цифрами).

Виды средств измерений - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Виды средств измерений" 2017, 2018.

1.4.1 Виды средств измерений

По метрологическому назначению средства измерений делятся на образцовые и рабочие.

Образцовые предназначены для поверки по ним других средств измерений как рабочих, так и образцовых менее высокой точности.

Рабочие средства измерений предназначены для измерения размеров величин, необходимых в разнообразной деятельности человека.

Сущность разделения средств измерений на образцовые и рабочие состоит не в конструкции и не в точности, а в их назначении.

К средствам измерения относятся:

Меры, предназначенные дли воспроизведения физической величины заданно го размера. Различают однозначные и многозначные меры, а также наборы мер (гири, кварцевые генераторы и т. п.). Меры, воспроизводящие физические величины одного размера, называются однозначными . Многозначные меры могут воспроизводить ряд размеров физической величины, часто даже непрерывно заполняющих некоторый промежуток между определенными границами. Наиболее распространенными многозначными мерами являются миллиметровая линейка, вариометр и конденсатор переменной емкости.

В наборах и магазинах отдельные меры могут объединяться в различных сочетаниях для воспроизведения некоторых промежуточных или суммарных, но обязательно дискретных размеров величин. В магазинах объединены в одно механическое целое, снабженное специальными переключателями, которые связаны с отсчетными устройствами. В противоположность этому набор состоит обычно из нескольких мер, которые могут выполнять свои функции как в отдельности, так и в различных сочетаниях друг с другом (набор концевых мер длины, набор гирь, набор мер добротности и индуктивности и т. д.).

Сравнение с мерой выполняют с помощью специальных технических средств — компараторов (равноплечие весы, измерительный мост и т. п.).

К однозначным мерам относятся также образцы и образцовые вещества. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов представляют собой специально оформленные тела или пробы вещества определенного и строго регламентированного содержания, одно из свойств которых при определенных условиях является величиной с известным значением. К ним относятся образцы твердости, шероховатости, белой поверхности, а также стандартные образцы, используемые при поверке приборов для определения механических свойств материалов. Образцовые вещества играют большую роль в создании реперных точек при осуществлении шкал. Например, чистый цинк служит для воспроизведения температуры 419,58°С, золото — 1064,43°С.

В зависимости от погрешности аттестации меры подразделяются на разряды (меры 1-го, 2-го и т. д. разрядов), а погрешность мер является основой их деления на классы. Меры, которым присвоен тот или иной разряд, применяются для поверки измерительных средств и называются образцовыми.

Измерительные преобразователи — это средства измерений, перерабатывающие измерительную информацию в форму, удобную для дальнейшего преобразования, передачи, хранения и обработки, но, как правило, не доступную для непосредственного восприятия наблюдателем (термопары, измерительные усилители и др.).

Преобразуемая величина называется входной , а результат преобразования — выходной величиной. Соотношение между ними задается функцией преобразования (статической характеристикой). Если в результате преобразования физическая природа величины не изменяется, а функция преобразования является линейной, то преобразователь называется масштабным , или усилителем (усилители напряжения, измерительные микроскопы, электронные усилители). Слово «усилитель» обычно употребляется с определением, которое приписывается ему в зависимости от рода преобразуемой величины (усилитель напряжения, гидравлический усилитель) пли от вида единичных преобразований, происходящих и нем (ламповый усилитель, струйный усилитель).

В тех случаях, когда в преобразователе входная величина превращается в другую по физической природе величину,.он получает название по видам этих величин (электромеханический, пневмоемкостный и так далее).

По месту, занимаемому в приборе, преобразователи (рис. 3.1) подразделяются на: первичные , к которым подводится непосредственно измеряемая физическая величина; передающие , на выходе которых образуются величины, удобные для их регистрации и передачи на расстояние; промежуточные , занимающие в измерительной цепи место после первичных.

Рис. 3.1. Преобразование измерительной информации: 1 — чувствительный элемент;
2 — первичный преобразователь; 3 — промежуточные преобразователи;
4 — передающий преобразователь

Измерительные приборы относятся к средствам измерений, предназначенным для получения измерительной информации о величине, подлежащей измерению, в форме, удобной для восприятия наблюдателем.

Наибольшее распространение получили приборы прямого действия , при использовании которых измеряемая величина подвергается ряду последовательных преобразований в одном направлении, то есть без возвращения к исходной величине. К приборам прямого действия относится большинство манометров, термометров, амперметров, вольтметров и т. д.

Значительно большими точностными возможностями обладают приборы сравнения , предназначенные для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Сравнение осуществляется с помощью компенсационных или мостовых цепей. Компенсационные цепи применяются для сравнения активных величии, то есть несущих в себе некоторый запас энергии (сил, давлений и моментов сил, электрических напряжений и токов, яркости источников излучения и т. д.). Сравнение проводится путем встречного включения этих величин в единый контур и наблюдения их разностного эффекта. По этому принципу работают такие приборы, как равноплечие и пе-равноплечие весы (сравнение на рычаге силовых эффектов действия масс), грузопоршневые и грузонружинные манометрические в вакуумметрические приборы (сравнение на поршне силовых эффектов измеряемого давления и мер массы) и др.

Для сравнения пассивных величии (электрические, гидравлические, пневма-тические и другие сопротивления) применяются мостовые цепи типа электрических уравновешенных или неуравновешенных мостов.

По способу отсчета значений измеряемых величин приборы подразделяются на показывающие , в том числе аналоговые и цифровые , и на регистрирующие .

Наибольшее распространение получили аналоговые приборы, отсчётные устройства которых состоят из двух элементов — шкалы и указателя, причем один из них связан с подвижной системой прибора, а другой — с корпусом. В цифровых приборах отсчет осуществляется с помощью механических, электронных или друшх цифровым отсчётных устройств.

По способу записи измеряемой величины регистрирующие приборы делятся на самопишущие и печатающие . В самопишущих приборах (например, барограф или шлейфовый осциллограф) запись показаний представляет собой график или диаграмму. В печатающих приборах информация о значении измеряемой величины выдается в числовой форме на бумажной ленте.

Автоматические приборы сравнения выпускаются чаще всего в виде комбинированных приборов, в которых шкальный или цифровой отсчет сочетается с записью на диаграмме или с печатанием результатов измерений.

1. Вспомогательные средства измерений. К этой группе относятся средства измерений величин, влияющих на метрологические свойства другого средства измерений при его применении или поверке. Показания вспомогательных средств измерений используются для вычисления поправок к результатам измерений (например, термометров для измерения температуры окружающей среды при работе с грузопоршневыми манометрами) или для контроля за поддержанием значений влияющих величин в заданных пределах (например, психрометров для измерения влажности при точных интерференционных измерениях длин).
2. Измерительные установки. Для измерения какой-либо величины или одновременно нескольких величин иногда бывает недостаточно одного измерительного прибора. В этих случаях создают целые комплексы расположенных в одном месте и функционально объединенных друг с другом средств измерений (мер, преобразователей, измерительных приборов и вспомогательных средств), предназначенных для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.
3. Измерительные системы — это средства и устройства, территориально разобщенные и соединенные каналами связи. Информация может быть представлена в форме, удобной как для непосредственного восприятия, так и для автоматической обработки, передачи и использования в автоматизированных системах управления.

Технические устройства, предназначенные для обнаружения (индикации) физических свойств, называются индикаторами (стрелка компаса, лакмусовая бумага). С помощью индикаторов устанавливается только наличие измеряемой физической величины интересующего нас свойства материи. В качестве примера индикатора можно привести указатель количества бензина в бензобаке автомобиля.