 |
Средства измерительной техники
|
|
|
|
· Средства измерений
o измерительные приборы
аналоговые, цифровые, виртуальные;
образцовые, рабочие;
o регистрирующие средства
регистрируют сигналы ИИ;
o кодовые средства (АЦП)
преобразуют аналоговую ИИ в кодовый сигнал;
o измерительные каналы
совокупность средств измерительной техники, средств связи и др. для создания сигнала ИИ одной измеряемой величины;
o измерительные системы
совокупность измерительных каналов и измерительных устройств для создания ИИ нескольких измеряемых величин;
· Измерительные устройства
o меры
эталоны, образцовые, рабочие;
o измерительные преобразователи
электрических, магнитных, неэлектр. величин;
масштабные, функциональные;
унифицированные;
o вычислительные компоненты
совокупность средств ВТ и программного обеспечения для выполнения вычислений в процессе измерения.
5) Обеспечение единства измерений
Единство измерений означает, что результаты измерений выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью.
Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) – комплекс государственных стандартов, устанавливающих правила, требования и нормы по организации и методике оценивания и обеспечения точности измерений.
Основные положения ГСИ:
· результаты измерений должны выражаться в принятой системе единиц (системе СИ);
· форма представления результатов измерений должна содержать показатели точности;
· средства ИТ подлежат испытаниям при выпуске и обязательной поверке при эксплуатации.
Поверка – установление соответствия средств ИТ нормативным техническим требованиям.
Цель поверки – определение погрешностей и других метрологических характеристик, регламентированных ТУ.
|
|
|
Поверочные схемы для передачи размера единицы физической величины:
государственный эталон 
вторичный эталон
рабочий эталон
образцовые средства
рабочие средства ИТ.
Физическая величина отображает свойства объектов, которые можно выражать количественно в принятых единицах. Любое измерение реализует операцию сравнения однородных величин по признаку «больше-меньше». В результате сравнения каждому размеру измеряемой величины приписывается положительное действительное число.
Значение физической величины – оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
220 В – число 220 называется числовым значением; В- вольт – единица напряжения
Истинное значение – значение физической величины, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство данного объекта. Истинное значение практически недостижимо.
Действительное значение – значение, полученное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.
1)Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Части метрологии:
· научно-теоретическая метрология;
· законодательная метрология;
· прикладная метрология.
2) Измерение – отображение физической величины ее значением путем эксперимента и вычислений с помощью специальных технических средств.
Принцип измерения – совокупность явлений, на которых основано измерение.
Метод измерения – способ использования принципов и средств измерений для получения измерительной информации (ИИ).
Методика измерений – совокупность процедур и правил для получения результатов с необходимой точностью.
Средства измерительной техники – технические средства для выполнения измерений, имеющие нормированные метрологические характеристики.
|
|
|
Электроизмерительная техника – совокупностьэлектрических средств измерений и способов их применения для получения ИИ.
3) Виды измерений
Прямые измерения - искомую величину находят непосредственно по результатам опыта. Х = Хизм
Косвенные измерения – искомую величину находят на основе прямого измерения ряда параметров при известной функциональной связи между ними. X = F(X1, X2, X3, …..)
Применяют:
ü при отсутствии приборов прямого измерения;
ü при невозможности применения приборов прямого измерения;
ü если можно получить более высокую точность.
Совокупные измерения – происходит одновременное измерение одноименных величин. Искомые величины определяются на основе решения системы уравнений, число которых должно быть равно или больше числа неизвестных величин.
F1 (Х1, Х2; Х3 …) = 0,
F2 (Х1, Х2; Х3 …) = 0.
Пример: измерение сопротивлений, соединенных в треугольник. Совместные измерения – производимые одновременно измерения двух или нескольких величин с целью нахождения зависимости между ними. Пример: нахождение зависимости R = R 0 (1 + α T).
По числу выполняемых наблюдений:
Однократным называют измерение, выполненное один раз;
Многократным называют измерение физической величины одного размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, то есть состоящее из ряда однократных измерений.
По характеру зависимости измеряемой величины:
Статические измерения – при которых физическая величина принимается за неизменную, на время, необходимое для измерения; Динамические измерения – при которых измеряемая величина изменяется со скоростью, превышающей возможности средства измерений отслеживать изменение входной измеряемой величины.
По уровню точности измерения подразделяют на:
Измерения максимально возможной точности – достижимой при существующем уровне науки и техники;
Контрольные – измерения, погрешность которых не должна превышать некоторое заранее заданное контрольное значение;
Технические измерения – погрешность измерений определяется применяемыми средствами измерений.
По особенностям обработки результатов все измерения подразделяют на:
Равноточные – ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях и с одинаковой тщательностью;
Неравноточные – ряд измерений какой-либо величины, выполненных различающимися по точности средствами измерений или в разных условиях;
Методы измерений
Метод непосредственной оценки – результат измерения определяется по отсчетному устройству СИ.
Метод сравнения с мерой (сопоставления) – измеряемую величину время от времени или в каждом опыте сравнивают с мерой. Результат измерения оценивается по сравнивающему устройству. Измеряемая величина Хизм сравнивается одновременно со всеми уровнями известной величины Х 0 (меры);
Дифференциальный метод – на вход СИ подается разностный сигнал между измеряемой величиной и мерой.
измеряется разность между Хизм и Х 0:
|
|
|
Ех = Е 0 + ΔЕ;
Нулевой метод – разность между измеряемой величиной и мерой с помощью специального устройства доводят до нулевого значения по сравнивающему устройству.
разность между Хизм и регулируемой Х 0 сводится к нулю: Ех = Е 0;
Метод замещения – измеряемая величина определяется путем замещения ее известной мерой.
– к прибору поочередно подключаются Хизм и регулируемая Х 0:при одинаковых показаниях прибора Ех = Е 0.
Метод совпадения (метод «нониуса») - применяется тогда, когда измеряемая величина меньше цены деления заданной меры. При этом применяются две меры с разными ценами деления, которые отличаются на размер оцениваемого разряда отсчетов. Хизм сравнивается с Х 0 по совпадению отметок шкал или периодических сигналов.
Метод прямого преобразования – входной параметр последовательно проходит все преобразователи разомкнутой цепи преобразования и по выходному отсчетному устройству оценивается результат измерения. (аналогичен методу непосредственной оценки).
Метод уравновешивающего преобразования – предполагается наличие двух каналов прямой и обратный. Выход прямого канала (КПП) подается на вход отсчетного устройства и одновременно на вход канала обратного преобразования (КОП), предназначенного для преобразования выходного сигнала КПП в величину, аналогичную по физической природе входной величине; на вход КПП подается разность между измеряемой величиной и выходным сигналом КОП. (аналогичен нулевому методу).
|
|
|
|
|
|
