 |
Глава 1. Метрологические основы технических измерений
|
|
|
|
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ГОМЕЛЬСКОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧИЛИЩЕ № 152 ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КИП и А
в таблицах и схемах
Часть 1. Приборы для измерения массы, давления, температуры и электрических величин
Учебное пособие по дисциплине
Специальная технология по контрольно-измерительным приборам и автоматике
Учебная специальность: 3–38 02 52 «Техническая эксплуатация контрольно-измерительных приборов и автоматики»
Составил преподаватель Афонько В.О.
СОДЕРЖАНИЕ
| Предисловие …………………………………………………….................. Глава 1. Метрологические основы технических измерений …………… Глава 2. Весоизмерительные приборы ……………………....................... Глава 3. Электроизмерительные приборы ………………………………. Глава 4. Приборы для измерения давления и разряжения.……………… Глава 5. Приборы для измерения температуры ……………..................... Список использованной литературы ……………….…............................. |
ВВЕДЕНИЕ
В практической жизни человек постоянно имеет дело с измерениями. Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, открывая человеку действующие в природе закономерности. Математика, механика, физика стали именоваться точными науками потому, что благодаря измерениям, они получили возможность устанавливать точные количественные соотношения, выражающие объективные законы природы.
Все отрасли техники не могли бы существовать без развернутой системы измерений, определяющих все технологические процессы, контроль и управление ими, свойства и качество выпускаемой продукции.
|
|
|
Задачей дисциплины «Специальная технология слесаря по КИП и А» является формирование у учащихся достаточных знаний в области основ метрологии, приборостроения, позволяющих использовать современные измерительные технологии и навыки в работе слесаря по контрольно-измерительным приборам и автоматике.
Цель пособия - ознакомить учащихся с теоретическими основами и методами измерений. Учебное пособие предназначено для изучения приборов измерения температуры, давления, расхода, уровня, весоизмерительных, оптико-механических и электроизмерительных приборов, их классификации, диапазонов измерений и маркировки.
В пособии изложены основные понятия метрологии, приведены общепринятые классификации методов, средств и погрешностей измерений, рассмотрены общие принципы построения и классификация информационно-измерительных систем; представлены основные контактные и бесконтактные методы и средства для измерения температуры и давления; содержатся основные методы и средства измерения расхода и уровня, рассмотрены современные методы и средства для измерения параметров электрических цепей.
Пособие поделено на главы. Каждая глава охватывает материал одного из разделов типовой учебной программы по предмету «Специальная технология» по единичной квалификации 3-38 02 52-51 «Слесарь по контрольно–измерительным приборам и автоматике».
В каждой главе приборы классифицированы по методам измерения, назначению и конструктивным особенностям.
Данное пособие поможет разобраться во всем многообразии измерительной техники, предназначенной для измерения, контроля и управления основными параметрами технологических процессов.
ГЛАВА 1. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
|
|
|
Основное понятие метрологии — измерение. Получение количественной информации о характеристиках свойств объектов и явлениях окружающего мира опытным путём (т.е. экспериментально) называется измерением.
Предметом метрологии является извлечение измерительной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью. Средства метрологии — это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.
В зависимости от предмета различают три раздела метрологии: теоретическую (фундаментальную), законодательную и практическую (прикладную) метрологию.
Теоретическая (фундаментальная) метрология — раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии (схема.1.1.).
Законодательная метрология — раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений в интересах общества.
Практическая (прикладная) метрология — раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии.
В общем смысле измерением называется совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
Число, выражающее отношение измеряемой величины к единице измерения, называется числовым значением измеряемой величины. Если х — измеряемая величина, и — единица измерения, a q — числовое значение измеряемой величины, то
x=qu (1.1)
Правая часть соотношения (1.1) называется результатом измерения. Результат измерения - всегда размерная величина - состоит из единицы и, которая имеет свое наименование, и числа q, показывающего, сколько раз данная единица содержится в измеряемой величине.
|
|
|
Существует несколько видов измерений, которые классифицируются по следующим признакам: характер зависимости измеряемой величины от времени, вид уравнения измерений, условия определяющие точность результата измерений, способ выражения этих результатов и т.д. (схема 1.2.)
Средство измерений (СИ) — технические средство, предназначенное для измерения, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным в пределах установленной погрешности в течение известного интервала времени.
Все средства измерений имеют общие свойства, позволяющие сопоставлять их между собой: метрологические, эксплуатационные, информационные и др. На схеме 1.3. показана классификация средств измерений.
Схема 1.1. Структура теоретической метрологии
Схема 1.2. Классификация измерений
Метрологическая характеристика средства измерения - характеристика одного из свойств средства измерения, влияющая на результат и погрешность его измерения. Для каждого типа СИ устанавливаются свои метрологические характеристики. Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называют нормируемыми метрологическими характеристиками, а определяемые экспериментально - действительными метрологическими характеристиками.
К метрологическим характеристикам относятся градуировочная характеристика, погрешность средства измерений, чувствительность, цена деления шкалы, порог чувствительности, диапазон измерений, вариация показаний и др.
Результат измерения отличается от истинного значения измеряемой величины на некоторую величину, называемую погрешностью измерения. Измерение можно считать законченным, если определена измеряемая величина и указана возможная степень ее отклонения от истинного значения.
Погрешность результата измерения — это отклонение результата измерения X от истинного (или действительного) значения Q измеряемой величины:
∆Х = X - Q (1.2)
Она указывает границы неопределенности значения измеряемой величины. Близость к нулю погрешности результата измерения отражает точность результата измерений, которая является одной из характеристик качества измерения. Считается, что чем меньше погрешность измерения, тем больше его точность.
|
|
|
Причины возникновения погрешностей чрезвычайно многочисленны, поэтому классификация погрешностей, как и всякая другая классификация, носит достаточно условный характер (схема 1.4.).
Схема 1.3. Классификация средств измерений
Схема 1.4. Классификация погрешностей измерений
|
|
|
