Средства измерений

ЛЕКЦИЯ

Средства обучения: средства измерений, презентация.

Время занятия: 2 часа

Тема: Средства измерений

Группа: 211

План занятия

Дисциплина: « Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия»

Дата:

Цели:

- цель познания: Обобщить знания студентов о методах измерений и физических величинах.

цель развития: Развивать умения осуществлять поиск и использование информации, необходимой для профессионального и личностного развития.

- цель воспитания: воспитывать устойчивый интерес к выбранной специальности

Вид занятия: комбинированное занятие

борудование занятия: ПЭВМ. Видеопроектор.

Ход занятия

№	Этап занятия	Содержание и методы организации работы	Время этапа	Методическое обеспечение
	Организационное начало занятия	— Приветствие студентов, настрой на занятие. — Проверка готовности к занятиям		Список студентов, план занятия
	Актуализация опорных знаний	Доклады студентов		.
	Мотивация	- Сообщение темы постановка цели и задач занятия: - Изложение требований к знаниям и умениями обязательных для студентов после изучения темы
	Основная часть	1. Средства измерений 2. Метрологические характеристики средств измерений.		презентация
	Рефлексия	1. Что нового для вас было в этой теме? 2. Что вы еще хотели бы узнать по данной теме?
	Подведение итогов занятия	Оценка деятельности студентов на занятии
	Организация самостоятельной внеауд.работы студентов	1 Работа с глоссарием. 2. Подготовка к опросу, используя материалы лекций.

Подпись преподавателя:

Получение информации о размере физической или нефизической величины является содержанием любого измерения.

Средством измерений (СИ) называют техническое средство (или их комплекс), используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики*. В отличие от таких технических средств, как индикаторы, предназначенных для обнаружения физических свойств (компас, лакмусовая бумага, осветительная электрическая лампочка), СИ позволя­ют не только обнаружить физическую величину, но и измерить ее, т.е. сопоставить неизвестный размер с известным. Если фи­зическая величина известного размера есть в наличии, то она непосредственно используется для сравнения (измерение плос­кого угла транспортиром, массы — с помощью весов с гирями). Если же физической величины известного размера в наличии нет, то сравнивается реакция (отклик) прибора на воздействие измеряемой величины с проявившейся ранее реакцией на воз­действие той же величины, но известного размера (измерение силы тока амперметром). Для облегчения сравнения еще на ста­дии изготовления прибора отклик на известное воздействие фиксируют на шкале отсчетного устройства, после чего нано­сят на шкалу деления в кратном и дольном отношении. Описан­ная процедура называется градуировкой шкалы. При измере­нии она позволяет по положению указателя получать результат сравнением непосредственно по шкале отношений. Итак, СИ (за исключением некоторых мер — гирь, линеек) в простейшем слу­чае производят две операции: обнаружение физической величи­ны; сравнение неизвестного размера с известным или сравнение откликов на воздействие известного и неизвестного размеров.

Другими отличительными признаками СИ являются, во-пер­вых, «умение» хранить (или воспроизводить) единицу физичес­кой величины; во-вторых, неизменность размера хранимой еди­ницы. Если же размер единицы в процессе измерений изменяется более, чем установлено нормами, то с помощью такого средства невозможно получить результат с требуемой точностью. Отсю­да следует, что измерять можно только тогда, когда техническое средство, предназначенное для этой цели, может хранить едини­цу, достаточно неизменную по размеру (во времени).

СИ можно классифицировать по двум признакам: 1) конст­руктивное исполнение; 2) метрологическое назначение.

По конструктивному исполнению СИ подразделяют на меры, измерительные преобразователи; измерительные приборы, из­мерительные установки, измерительные системы.

Меры величины — СИ, предназначенные для воспроизведе­ния и (или) хранения физической величины одного или несколь­ких заданных размеров. Различают меры: однозначные (гиря 1 кг, калибр, конденсатор постоянной емкости); многозначные (мас­штабная линейка, конденсатор переменной емкости); наборы мер (набор гирь, набор калибров). Набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспо­собления для их соединения в различных комбинациях, называ­ется магазином мер. Примером такого набора может быть ма­газин электрических сопротивлений, магазин индуктивностей, Сравнение с мерой выполняют с помощью специальных техни­ческих средств — компараторов (рычажные весы, измерительный мост и т.д.).

К однозначным мерам можно отнести стандартные образцы (СО). Существуют стандартные образцы состава и стандарт­ные образцы свойств.

СО состава вещества (материала) — стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих содер­жание определенных компонентов в веществе (материале).

СО свойств веществ (материалов) — стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих физи­ческие, химические, биологические и другие свойства.

Новые СО допускаются к использованию при условии про­хождения ими метрологической аттестации. Указанная проце­дура — это признание этой меры, узаконенной для применения на основании исследования СО. Метрологическая аттестация проводится органами метрологической службы.

В практике метрологическими службами используются СО разной категории для выполнения различных задач.

Так, создаваемые в Центральном институте агрохимического обслуживания сельского хозяйства государственные и отрас­левые образцы состава почв аттестованы на содержание макро и микроэлементов (марганца, кобальта, цинка, меди, молибдена, бора) и другие характеристики (величина РН и др.). Эти СО были аттестованы в межлабораторном эксперименте и предназначаются для градуировки приборов, поверки СИ, для контроля правильности анализов почв по аттестованным в СО показателям, для аттестации СО предприятий методом сличения.

Измерительные преобразователи (ИП) — СИ, служащие для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки хранения, дальнейших преобразований. По характеру преобразования различают аналоговые (АП), цифроаналоговые (ЦАП) аналого-цифровые (АЦП) преобразователи. По месту в измерительной цепи различают первичные (ИП, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина) и промежуточные (ИП, занимающий место в измерительной цепи после первичного ИП) преобразователи.

Конструктивно обособленный первичный ИП, от которой поступают сигналы измерительной информации, является датчиком. Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от СИ, принимающего его сигналы. Например, датчик запущенного метеорологического радиозонда передают информацию о температуре, давлении, влажности и других параметрах атмосферы.

Если преобразователи не входят в измерительную цепь и их метрологические свойства не нормированы, то они не относятся к измерительным. Таковы, например, силовой трансформатор в радиоаппаратуре, термопара в термоэлектрическом холодильнике.

Измерительный прибор — СИ, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Прибор, как правило, содержит устройство для преобразования измеряемой величины и ее индикации в форме наиболее доступной для восприятия.

По степени индикации значений измеряемой величины из­мерительные приборы подразделяют на показывающие и реги­стрирующие. Показывающий прибор допускает только отсчитывание показаний измеряемой величины (микрометр, анало­говый или цифровой вольтметр). В регистрирующем приборе предусмотрена регистрация показаний — в форме диаграммы, путем печатания показаний (термограф, разрывная машина с пишущим элементом, измерительный прибор, сопряженный с ЭВМ, дисплеем и устройством для печатания показаний).

Измерительная установка — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких физических величин и рас­положенных в одном месте. Примером являются установка для измерения удельного сопротивления электротехнических мате­риалов, установка для испытаний магнитных материалов. Из­мерительную установку, предназначенную для испытаний ка­ких-либо изделий., иногда называют испытательным стендом.

Измерительная система — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого пространства с це­лью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству. Примером может служить радионавигационная система для определения местоположении судов, состоящая из ряда измерительных комплексов, разнесен­ных в пространстве на значительном расстоянии друг от друга,

По метрологическому назначению все СИ подразделяются на два вида — рабочие СИ и эталоны.

Рабочие СИ (РСИ) предназначены для проведения техничес­ких измерений. По условиям применения они могут быть: 1) ла­бораторными, используемыми при научных исследованиях, проектировании технических устройств, медицинских измере­ниях; 2) производственными, используемыми для контроля ха­рактеристик технологических процессов, контроля качества го­товой продукции, контроля отпуска товаров; 3) полевыми, используемыми непосредственно при эксплуатации таких технических устройств, как самолеты, автомобили, речные и морские суда и др.

К каждому виду РСИ предъявляются специфические требо­вания: к лабораторным — повышенная точность и чувствитель­ность; к производственным — повышенная стойкость к ударно-вибрационным нагрузкам, высоким и низким температурам; к полевым — повышенная стабильность в условиях резкого пере­пада температур, высокой влажности.

Эталоны являются высокоточными СИ, а поэтому исполь­зуются для проведения метрологических измерений в качестве средств передачи информации о размере единицы. Размер еди­ницы передается «сверху вниз», от более точных СИ к менее точным «по цепочке»: первичный эталон — вторичный эта­лон — рабочий эталон 0-го разряда — рабочий эталон 1-го раз­ряда... — рабочее средство измерений.

Передача размера осуществляется в процессе поверки СИ. Целью поверки является установление пригодности СИ к при­менению.

Дата добавления: 2014-01-14