Средства измерений. Все технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормальные метрологические характеристики

Все технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормальные метрологические характеристики, называются средствами измерений [1]. Однако, более полным является определение, данное в РМГ 29-99 [2], где средство измерений - это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Все средства измерений реализуют одну из двух функций: либо воспроизводят величину заданного размера, либо вырабатывают сигнал, несущий информацию о значении измеряемой величины. Все многообразие СИ можно классифицировать по основным признакам (табл. 11).

Таблица 11

Классификация средств измерений

Признак классификации	Вид средств измерений
По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений	Метрологические (эталоны) Рабочие
По уровню автоматизации	Неавтоматические. Автоматизированные Автоматические
По уровню стандартизации	Стандартизованные Не стандартизованные
По отношению к измеряемой ФВ	Основные Вспомогательные
По роли в процессе измерения и выполняемым функциям	Меры. Измерительные преобразователи. Измерительные приборы. Измерительные установки. Измерительные системы.

Метрологические СИ – это СИ, предназначенные для метрологических целей, связанных с воспроизведением и (или) хранением и передачей размера единицы.

Рабочие СИ – это СИ, предназначенные для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим СИ. Они предназначены для проведения технических измерений и по условиям применения подразделяются на лабораторные (с повышенной точностью и чувствительностью), производственные (с повышенной стойкостью к ударно-вибрационным нагрузкам, высоким и низким температурам) и полевые (с повышенной стабильностью в условиях резкого изменения окружающей среды).

Автоматизированные СИ – это СИ, производящие в автоматическом режиме одну или часть измерительной операции.

Автоматические СИ – это СИ, производящие без непосредственного участия человека измерения и все операции, связанные с обработкой результатов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработкой управляющего сигнала.

Стандартизованные – это СИ, изготовленные и применяемые в соответствии с требованиями государственного или отраслевого стандарта.

Нестандартизованные СИ – это СИ, стандартизация требований к которым признана нецелесообразной. Это уникальные, предназначенные для решения специальных задач СИ, выпускаемые единичными экземплярами.

Основные СИ – это СИ той ФВ, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей.

Вспомогательные СИ – это СИ той ФВ, влияние которой на основное СИ или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности. Термометр, барометр и т. д.

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (гири, концевые меры длины, нормальные элементы). Различают следующие разновидности мер:

· однозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину одного размера (гиря 1 кг, концевые меры длины);

· многозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину разных размеров (линейка с миллиметровыми делениями);

· набор мер – комплект мер разного размера одной и той же физической величины, предназначенных для применения на практике, как в отдельности, так и в различных сочетаниях (набор концевых мер длины, набор гирь);

· магазин мер – набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях(магазин электрических соединений).

Особую категорию мер составляют стандартные образцы. Это образцы вещества (материала) с установленными в результате метрологической аттестации значениями одной или более величин, характеризующими свойство или состав этого вещества. Различают стандартные образцы свойств (образцы твердости по шкале Мооса) и стандартные образцы состава (чистые металлы, образцы марки стали, газовые смеси). Стандартные образцы свойств веществ и материалов по метрологическому назначению выполняют роль однозначных мер (СО свойства: СО высокочистой бензольной кислоты, СО состава: СО состава углекислой стали).

Измерительный преобразователь – это средство измерений, перерабатывающее измерительную информацию в форму удобную для обработки, хранения, дальнейшего преобразования или передачи, но недоступную для непосредственного восприятия наблюдателем (термопары, измерительные усилители). ИП или входит в состав, какого – либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы), или применяется вместе с каким – либо средством измерения.

Измерительная величина, поступающая на измерительный преобразователь, называется входной, преобразованная – выходной. Соотношение, устанавливающее связь между входной и выходной величинами, называется функцией преобразования измерительного преобразователя и является для него основной метрологической характеристикой.

По местонахождению в измерительной цепи, преобразователи делятся на:

· первичные преобразователи – это измерительные преобразователи, на которые непосредственно воздействует измеряемая ФВ, т.е. первый преобразователь в измерительной цепи измерительного прибора (установки, системы);

· передающие преобразователи – это преобразователи, на выходе которых величина приобретает форму, удобную для регистрации или передачи на расстояние;

· промежуточные преобразователи – это преобразователи, работающие в сочетании с первичными и не влияющие на изменение рода ФВ. Они располагаются в измерительной цепи после первичного.

Измерительные приборы – это средства измерений, которые позволяют получить измерительную информацию в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем. Хотя данный класс СИ отличается большим разнообразием, тем не менее, все измерительные приборы имеют общие черты и представляют собой совокупность преобразовательных устройств, каналов связи, согласующих элементов, измерительных механизмов и отсчетного устройства.

По форме представления показаний, отсчетные устройства делятся на аналоговые (показания представлены в форме непрерывной функции изменения измеряемой величины) и цифровые (показания представлены в цифровой форме). Измерительные приборы подразделяются на приборы прямого действия и приборы сравнения. По способу индикации значений измеряемой величины различают показывающие и регистрирующие измерительные приборы.

Измерительная установка – это совокупность функционально объединенных СИ (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей), предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте.

Измерительную установку, применяемую для поверки, называют поверочной установкой (установка для поверки вольтметров), входящую в состав эталона - эталонной установкой. Некоторые большие измерительные установки называют измерительными машинами (силоизмерительная машина, промерочно-разбраковочная машина для измерения больших длин тканей в промышленном производстве).

Измерительные системы – это совокупность функционально объединенных СИ, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта с целью измерений одной или нескольких ФВ, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. Обычно измерительные сигналы вырабатываются в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. Например, измерительная система теплоэлектростанции, позволяющая получать измерительную информацию о ряде физических величин в разных энергоблоках, или радионавигационная служба для определения местонахождения различных объектов, состоящая из ряда измерительно-вычислительных комплексов, разнесенных в пространстве на значительное расстояние друг от друга.

Однако, для выполнения измерительной задачи необходим весь комплекс измерительной техники. Средства измерительной техники более широкое, обобщающее понятие, охватывающее технические средства, специально предназначенные для измерений (рис. 5). Помимо средств измерений к ним относятся измерительные принадлежности, средства сравнения и измерительные устройства. Все они, в отличие от средств измерений не воспроизводят и не хранят единицу физической величины.

Измерительные принадлежности

Измерительные устройства

Средства сравнения

СРЕДСТВА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА)

Средства измерений

	меры		Измерительные преобразователи		Измерительные приборы

Меры

Измерительные установки

Измерительные системы

Однозначные меры

Многозначные меры

Набор мер

Магазин мер

Рис. 5. Классификация средств измерительной техники

Средство сравнения – это техническое средство или специально создаваемая среда, посредством которой возможно выполнять сравнение друг с другом мер однородных величин или показания измерительных приборов. Например, рычажные весы, на одну чашу которых устанавливается эталонная гиря, а на другую поверяемая; давление среды, создаваемое компрессором, может быть измерено поверяемым и эталонным манометром одновременно, на основании показаний эталонного прибора градуируется поверяемый прибор.

Иногда техническое средство снабжается средством измерений, обеспечивающим функцию сравнения. Самым распространенным из средств сравнения является компаратор, предназначенный для сличения мер однородных величин (компаратор для сличения длин).

Измерительные принадлежности – это вспомогательные средства, служащие для обеспечения необходимых условий для выполнения измерений с требуемой точностью. Например: барокамера; специальные противовибрационные фундаменты; жилет, при определении размерных признаков жилетно-макетным методом.

Измерительное устройство – это часть измерительного прибора (установки или системы), связанная с измерительным сигналом и имеющая обособленную конструкцию и назначение.

Дата добавления: 2014-11-29