I. Элементарные средства измерений

Классификация средств измерения

Средства измерений делятся на элементарные и комплексные.

Элементарные в свою очередь делятся на: меры, устройства сравнения (компараторы), измерит. преобразователи.

Комплексные в свою очередь делятся на: измерит. приборы, измерит. установки, измерит. системы, измерительно-вычислительные комплексы (ИВК).

1. Мера — это средство измерений (гири, линейка), предназначенное для воспроизведения и хранения ФВ заданного размера (массы, длины).

С наиболее высокой точностью посредством мер воспроизводятся основные физические величины: длина, масса, частота, напряжение и ток.

Меры бывают:

Однозначные меры — воспроизводят величины только одного размера.

*гиря 1 кг.

Многозначные меры — воспроизводят несколько размеров физической величины.

*миллиметровая линейка дает возможность выразить длину предмета в сантиметрах и в миллиметрах.

Набор мер — представляет собой комплект однородных мер разного размера, что дает возможность применять их в нужных сочетаниях.

*набор лабораторных гирь.

Магазин мер — сочетание мер, объединенных в одно целое, в котором с помощью переключателей можно соединять составляющие его меры в нужном сочетании.

*По такому принципу устроены магазины электрических сопротивлений.

2. Устройство сравнения (компаратор) — это средство измерений, дающее возможность сравнивать друг с другом меры однородных величин или же показания измерительных приборов.

* пример устройства сравнения — это рычажные весы, на одну чашку которых устанавливается образцовая гиря, а на другую поверяемая.

Упрощенная схема компаратора приведена ниже.

где ВУ (вычитающее устройство) — формирует разность входных сигналов (X₁-X₂),

УО (усилитель-ограничитель) — выполняет функции индикатора знака разности

Т.е. выходной сигнал УО равен его положительному напряжению питания (принимаемого за логическую единицу), если разность (X₁-X₂) > 0, и отрицательному напряжению питания (принимаемому за логический нуль), если (X₁-X₂)<0.

3. Измерительный преобразователь (ИП) — электроизмерительное средство для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и сравнения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателя.

В зависимости от вида измеряемых величин ИП делятся на:

·преобразователи электрических величин в электрические (шунты, измерительные трансформаторы, измерительные усилители);

·преобразователи неэлектрических величин в электрические (терморезисторы).

По характеру преобразования различают:

·аналоговые преобразователи — преобразуют одну аналоговую величину в другую аналоговую величину (термопара);

·цифро-аналоговый преобразователь (ЦАИП) — преобразуют числовой код в аналоговую величину;

·аналого-цифровой преобразователь (АЦИП) — преобразует аналоговый измерительный сигнал в цифровой код;

·масштабные преобразователи — изменяют размер величины или измерительного сигнала в заданное число раз;

·датчик — конструктивно обособленный первичный ИП, от которого поступают сигналы измерительной информации.

По месту положения в измеряемой цепи ИП бывают:

·первичные — располагается первым в электрической цепи, на него непосредственно воздействует измеряемая величина,

·промежуточные — располагается после первичного.

II. Комплексные средства измерений

1. Измерительные приборы — это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем.

По назначению измерительные приборы делятся на амперметры, вольтметры, омметры, термометры, гигрометры и т.д.

Обобщенная структурная схема измерительного прибора показана на рисунке. Она состоит из устройства преобразования и отсчетного устройства (шкала+указатель-стрелка).

Классификация измерительных приборов:

Показывающие ИП — отсчитывают показания измеряемой величины. Это наиболее распространённый вид приборов, на них мы остановимся позднее.

Регистрирующие (РИП) — регистрируют показания.

Самопишущие РИП – записывают показания в форме диаграммы; печатающие РИП – имеют печатающее устройство для печати показаний в цифровой форме.

Суммирующие ИП — суммирует несколько величин, подводимых к нему по различным каналам (ваттметр для измерения суммарной мощности нескольких генераторов).

Интегрирующие ИП — значение измеряемой величины определяется путём её интегрирования по другой (счётчик э.э.).

2.Измерительная установка (ИУ) — совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте.

Классификация измерительных установок:

Испытательный стенд — ИУ, предназначенная для испытания каких-либо изделий.

Поверочная установка — ИУ, предназначенная для поверки СИ.

Эталонная установка — ИУ, входящая в состав эталона.

Измерительные машины — большие ИУ, используемые в машиностроении.

3. Измерительная система — это совокупность функционально объединенных средств измерений, вспомогательных устройств и средств вычислительной техники(!), размещенных в разных точках контролируемого пространства, с целью измерения нескольких ФВ, свойственных этому пространству.

Примерами могут служить системы, развернутые на крупных предприятиях и предназначенные для контроля технологического процесса производства какого-либо изделия, например, производства стали, электроэнергии и т.п.

В зависимости от назначения измерительные системы разделяют на: измерительные, контролирующие, управляющие.

4. Измерительно-вычислительный комплекс — функционально объединённая совокупность СИ, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе информационно-измерительной системы конкретной измерительной задачи.

Дата добавления: 2013-12-14