Средства измерений и их характеристики

Средство измерения (СИ) – это техническое средство или совокупностьсредств, применяющееся для осуществления измерений и обладающее нормированными метрологическими характеристиками. При помощи средств измерения физическая величина может быть не только обнаружена, но и измерена.

Средства технических измерений делят на три группы: меры, калибры и универсальные средства измерения, к которым относятся измерительные приборы, контрольно-измерительные приборы (КИП) и системы.

1. Мера – такое средство измерений, которое предназначается для воспроизведения физической величины положенного размера. К мерам относятся: плоско-параллельные меры длины (плитка) и угловые меры;

2. Калибры представляют собой некие устройства, предназначение которых заключается в использовании для контролирования и поиска в нужных границах размеров, взаиморасположения поверхностей и формы деталей. Они подразделяются на: гладкие предельные калибры (скобы и пробки), а также резьбовые калибры, к которым относятся резьбовые кольца или скобы, резьбовые пробки и т.п.;

3. Измерительный прибор, представленный в виде устройства, вырабатывающего сигнал измерительной информации в форме понятной для восприятия наблюдателей;

4. Измерительная система, понимаемая как некая совокупность средств измерений и неких вспомогательных устройств, которые соединяются между собой каналами связи. Она предназначена для производства сигналов информации измерений в форме, которая подходит для автоматической обработки, трансляции и применения в автоматических системах управления;

5. Универсальные средства измерения, назначение которых заключается в использовании для определения действительных размеров. Они характеризуются назначением, принципом действия, т.е. физическим принципом, положенным в основу его построения, особенностям конструкции и метрологическим характеристикам.

При контрольном измерении угловых и линейных показателей применяют прямые измерения. Среди прямых методов измерений выделяют:

1) метод непосредственной оценки это метод, при котором значение величины определяют по отсчетному устройству измерительного прибора;

2) метод сравнения с мерой это метод, при котором данную величину возможно сравнивать с величиной, воспроизводимой мерой;

3) метод дополнения это метод, при котором значение полученной величины дополняется мерой этой же величины с тем, чтобы на используемый прибор для сравнения действовала их сумма равная заранее заданному значению;

4) дифференциальный метод это метод, который характеризуется измерением разности между данной величиной и известной величиной воспроизводимой мерой;

5) нулевой метод это метод, который аналогичен дифференциальному, но разность между данной величиной и мерой сводится к нулю;

6) метод замещения это метод, в котором измеряемую величину заменяют известной величиной, которая воспроизводится мерой.

Классификация средств измерения

Средства измерения классифицируются по следующим критериям:

1) по способам конструктивной реализации;

2) по метрологическому предназначению.

По способам конструктивной реализации средства измерения делятся на:

1) меры величины;

2) измерительные преобразователи;

3) измерительные приборы;

4) измерительные установки;

5) измерительные системы.

Меры величины – это средства измерения определенного фиксированного размера, многократно используемые для измерения. Выделяют:

1) однозначные меры;

2) многозначные меры;

3) наборы мер.

Некоторое количество мер, представляющее собой единое устройство, в рамках которого возможно по-разному комбинировать имеющиеся меры наз. магазином мер.

К однозначным мерам принадлежат стандартные образцы (СО). Различают два вида стандартных образцов:

1) стандартные образцы состава;

2) стандартные образцы свойств.

Стандартный образец состава или материала – это образец с фиксированными значениями величин, количественно отражающих содержание в веществе или материале всех составных частей.

Каждый стандартный образец в обязательном порядке должен пройти метрологическую аттестацию в органах метрологической службы, прежде чем начнет использоваться.

Стандартные образцы могут применяться на разных уровнях и в разных сферах. Выделяют:

1) межгосударственные СО;

2) государственные СО;

3) отраслевые СО;

4) СО организации (предприятия).

Измерительные преобразователи (ИП) – это средства измерения, выражающие измеряемую величину через другую величину или преобразующие ее в сигнал измерительной информации, который можно обрабатывать, преобразовывать и хранить. Т.к. ИП могут преобразовывать измеряемую величину по-разному, то выделяют:

1) аналоговые преобразователи (АП);

2) цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП);

3) аналого-цифровые преобразователи (АЦП).

Измерительные преобразователи могут занимать различные позиции в цепи измерения. Выделяют:

1) первичные ИП, которые непосредственно контактируют с объектом измерения;

2) промежуточные ИП, которые располагаются после первичных преобразователей.

Первичный ИП технически обособлен, от него поступают в измерительную цепь сигналы, содержащие информацию. Первичный ИП является датчиком. Конструктивно датчик может быть расположен довольно далеко от следующего от промежуточного средства измерения, которое должно принимать его сигналы.

Обязательными свойствами ИП являются нормированные метрологические свойства вхождения в цепь измерения.

Измерительный прибор – это средство измерения, посредством которого получается значение физической величины, принадлежащее фиксированному диапазону. Конструктивно прибор содержит устройство, преобразующее измеряемую величину с ее индикациями в оптимально удобную для понимания форму. Для вывода информации в конструкции прибора используются шкала со стрелкой или цифровой указатель, с помощью которых осуществляется регистрация значения измеряемой величины. Иногда измерительный прибор синхронизируют с компьютером, и тогда вывод измерительной информации производится на дисплей.

В соответствии с методом определения значения измеряемой величины выделяют:

1) измерительные приборы прямого действия;

2) измерительные приборы сравнения.

Измерительный прибор прямого действия – это приборы, посредством которых получают значение измеряемой величины непосредственно на отсчетном устройстве.

Измерительный прибор сравнения – это прибор, посредством которого значение измеряемой величины получают с помощью сравнения с известной величиной, соответствующей ее мере.

Т.к. измерительные приборы могут осуществлять индикацию измеряемой величины по-разному, то выделяют:

1) показывающие измерительные приборы;

2) регистрирующие измерительные приборы.

Отсчетное устройство – конструктивно обособленная часть средства измерений, которая предназначена для отсчета показаний.

Отсчетные устройства делятся на:

1) шкальные отсчетные устройства;

2) цифровые отсчетные устройства;

3) регистрирующие отсчетные устройства.

Шкальные отсчетные устройства состоят из шкалы и указателя.

Шкала – это система отметок и соответствующих им последовательных числовых значений измеряемой величины.

Главные характеристики шкалы:

1) количество делений на шкале;

2) длина деления;

3) цена деления;

4) диапазон показаний;

5) диапазон измерений;

6) пределы измерений.

Деление шкалы – это расстояние от одной отметки шкалы до соседней отметки.

Длина деления – это расстояние от одной осевой до следующей по воображаемой линии, которая проходит через центры самых маленьких отметок данной шкалы.

Цена деления шкалы – это разность между значениями двух соседних значений на данной шкале.

Диапазон показаний шкалы – это область значений шкалы, нижней границей которой является начальное данной шкалы, а верхней – конечное значение данной шкалы.

Диапазон измерений – это область значений величины, в пределах которой установлена нормированная предельная допустимая погрешность.

Пределы измерений – это минимальное и максимальное значение диапазона измерений.

Практически равномерная шкала – это шкала, у которой цены делений разнятся не больше чем на 13% и которая обладает фиксированной ценой деления.

Существенно неравномерная шкала – это шкала, у которой деления сужаются и для делений которой значение выходного сигнала является половиной суммы пределов диапазона измерений.

Выделяют следующие виды шкал измерительных приборов:

1) односторонняя шкала;

2) двусторонняя шкала;

3) симметричная шкала;

4) без нулевая шкала.

Односторонняя шкала – это шкала, у которой ноль расположен в начале.

Двусторонняя шкала – это шкала, у которой ноль располагается не в начале шкалы.

Симметричная шкала – это шкала, у которой ноль располагается в центре.

Измерительная установка – это средство измерения, представляющая собой комплекс мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, используемые для измерения фиксированного количества физических величин и собранные в одном месте. Если измерительная установка используется для испытаний изделий, то она является испытательным стендом.

Измерительная система – это средство измерения, представляющее собой объединение мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, находящихся в разных частях определенного пространства и предназначенных для измерения определенного числа физических величин в данном пространстве.

По метрологическому предназначению средства измерения делятся на:

1) рабочие средства измерения;

2) эталоны.

Рабочие средства измерения (РСИ) – это средства измерения, используемые для осуществления технических измерений. Рабочие средства измерения могут использоваться в разных условиях. Выделяют:

1) лабораторные средства измерения, которые применяются при проведении научных исследований;

2) производственные средства измерения, которые применяются при осуществлении контроля над протеканием различных технологических процессов и качеством продукции;

3) полевые средства измерения, которые применяются в процессе эксплуатации самолетов, автомобилей и др. технических устройств.

К каждому отдельному виду РСИ предъявляются определенные требования: к лабораторным РСИ - высокая степень точности и чувствительности; к производственным РСИ - высокая степень устойчивости к вибрациям, ударам, перепадам температуры; к полевым РСИ - устойчивость и исправная работа в различных температурных условиях и устойчивость к высокому уровню влажности.

Эталоны – это средства измерения с высокой степени точности, применяющиеся в метрологических исследованиях для передачи сведений о размере единицы. Сведения о размере единицы передаются во время проверки средств измерения. Проверка средств измерения осуществляется с целью их пригодности.

Дата добавления: 2014-01-06