Выполнение работы. Работу следует начинать с классификации средств измерений, после чего по отдельности рассматривают средства измерений в группах однородных СИ
Работу следует начинать с классификации средств измерений, после чего по отдельности рассматривают средства измерений в группах однородных СИ.
Для однозначных мер определяют физическую величину, воспроизводимую мерой, и ее номинальное значение. Для многозначных мер, образованных механическим объединением однозначных мер, определяют число воспроизводимых мерой номинальных значений физической величины и сами номинальные значения. Для штриховых мер указывают диапазон шкалы и цену деления шкалы. Обобщенной характеристикой точности может служить класс или разряд меры, которые указывают в документах на конкретные СИ. Если они неизвестны, в соответствующей клетке таблицы ставят прочерк.
Для сложных средств измерений определяют принцип преобразования, выявляют первичный преобразователь, чувствительный элемент, а также определяют характер изменения выходного сигнала (аналоговый или дискретный), вид выходного сигнала (визуальный, звуковой, не воспринимаемый оператором, др.). При наличии у средства измерений устройства отображения информации определяют его вид (шкала-указатель, цифровое табло, др.).
Например, при использовании электролампы в качестве индикатора наличия в розетке электрического тока можно сказать, что принцип преобразования сигнала измерительной информации – электрический, чувствительные элементы – контактные стержни вилки, характер изменения выходного сигнала – дискретный (горит – не горит), выходной сигнал визуальный, и вид устройства отображения информации – сигнальная лампочка. Если для тех же целей использовать радиоприемник, выходной сигнал будет звуковым (возможно и визуальным), а устройство отображения информации – динамик, а при наличии визуального выходного сигнала – лампочка или светодиод.
При рассмотрении такого автономного первичного измерительного преобразователя, как терморезистор, очевидно, что в этом преобразователе используется термоэлектрический принцип преобразования сигнала измерительной информации, характер изменения выходного сигнала – непрерывный, выходной сигнал выдается в форме, не воспринимаемой оператором, устройство отображения информации отсутствует.
При изучении ряда элементов аналоговых СИ можно обойтись без измерений. Например, не надо измерять температуру тела, чтобы сказать, что медицинский ртутный термометр – измерительный прибор, работающий на использовании принципа объемного расширения жидкости, аналоговый, с диапазоном шкалы (35 – 42) оС и ценой деления 0,1 оС. Шкала одна, прямолинейная равномерная, указателем служит край ртутного столбика. Чувствительный элемент – резервуар термометра, первичный (и единственный) измерительный преобразователь – капиллярная трубка с резервуаром, заполненным расширяющейся жидкостью (ртутью). Подробности конструкции (сужение капилляра, которое препятствует уменьшению показаний и тем самым превращает прибор в максимальный термометр) не очевидны и при общем анализе могут не рассматриваться. Построенная на основе анализа конструкции и работы прибора структурная схема приведена на рисунке 1.3.
 |
Такая структурная схема не вполне типична, поскольку рассматриваемый прибор имеет только один измерительный преобразователь, к тому же один из элементов преобразователя используется в качестве указателя в устройстве отображения измерительной информации. Поскольку другие приборы не так прозрачны, для построения их структурных схем используют кинематические, электрические и другие схемы, и (или) чертежи и описания конструкции и работы прибора. При анализе измерительных приборов и сложных измерительных преобразователей следует помнить, что самый простой преобразователь содержит не менее двух элементов. Например, двуплечий рычаг обязательно имеет шарнир, шток измерительной головки перемещается в направляющих, зубчатое колесо и зубчатый сектор вращаются вокруг своих осей благодаря опорам и т.д. При этом любой из элементов может входить в соседний преобразователь или в устройство отображения измерительной информации. Так стрелка-указатель находится на равноплечем рычаге весов; зубчатый сектор скобы рычажной – не только второе плечо рычага, но и элемент передачи сектор-триб.
Если для анализа СИ и их структурных элементов выполняют измерения выбранных физических величин, основное внимание уделяют не результатам измерений, которые имеют вспомогательный характер, а изучению СИ.