Измерительные принадлежности
1)Меры – средства измерений предназначенная для хранения или воспроизведения одного или нескольких заданных размеров. Значение, которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Однозначные меры воспроизводят одно значение одной физической величины (гиря). Многозначные меры воспроизводят ряд значений одной физической величины (миллиметровая линейка). Набор мер это комплект однозначных мер разного размера, предназначенных для применения в различных сочетаниях. Магазин мер это набор мер конструктивно объединенных в единое устройство, в которых предусмотрена ручное или автоматическое соединение необходимых комбинациях (магазин электрических сопротивлений).
2)преобразователь – это техническое средство служащие для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобное для обработки, хранения преобразования или передачи. Основная метрологическая характеристика преобразователя, это функция преобразования, соотношение между входной или выходной величиной. Первичные преобразователи служат для непосредственного восприятия измеряемой величины (обычно не электрической), и преобразования её в другую величину (электрическую). ПП конструктивно оформлен, как обусловленное средство измерений, без шкалы называется датчиком. Масштабные преобразователи служат для уменьшения или усиления измеряемого сигнала (трансформаторы, усилители). Промежуточные преобразователи в измерительной цепи располагаются между ПИП и измерительным прибором. И по характеру делятся на АЦП и ЦАП.
3)измерительные приборы (вторичный прибор) служат для отображения измерительной информации, средство измерений предназначенный для получений значений измеряемой величины в установленным диапазоне. Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве имеющим соответствующую градуировку единицы этой величины (термометр, манометр). Приборы сравнения предназначены для сравнения измеряемой величины с величинами воспроизводимыми мерами (пирометр, весы). По способу отчета показаний показывающие (аналоговые и цифровые) и регистрирующие. В самопишущих приборах результаты отображаются в виде графиков и диаграмм, а в печатающих в числовой форме.
Измерительная система – это совокупность функционально объединенных мер, приборов, преобразователей, ЭВМ и других технических средств, расположенных в разных точках объекта контроля, предназначена для измерения одной или нескольких ФВ и выработке различных измерительных сигналов.
Современные измерительные системы, как правило, являются автоматизированными.
Измерительная принадлежности– вспомогательное средство измерений применяются для вычисления поправок результатом измерений, если требуется высокая степень точности (термометр при строго регламентируемой температуре).
Методы измерений
Метод измерения – это прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с её единицей.
Классификация
1)в зависимости от измерительных средств
-инструментальный
-экспертный
-эвристический
-органолептический
2)по способу получения измеряемой величины
-непосредственной оценки
-сравнения с мерой (дифференциальный, нулевой, замещения, совпадения)
1)инструментальный метод основан на использование специальных технических средств.
Экспертный метод основан на использование данных нескольких специалистов, применяется в спорте, искусстве и медицине.
Эвристический метод основан на интуиции человека.
Органолептический метод основан на использование органов чувств человека.
2)непосредственная оценка состоит в том, что о значения измеряемой величины судят по показаниям одного (прямых) или нескольких (косвенных) средств измерений. Этот метод реализует большинство средств измерений (амперметр).
Метод сравнения с мерой отличительной особенностью является наличие меры.
Практика
/\x=x-xn
&x=/\x/x*100%
Vx=/\x/xn*100%
Xn=|xmax-xmin|
Класс точности:
1)к.т=k=>|Vx|<=k,%
Задача1
1 термометр к.т=0,2 Диапазон 0…200С
2 термометр к.т=0.2/0.1 диапазон 0…400С
T=70C
Найти &T1, &T2
Задача 2
Амперметр
К.т 0.1/0.05
Диапазон
(0…10)мкА
(0…10)мА
(0…100)мА
(0…1)А
1=5мА
2=20мА
&1,&2
|vI|=c+d(Ik/I-1)
|I1|=0.1+0.005*(10/5-1)=0.15%
|I2|=0.1+0,005*(100/20-1)=0.3%
Задача 3
Амперметр
К.т=2.0
Шкала
(0…50)А
| I,A | /\I,A | &I,% | VI,% |
| 1A | Беск. 2,5 | 2% |
/\I=f(I)
VI=f(I)
&I=f(I)
VI=2%
/\I=VI*In/100%=2*50/100=1A
&I=/\I/I*100%
Задача 4
Омметр
К.т=1/0.5
Шкала
(0…1000)Ом
R,O /\R,Om &R,%
0 5 беск.
100 5.5 5,5
200 6 3
400 7 1,75
500 7.5 1,5
600 8 1,33
800 9 1,125
1000 10 1
&R=c+d(Rk/k-1)=1+0.5(1000/R-1)
/\R=&R*R/100%
/\R(0)=беск.*0/100%
0.5%от1000
Первичный эталон пример государственной поверочной схемы
Вторичный эталон
Рабочий эталон 1-ого разряда
Рабочий эталон 2-ого разряда рабочий СИ высшей точности
Рабочий эталон 3-его разряда рабочий СИ высокой точности
Рабочий эталон 4-ого разряда рабочий СИ повышенной точности
Рабочий эталон 5-ого разряда рабочий СИ нормальной точности
Технические СИ
Характеристики СИ
1)статическая
x=const, y=const
зависимость входной величины y от входной х установившейся в режиме, выраженная графически таблично и аналитически.
Порядок получения статической характеристики:
1)на вход прибора подают постоянное значение х0=const. (рис. a)
2)дожидаются установившегося режима работы прибора (х=const, y=const) (рис. б)
3)х0=const, y0=const заносят в таблицу
4)повторяют необходимое количество раз пункт 1.3 подавая на вход различные значения х.
В результате получают табличное выражение статической характеристики, по данным таблицам строят статическую характеристику в виде графической зависимости (рис. в), функция y=f(x) это аналитическое выражение статической характеристики.
Для приборов желательно является линейная статическая характеристика.
2)чувствительность «S» - это предел отношения приращения выходного сигнала к приращению входного сигнала.
S=/\y//\x (/\x->0)
3)порок чувствительности (/\x) – это минимальное изменение входного сигнала которое может быть зафиксировано приборов без применения дополнительных физических средств.
Причина существования порока чувствительности существования является гистерезис.
4)цена деления «С» - это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы прибора.
С=1/S=/\x//\y
5)время установления показаний (успокоения) – это время за которое амплитуда колебания в стрелке прибора станет меньше его абсолютной погрешности. Для аналоговых приборов.
6)быстродействие «В»– это время затраченное на одно измерение.
Для аналоговых приборов быстродействие это время установления показаний.
Для цифровых приборов n//\t число измерений за определенное время (1…104)
7)надежность – это способность прибора сохранять эксплуатационный параметр в течение заданного времени.
Погрешности измерений
Хи-истинное значение измеряемой величины, значение идеальным образом отражающее свойство объекта, как в количественном так и в качественном отношение.
На практике всегда неизвестно.
Хд-действительное значение измеряемой величины. Найдено экспериментально при помощи рабочих эталонов. И на столько приближающейся к Хи что может быть использовано вместо него.
Х- результат измерений. Приближенное значение Хи найденное с помощью рабочего средства измерения.
1)по способу измерения
-абсолютная /\x
-относительная &x
-приведенная Vx
2)вариация
-абсолютная э
-относительная &э
-приведенная Vэ
3)по характеру проявления
-систематическая
-случайная
-грубая (промах)
4)по причине возникновения
-инструментальная
-методическая
-субъективная (личная)
5)по влиянию внешних условий
-основная
- дополнительная
6) по характеру изменения погрешности при изменений измеряемой величины
-аддитивная
-мультипликативная
Вариация
Абсолютная вариация – это разность между показаниями приборов при многократных повторных измерениях одной и той же величины. На практике определяют как x прямой ход – х обратный ход
Относительная вариация – э/Х*100%
Приведенная вариация – э/Хn*100%
К.т=0,5 U=(0…25)B
К.т=1.0 U=(0…15)B
К.т=1.5 U=(0…7.5)B
К.т=1.0 U=(0…10)B
U=8B
&U-?
&U=/\U/U*100%
/\U=k.t*Un/100%
/\U1=0.5*25/100=0.125B
&U(0.5)=0.125/8*100=1.56%
/\U2=1*15/100=0.15B
&U(1.0)=0.15*8/100%=1.87%
/\U4=1*10/100=0.1B
&U(1.0)=0.1*8/100=1.25%