- •Основные понятия и определения метрологии
- •Измерения и их характеристики
- •Основные характеристики измерения.
- •Классификация измерений
- •Виды измерений
- •Метод сравнения с мерой
- •Погрешности измерений
- •Оценивание результатов измерения при многократном измерении
- •Основные характеристики измерительных приборов и преобразователей
- •Погрешности измерительных приборов
- •Номинальная и реальная статическая характеристики измерительных устройств
- •Основная и дополнительная погрешность средств измерения
- •Классы точности средств измерения
- •Единая гос. Система приборов и средств автоматизации епсп
- •Измерение электрических величин
- •Магнитоэлектрические приборы
- •Вольтметры
- •Омметры
- •Логометры
- •Электромагнитные приборы
- •Электрические приборы
- •Ферродинамические приборы
- •Электрические приборы
- •Аналоговые измерительные электрические приборы.
- •Цифровые измерительные электронные приборы.
- •Измерение параметров элементов электрических цепей.
- •Методы измерения.
- •Измерительные мосты постоянного тока.
- •Уравновешенный мост.
- •Неуравновешенный мост.
- •Мосты переменного тока.
- •Резонансный метод измерения индуктивности и емкости.
- •Электрические методы измерения неэлектрических величин.
- •Требования к преобразователям.
- •Параметрические датчики активного сопративления.
- •Тензорезисторы (тензометры).
- •Терморезисторы и уравновешенные, неуравновешенные электроавтоматические мосты и логометры.
- •Реостатные (потенциометрические) датчики.
- •Потенциометры со средней точкой.
- •Индуктивные датчики.
- •Дифференциальная трансформаторная схема прибора(ксд – Компенсационная Схема Диференциальная).
- •Пример (дифференциальный манометр)
- •Магнитоупругие датчики (разновидность индуктивных).
- •Емкостные датчики .
- •Измерение влажности.
- •Магнитно-анизотропные датчики (пресдуктор).
- •Генераторный датчик.
- •Термопары.
- •Автоматическое введение поправки с помощью компенсирующих мостов.
Виды измерений
1. Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (измерение тока, напряжения).
2. Косвенное измерение — измерение при котором искомое значение величины находят на основе известной зависимости между этой величиной и величинами подбираемыми прямыми измерениями.
P = ?; I, U => P=IU
3. Совокупные — производятся одновременно над несколькими одноименными величинами. Искомое значение величины находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях сочетании этих величин. Пример:
4. Совместные измерения – производятся одновременно над двумя или несколькими не одноименными величинами для нахождения зависимости между ними.
5. Метод совпадений, когда разность между измеренной величиной и мерой используют при совпадении отметок шкалы.
6. Метод измерения – метод непосредственной разметки и метод сравнения с мерой.
Мера – средство измерения, служит для воспроизведения одной или нескольких физических величин. Например, гиря меры массы (1 кг).
Метод непосредственной оценки – метод, при котором значение физической величины определяют по значению какого-либо параметра, изменяющемуся в физическом явлении, используемом при измерении.
Ртутный термометр: измерение температуры по расширению ртути.
Метод сравнения с мерой
1. Нулевой метод уравновешивания с мерой – метод, при котором действие измеряемой величины на приборе сравнения уравновешивается действием набора мер.
2. Дифференциальный метод измерения – метод, при котором на измерительном приборе воздействует разность между измеряемой величиной и известной воспроизводимой мерой.
3. Метод замещения – измеряемая величина замещается известной величиной воспроизводимой меры, так чтобы показания приборов были одинаковыми.
Погрешности измерений
Погрешности бывают систематическими и случайными
,
—систематическая погрешность,
—случайная погрешность.
Систематическая погрешность — составная погрешности, значение и знак которой не изменяются при повторных измерениях. Причины – неисправности аппаратуры, неправильная установка, отступление от норм и условий эксплуатации, особенность оператора.
Случайная погрешность – основная погрешность, значение и знак которой могут изменяться при повторных измерениях случайным образом.
Подразделяются на ожидаемая, грубая, пролиж.
1. Ожидаемая – значение ожидается в зависимости от условий измерений.
2. Грубая – погрешность резко отличается от ожидаемой.
3. Пролиж – погрешность, связанная с неправильными случайными действиями оператора.
В практике используют однократные и многократные измерения. Однократные – промышленные, медицинские. Многократные – в исследованиях, контроле качества.
Оценивание результатов измерения при многократном измерении
1. Выполняют n измерений физической величины
2. Среднее арифметическое (мат. ожидание).
.
3. Разность между среднеарифметическим и измеренной величиной: .
4. Среднеквадратическое отклонение:
.
5. Коэффициент Стьюдента .
6. Доверительный интервал .
7. Окончательный результат .
Основные характеристики измерительных приборов и преобразователей
Статическая характеристика (зависимость выходной величины от входной в стационарном режиме).
Функция y = F(x)
1 – пропорциональная; 2 – линейная; 3 – нелинейная, — передаточный коэффициент – чувствительность, т.е. на сколько изменятся показания прибора при изменении входной величины на 1.
Хн – нижний предел; Хв – верхний предел.
Диапазон измерений D = (Xв – Хн); (Ув – Ун).
Цена деления – величина обратная чувствительности (показывает сколько значений входной величины соответствует одному делению шкалы). Для измерительных приборов со шкалой применяют названия:
1 – шкала; 2 – указатель; 3 – оцифрованная отметка шкалы; 4 – отметка шкалы; 5 – деление шкалы (расстояние между двумя соседними отметками шкалы); 6 – диапазон измерений; 7 – диапазон показаний; 8 – начало шкалы; 9 – конец шкалы.
Порог чувствительности – наименьшее значение изменения входной величины, которое можно уверено зафиксировать. Эта величина принимается равной половине деления шкалы.
Динамический диапазон – отношение диапазона измерений к порогу чувствительности.
Динамическая характеристика измерительного преобразования — изменение во времени выходной величины (измеряемой) при ступенчатом (скачкообразном) изменении входной величины.