Тема 4. Технические средства измерений

Технические средства измерений – это совокупность технических средств, предназначенных для измерений, воспроизводящих и (или) хранящих единицу или шкалу физической величины и имеющих нормированные метрологические характеристики, позволяющие судить о точности результатов измерений. По назначению средства измерений разделяют на:

1. меры;

2. измерительные преобразователи;

3. измерительные приборы;

4. измерительные устройства;

5. измерительные комплексы.

Мера – это средство измерения, предназначенное для воспроизведения одной физической величины (параметра). При использовании меры пользуются понятием номинального и действительного значения мер. Номинальное значение меры указывается на ней, а действительное значение указывается в паспорте как результат использования высокоточного средства измерения. Разность между ними – погрешность меры.

Меры разделяют на:

а) однозначные меры, например, гиря;

б) многозначные меры. Они воспроизводят ряд одноименных величин различного размера. Это измерительный инструмент: линейка, угольник;

в) набор мер – комплект мер, применяемых как в отдельности, так и в различных сочетаниях с целью воспроизведения одноименных физических величин различного размера, например, набор разновесов;

г) магазин мер – это комплекс одноименных мер, конструктивно объединенных в единое устройство, имеющего возможность для их соединения в различных сочетаниях, например, магазин сопротивлений;

Особую группу технических средств измерений представляют специальные меры. К ним относят бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для сравнения с ними размеров и формы поверхностей детали или соединений и определения их соответствия (несоответствия) допустимым значениям. Специальные меры разделяют на калибры (скобы и пробки), шаблоны, щупы. Калибры разделяют на нормальные (воспроизводят номинальные размеры и форму) и предельные (воспроизводят размеры, соответствующие верхнему и нижнему пределам допуска на контролируемый параметр). Скобы используются для контроля размеров валов, пробки для контроля размеров отверстий, шаблоны для контроля изделий сложной формы, щупы для контроля зазоров. Специальные меры просты по конструкции, экономичны и характеризуются высокой производительностью измерений в массовом производстве.

Измерительные преобразователи – средства измерений, предназначенные для преобразования измеряемой величины, неподдающейся непосредственному восприятию в форму, удобную для регистрации, передачи и обработки. По назначению и функциям преобразователи разделяют на:

а) первичный преобразователь – это преобразователь, стоящий первым в измерительный цепи, например, термопарный преобразователь (термопара);

б) промежуточный преобразователь – это преобразователь, занимающий место после первичного и использующийся как усилитель, например, трансформатор напряжения;

в) передающий преобразователь – это преобразователь, предназначеный для дистанционной передачи сигнала на расстояние (например, видикон, использующийся как преобразователь светового изображения объекта в электронное);

г) масштабный преобразователь – это преобразователь, изменяющий измеряемую физическую величину в заданное число раз, например, шунт в цепях постоянного тока.

Современные электрические методы измерений дают возможность измерить практически любую физическую величину, преобразовав ее в электрический сигнал. Такие измерительные преобразователи называют датчиками (датчики температуры, перемещений, давлений и др.). Датчики по способу передачи сигнала разделяют на контактные, например, термопара, и бесконтактные, например, пирометр. Датчики используют для регистрации, передачи, обработки сигнала, а также для воздействия на управляемые процессы.

Измерительные приборы – средства измерений, предназначенные для получения измерительной информации в форме, удобной для восприятия ее оператором. Приборы классифицируют по различным признакам.