
- •Э.Г. Миронов Методы и средства измерений
- •Предисловие
- •Основы метрологии
- •1.1. Краткий исторический обзор
- •1.2. Термины и определения
- •1.3. Задачи метрологии
- •1.4. Международная система единиц
- •1.4.1. Общие положения
- •1.4.2. Основные единицы
- •1.4.3. Производные единицы
- •1.4.4. Внесистемные единицы
- •1.4.5. Кратные и дольные единицы
- •1.4.6. Единицы количества информации
- •1.4.7. Достоинства Международной системы единиц
- •2. Основы теории погрешностей
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Нормальный закон распределения
- •2.3. Распределение Стьюдента
- •2.4. Распределение 2
- •2.5. Классификация погрешностей
- •2.6. Количественные характеристики погрешностей
- •3. Характеристики средств измерений
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Статические характеристики
- •3.3. Динамические характеристики
- •3.4. Универсальные характеристики
- •3.5. Характеристики погрешностей
- •3.6. Классы точности
- •4. Статические погрешности средств измерений
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Выявление промахов
- •4.3. Систематические погрешности
- •4.4. Случайные погрешности
- •4.5. Суммарные погрешности
- •4.6. Правила округления
- •4.7. Пример расчета
- •5. Доверительные интервалы и погрешности погрешностей
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Погрешность арифметического среднего
- •5.3. Погрешность систематической погрешности
- •5.4. Погрешность среднего квадратического отклонения
- •5.5. Необходимое число измерений
- •5.6. Пример расчета
- •6. Динамические погрешности средств измерений
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Передаточные функции
- •6.3. Частотные характеристики
- •6.4. Пример расчета
- •Определение параметров передаточной функции
- •Определение амплитудно- и фазово-частотных характеристик
- •Определение погрешности
- •7. Погрешности результатов измерений
- •7.1. Погрешности прямых многократных измерений
- •7.1.1. Порядок оценки
- •7.1.2. Пример расчёта
- •7.2. Погрешности прямых однократных измерений
- •7.2.1. Порядок оценки
- •7.2.2. Примеры расчёта
- •7.3. Погрешности косвенных измерений
- •7.3.1. Порядок оценки погрешностей классическим методом
- •7.3.2. Порядок оценки погрешностей по ми 2083-90
- •7.3.3. Примеры расчёта
- •7.4. Неопределенности измерений
- •Неопределенности типа a
- •Неопределенности типа b
- •8. Измерения физических величин
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Датчики
- •8.3. Измерительные схемы
- •8.4. Средства измерения электрических величин
- •9. Построение и применение датчиков
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Классификация датчиков
- •9.3. Параметрические датчики
- •9.3.1. Реостатные датчики
- •9.3.2. Датчики контактного сопротивления
- •9.3.3. Тензорезисторные датчики
- •9.3.4. Фоторезисторные датчики
- •9.3.5. Терморезисторные датчики
- •9.3.6. Индуктивные датчики
- •9.3.7. Емкостные датчики
- •9.4. Генераторные датчики
- •9.4.1. Термоэлектрические датчики
- •9.4.2. Пьезоэлектрические датчики
- •9.4.3. Индукционные датчики
- •9.4.4. Датчики Холла
- •9.4.5. Трансформаторные датчики
- •9.5. Тенденции развития датчикостроения
- •10. Динамика термочувствительных датчиков
- •10.1. Исходные данные
- •10.2. Скачкообразное изменение температуры
- •10.3. Линейное изменение температуры
- •11. Мостовые измерительные схемы
- •11.1. Общие положения
- •11.2. Основные соотношения при исследовании чувствительности
- •11.3. Основные соотношения при исследовании линейности
- •12. Неравновесные токовые мостовые измерительные схемы
- •12.1. Чувствительность токовых мостовых схем
- •12.1.1. Общие положения
- •12.1.2. Основные соотношения
- •12.1.3. Выводы и рекомендации
- •12.2. Линейность токовых мостовых схем
- •12.2.1. Общие положения
- •12.2.2. Основные соотношения Схемы с одним датчиком
- •Схемы с двумя датчиками
- •Схемы с тремя датчиками
- •Схемы с четырьмя датчиками
- •12.2.3. Выводы и рекомендации
- •13. Неравновесные потенциальные мостовые схемы
- •13.1. Чувствительность потенциальных мостовых схем
- •13.1.1. Общие положения
- •13.1.2. Основные соотношения
- •13.2. Линейность потенциальных мостовых схем
- •13.2.1. Общие положения
- •13.2.2. Основные соотношения
- •Схемы с одним датчиком
- •Схемы с двумя датчиками
- •Схемы с тремя датчиками
- •Схемы с четырьмя датчиками
- •13.2.3. Выводы и рекомендации
- •14. Равновесные мостовые схемы
- •14.1. Общие положения
- •14.2. Датчик в первом плече
- •14.3. Датчик во втором плече
- •14.4. Датчик в третьем плече
- •14.5. Датчик в четвертом плече
- •14.6. Примеры расчета равновесных схем
- •15. Мостовые схемы переменного тока
- •15.1. Общие положения
- •15.2. Измерения параметров катушек индуктивности
- •15.3. Измерение параметров конденсаторов
- •15.4. Шестиплечие мостовые схемы
- •15.5. Трансформаторные мостовые схемы
- •15.6. Выводы и рекомендации
- •16. Примеры использования равновесных мостовых измерительных схем
- •16.1. Двух – и трёхпроводные схемы включения датчиков
- •16.2. Автоматические мостовые схемы
- •17. Аналоговые электромеханические приборы
- •17.1. Общие положения
- •17.2. Магнитоэлектрические приборы
- •17.3. Электромагнитные приборы
- •17.4. Электродинамические приборы
- •17.5. Электростатические приборы
- •17.6. Индукционные приборы
- •17.7. Логометры
- •18. Приборы сравнения
- •18.1. Общие положения
- •18.2. Компенсаторы постоянного тока с ручным управлением
- •18.3. Автоматические компенсаторы постоянного тока
- •18.4. Полярно-координатные компенсаторы переменного тока
- •18.5. Прямоугольно-координатные компенсаторы переменноготока
- •19. Аналоговые электронные приборы
- •19.1. Общие положения
- •19.2. Вольтметры средних значений
- •19.3. Вольтметры амплитудных значений
- •19.4. Конденсаторные частотомеры
- •19.5. Омметры
- •20. Цифровые измерительные приборы
- •20.1. Общие положения
- •20.2. Электромеханические цифровые приборы
- •20.3. Электронные цифровые приборы
- •20.3.1. Времяимпульсные вольтметры
- •20.3.2. Уравновешивающие вольтметры
- •20.3.3. Электронно-счетные частотомеры
- •20.3.4. Измерители временных интервалов
- •20.3.5. Измерители разности фаз
- •20.4. Мультиметры
- •21. Измерительно-компьютерные системы
- •22. Измерение электрических токов
- •22.1. Общие положения
- •22.2. Измерение постоянного тока
- •22.3. Измерение переменного тока
- •23. Измерение электрических напряжений
- •23.1. Общие положения
- •23.2. Измерение постоянного напряжения
- •23.3. Измерение переменного напряжения
- •24. Измерение электрических сопротивлений
- •24.1. Общие положения
- •24.2. Измерение малых сопротивлений
- •Метод вольтметра и амперметра
- •Метод сравнения
- •Мостовые методы
- •24.3. Измерение средних сопротивлений
- •Метод одного амперметра
- •Метод одного вольтметра
- •Метод замещения
- •24.4. Измерение больших сопротивлений
- •Измерение объемных сопротивлений
- •Измерение поверхностных сопротивлений
- •25. Измерение температуры
- •25.1. Общие положения
- •25.2. Термометры
- •Жидкостные термометры
- •Манометрические термометры
- •Дилатометрические термометры
- •Биметаллические термометры
- •25.3. Пирометры
- •Оптические пирометры
- •Радиационные пирометры суммарного излучения
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Статистические таблицы
- •Интеграл вероятности
- •Значения коэффициентов Стьюдента t в зависимости от доверительной вероятности p и числа измерений n
- •Значения коэффициентов wt в зависимости от числа измерений n
- •Значения квантилей нормального распределения к в зависимости
- •Необходимое число измерений для получения отношения c доверительной вероятностью р
- •Приложение 2 Критерий согласия по гост 8.508 – 84 п. 2.1. Общие положения
- •Приложение 3 Характеристики датчиков
- •Реостатные датчики угла поворота [37]
- •Термоэлектрические датчики (термопары (тп)) [59]
- •Индукционные датчики частоты вращения [38]
- •Фотоэлектрический датчик частоты вращения [37]
- •Магнитоупругий датчик момента вращения [37]
- •Приложение 4 Условные обозначения на шкалах и корпусах приборов
- •Продолжение прил. 4
- •Продолжение прил. 4
- •Приложение 5 Характеристики электроизмерительных приборов
- •Основные технические характеристики универсальных вольтметров
- •Приложение 6
- •Приложение 7
- •Приложение 8 Классификация электронных электроизмерительных приборов и система их обозначения
- •Приложение 9 Технические характеристики стандартных измерительных шунтов
- •Приложение 10 Технические характеристики устройства типа и58м
- •Приложение 11
- •Приложение 12
- •Приложение 13
- •Приложение 14 Визуальный оптический пирометр «Проминь»
- •Приложение 15 Телескоп пирометра суммарного излучения типа пирс-019 с усилителем
- •Оглавление
- •Миронов Эдуард Георгиевич
- •620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
1.4.3. Производные единицы
Примеры производных единиц СИ, образованных с использованием основных единиц СИ, приведены в табл. 1.2. Примеры производных единиц СИ, имеющих специальное название, приведены в табл. 1.3 и 1.4.
Таблица 1.2
Примеры производных единиц СИ, наименования которых образованы из наименований основных единиц
№ п/п |
Измеряемая величина |
Единица |
||
Наименование |
Обозначение |
|||
международное |
русское |
|||
1 |
Площадь |
квадратный метр |
m2 |
м2 |
2 |
Скорость |
метр в секунду |
m/s |
м/с |
3 |
Ускорение |
метр на секунду в квадрате |
m/s2 |
м/с2 |
4 |
Плотность |
килограмм на кубический метр |
kg/m3 |
кг/м3 |
5 |
Плотность электрического тока |
ампер на квадратный метр |
A/m2 |
А/м2 |
6 |
Напряженность магнитного поля |
ампер на метр |
A/m |
А/м |
7 |
Молярная концентрация компонента |
моль на кубический метр |
mol/m3 |
моль/м3 |
8 |
Яркость |
кандела на квадратный метр |
cd/m2 |
кд/м2 |
Таблица 1.3
Примеры производных единиц СИ, имеющих специальные наименования
№ п/п |
Измеряемая величина |
Единица |
Выражение через основные единицы СИ |
||
Наименование |
Обозначение |
||||
международное |
Русское |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
Частота |
герц |
Hz |
Гц |
s-1 |
Окончание табл. 1.3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
2 |
Сила, вес |
ньютон |
N |
Н |
m∙kg∙s2 |
3 |
Давление |
паскаль |
Pa |
Па |
m-1∙kg∙s2 |
4 |
Количество электричества |
кулон |
C |
Кл |
s∙A |
5 |
Электрическое напряжение |
вольт |
V |
В |
m2∙kg∙s-3∙A-1 |
6 |
Электрическая емкость |
фарад |
F |
Ф |
m-2∙kg-1∙s4∙A2 |
7 |
Электрическое сопротивление |
ом |
Ω |
Ом |
m2∙kg∙s-3∙A-2 |
8 |
Индуктивность |
генри |
H |
Гн |
m2∙kg∙s-2∙A-2 |
9 |
Плоский угол |
радиан |
rad |
pад |
m∙m-1=1 |
10 |
Телесный угол |
стерадиан |
sr |
cр |
m2∙m-2=1 |
Таблица 1.4
Примеры производных единиц СИ, наименования которых образованы с использованием наименований, приведенных в табл. 1.3
№ п/п |
Измеряемая величина |
Единица |
Выражение через основные единицы СИ |
||
Наименование |
Обозначение |
||||
международное |
русское |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
Момент силы |
ньютон-метр |
N∙m |
Н∙м |
m2∙kg∙s-2 |
2 |
Динамическая вязкость |
паскаль-секунда |
Pa∙s |
Па∙с |
m-1∙kg∙s-1
|
3 |
Плотность заряда (пространственная) |
кулон на кубический метр |
C/m3 |
Кл/м3 |
m-3∙s∙A |
4 |
Электрическое смещение |
кулон на ква-дратный метр |
C/m2 |
Кл/м2 |
m-2∙s∙A |
Окончание табл. 1.4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
5 |
Напряженность электрического поля |
вольт на метр |
V/m |
В/м |
m∙kg∙s-3∙A-1 |
6 |
Диэлектрическая проницаемость |
фарад на метр |
F/m |
Ф/м |
m-3∙kg-1∙s4∙A-2 |
7 |
Магнитная проницаемость |
генри на метр |
H/m |
Гн/м |
m∙kg∙s-2∙A-2 |