8. Системы физических величин

Между ФВ существуют связи и зависимости, выражаемые математическими соотношениями и формулами

x = ka^αb^βc^γ (1) уравнение связи между ФВ

k – коэффициент пропорциональности

α, β, γ – показатели степени

Обычно k = 1 и x = a^αb^βc^γ (2)

Если произвольно выбрать несколько ФВ, условно приняв их независимыми друг от друга и других ФВ, то все остальные ФВ могут быть выражены через них.

При этом величины, выбранные произвольно и величины, выраженные через них, образуют совокупность связанных между собой величин и систем.

Совокупность ФВ, связанных между собой зависимостями, называется системой ФВ.

ФВ, входящие в систему и условно принятые независимыми, называются основными, а определяемые через них – производными.

Система СИ (SI)

основные	ФВ	единица	Обознач.
	длина	метр	м
	время	секунда	с
	масса	килограмм	кг
	сила тока	Ампер	А
	термодинам. температура	Кельвин	К
	количество вещества	моль	моль
	сила света	кандела	кд
Дополнит.	плоский угол	радиан	рад
	телесный угол	стерадиан	ср

7. Методы измерений

– метод непосредственной оценки;

– сравнение с мерой.

1. При методе непосредственной оценки значение ФВ определяется прямо (непосредственно) по отчетному устройству средства измерения.

ИЦ – измерительная цепь

ОУ – отчетное устройство данного средства

Мера в данном методе отсутствует (недостаток)

2. Наиболее точным является метод сравнения с мерой. При сравнении с мерой изменяющуюся величину сравнивают с ФВ воспроизводимой мерой. Данный метод имеет следующие разновидности: противопоставления, дифференциальный, нулевой, замещения, совпадения.

а) противопоставления – измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на отчетное устройство измерительного прибора, с помощью которого устанавливается соотношение между ними.

М – мера, М = const

К = х / М

х = КМ

б) дифференциальный (разностный) – ОУ измеряет разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой.

ЭС – элемент сравнения (сумматор)

а = х – М, М = const

х = М + а

Тонность метода тем выше, чем меньше разность а.

в) нулевой – измеряемая величина уравновешивается мерой.

х – М = 0, М = var

х = М

НИ – нуль-индикатор

Структурная схема с ручным уравновешиванием

В системах автоматизации этот процесс автоматизирован (осуществляется аавтоматическое уравновешивание). В этом случае функцию НИ выполняет усилитель, а функции оператора выполняет исполнительное устройство.

У – усилитель

ИМ – исполняющий механизм

М = var

х = М

г) замещения – измеряемая величина замещается известной, воспроизводимой мерой.

М = var

а = х – М, а = 0, х = М

1) I₁ = E / R_x

2) I₂ = E / R_M

R_M = var, I₂ = I₁, R_x = R_M

д) совпадения – используется совпадение отметок шкал или периодических сигналов измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой.