20

ЗМІСТ

Засоби вимірювальної техніки. Параметри засобів вимірювальної техніки. 3

Засоби вимірювальної техніки 3

Параметри засобів вимірювальної техніки 6

Похибки вимірювань. Характеристика якості вимірювань 7

Державна система промислових приладів і засобів автоматизації 12

Повірка засобів вимірювальної техніки 13

Використання газорідинної хроматографії в екологічних дослідженнях. 15

Засоби вимірювальної техніки. Параметри засобів вимірювальної техніки. Засоби вимірювальної техніки

Дослідження навколишнього середовища, наукові й теоретичні розробки, втілення їх на практиці, організація промислового виробництва у найрізноманітніших галузях тощо вимагають оперування великими обсягами інформа­ції, яку, як правило, отримують за допомогою вимірювань та вимірювального обладнання.

Необхідну точність та достовірність отриманої інфор­мації забезпечує використання комплексу сучасних засо­бів вимірювальної техніки.

Класифікація засобів вимірювальної техніки

Забезпечують реалізацію методики, процедур організа­ції та планування вимірювання засоби вимірювальної тех­ніки (ЗВТ). Вибір засобів вимірювальної техніки (наприклад, вимірювання рН води на рН-метрі або вимірювання температури термометром) зумовлюється завданнями дос­ліджень, отриманою експериментальною інформацією (її кількістю і якістю), властивостями (станом) хімічних інг­редієнтів в об'єктах довкілля і ґрунтується на практичному досвіді. Тому при виборі ЗВТ послуговуються їх класифіка­цією та метрологічними характеристиками.

Засіб вимірювальної техніки (ЗВТ) — технічний засіб, який засто­совується при вимірюваннях і має нормовані метрологічні харак­теристики.

Відповідно до практичних потреб розроблені різні види і модифікації ЗВТ. Принцип їх дії передбачає обов'язкове оперування

Міра — засіб вимірювань у вигляді певного матеріального об'єкта або влаштування, призначеного для відтворення величини одного або кількох розмірів, значення яких відомі з необхідною для вимі­рів точністю (наприклад, кінцеві міри довжини, гирі, вимірювальні колби).

Вимірювальні прилади часто включають міри або гра­дуюються за їх допомогою (шкали можна представити як запам'ятовуючі пристрої).

Для всіх ЗВТ обов'язково встановлюють нормовані метрологічні характеристики, які передбачають регла­ментування умов проведення вимірювання, значень по­хибок, діапазонів вимірювання. Згідно з ДСТУ 2681—94 до ЗВТ належать засоби вимірювань та вимірювальні пристрої.

Засоби вимірювань. До них відносять засоби вимірю­вальної техніки, які реалізують процедуру вимірювання: вимірювальні прилади, реєструвальні прилади, вимірю­вальні системи і установки, кодові засоби вимірювань.

Вимірювальними приладами є засоби вимірювання, в яких створюється візуальний сигнал вимірювальної ін­формації у формі, доступній для безпосереднього сприй­няття спостерігачем. Реєструвальні прилади — це засоби вимірювань, в яких реєструється сигнал вимірювальної ін­формації.

Результати вимірів візуально демонструє лічильне влаштування, яке поділяють на реєструюче, цифрове та обладнане шкалою.

Реєструючі лічильні влаштування обладнують пишу­чим або друкуючим механізмом і стрічкою. Інформацію записує світловий або електронний промінь, переміщення якого залежить від значень вимірюваної величини.

Реєструючі вимірювальні прилади, як правило, вико­ристовують за необхідності спостерігати на стрічці покази фізичних величин, які змінюються у часі (осцилографи, барографи, термографи і т.д.).

Цифрові лічильні влаштування здебільшого бувають ме­ханічні або світлові. Механічні лічильні влаштування вико­ристовують у цифрових лриладах, у яких вимірювану вели­чину вказують за допомогою кутів повороту валів. Світлові табло, як правило, утворює система індикаторних ламп.

Лічильні влаштування зі шкалою містять сукупність відміток і чисел (шкалу), яка відображає низку послідовних значень вимірюваної величини, та покажчик (стрілку, елек­тронний промінь тощо), пов'язаний з рухомою системою приладу. Основними характеристиками шкали є ціна поділ­ки, початкове і кінцеве значення шкали, діапазон показів.

Вимірювальна система охоплює сукупність вимірю­вальних каналів і пристроїв, використовуваних для ство­рення та передавання сигналів інформації про кілька вимі­рюваних фізичних величин. Вимірювальна інформаційна система об'єднує засоби вимірювальної техніки і контролю,

діагностування та інші засоби, що забезпечують створення і передавання сигналів вимірювальної та іншої інформації.

Вимірювальною установкою є сукупність функціо­нально об'єднаних засобів вимірювальної техніки та допо­міжних технічних засобів (стабілізуючих, перемикаючих, регулювальних), призначених для отримання сигналів, придатних для безпосереднього сприймання вимірюваль­ної інформації спостерігачем (наприклад, установка для досліджень феромагнітних матеріалів, установка для пе­ревірки амперметрів тощо).

Вимірювальним каналом називають сукупність засобів вимірювальної техніки, засобів зв'язку та інших техніч­них засобів, призначену для створення сигналів інформа­ції про одну вимірювану фізичну величину.

Кодовим засобом вимірювань, або аналого-цифровим перетворювачем, називають засіб вимірювань, у якому створюється кодовий сигнал вимірювальної інформації.

Вимірювальні пристрої. Вони використовуються для виконання лише однієї із складових процедур вимірювань. До них належать міри (фізичних величин), компатори, ви­мірювальні перетворювачі, обчислювальні компоненти.

Вимірювальний пристрій, що реалізує відтворення та (або) збереження фізичної величини заданого розміру є мі­рою величини, а вимірювальний пристрій, що реалізує по­рівняння однорідних величин, — компатором.

До вимірювальних пристроїв належать вимірювальні перетворювачі — засоби для здобуття вимірювальної ін­формації у формі, придатній для її передавання, подальшо­го перетворення, оброблення та зберігання, але не придат­ній для безпосереднього сприйняття людиною (первинні вимірювальні перетворювачі називають датчиками, сенсо­рами). Обчислювальні компоненти — це засоби для оброб­ки, перетворення вимірювальної інформації у єдиному комплексі вимірювальних пристроїв.

За способом створення показів прилади поділяють на аналогові і цифрові.

Аналоговими приладами є, як правило, стрілочні при­лади з лічильним влаштуванням (складаються зі шкали і укажчика, пов'язаного з рухомою частиною приладу).

Цифрові прилади автоматично виробляють дискретні сигнали стосовно вимірювальної інформації і подають її у цифровій формі. Вони мають деякі переваги: автоматиза­ція процесу виміру; уникнення помилок, зумовлених людським фактором; економія часу; зручне фіксування і друкування результатів; корекція похибок за рахунок ви­користання різних програм; забезпечення контролю у різ­номанітних технологічних процесах і т. д.

За способом визначення вимірюваної величини ЗВТ по­діляють на дві групи: прямої дії та порівняння.

Прилади прямої дії безпосередньо оцінюють значення вимірюваної величини. Такі прилади складаються з кіль­кох елементів, які здійснюють необхідне перетворення значення вимірюваної величини на певний сигнал і, за не­обхідності, посилюють його (вольтметри, амперметри, ма­нометри, термометри).

У приладах порівняння вимірювану величину визнача­ють через порівняння зі значенням відомої. Характерною їх особливістю є те, що похибку виміру приладу зумовлює похибка міри, тобто відомої величини, з якою порівнюють отримані значення.

Кожний із ЗВТ є технічним засобом певної структури і складності. Рівень складності засобів вимірювальної техні­ки визначається характером та кількістю перетворень, необ­хідних для передавання інформативного параметра вхідного сигналу на інформативний параметр вихідного сигналу. Принцип дії, тобто фізичний принцип, покладений в основу побудови ЗВТ, часто відображається у назві засобу вимірю­вань (наприклад, електродинамічний амперметр).

На практиці використовують поєднання засобів вимі­рювальної техніки з допоміжними вимірювальними влаш жуваннями, які становлять сукупність функціонально пов'язаних засобів вимірювальної техніки (мір, приладів), призначених для створення сигналів вимірювальної ін­формації певної форми (вимірювальні комплекси). Ефек­тивно такі комплекси працюють у поєднанні з ЕОМ, забез­печуючи видачу результатів у вигляді таблиць, графіків, математично оброблених результатів тощо.

Іноді виникає необхідність формування з комплексу та­ких засобів вимірювальних систем, які можуть працювати поряд та на значних відстанях від об'єкта виміру (при цьому зв'язок здійснюється різними каналами зв'язку) (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Структура вимірювального приладу:

1. — вимірювальна система, до складу якої входять первинні вимірюваль­ні перетворювачі, міри, компатори, аналогово-цифрові перетворювачі;

2. — пристрій математичного опрацювання вимірювальної інформації;

3. — пристрій передачі та зберігання вимірювальної інформації; 4 — прис­трої відображення вимірювальної інформації (індикація, друк, графіки); 5 — пристрій автоматичного керування роботою вимірювальної інформа­ційної системи

При вимірюванні параметрів об'єктів довкілля вико­ристовується майже весь комплекс різноманітних ЗВТ, зважаючи на складність і різноманітність таких об'єктів, їх змінюваність у просторі та часі.