4. Средства измерений
4.1. Классификация средств измерений.
Средства измерений - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины.
По метрологическому назначению различают рабочие и эталонные средства измерений. Рабочее средство измерений – средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений. Эталонные средства применяются при поверке в соответствии с установленными правилами.
Основное средство измерений – средство измерений той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей.
Вспомогательное средство измерений – средство измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать.
В зависимости от функционального назначения и конструктивного исполнения различают такие виды средств измерений, как
-меры,
-измерительные преобразователи,
-измерительные приборы,
-индикаторы,
-измерительные установки,
-измерительные системы,
-измерительно-вычислительные комплексы.
1. Простейшим средством измерений является мера. Мера физической величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины заданного размера. Главная отличительная особенность меры – отсутствие каких-либо преобразований измерительной информации самим средством измерений.
Различают однозначные и многозначные меры.
Однозначные меры воспроизводят физическую величину одного размера. В качестве примеров однозначных мер можно назвать гирю (мера массы), угольник (мера прямого угла). Многозначные меры могут воспроизводить ряд размеров ФВ. К многозначным мерам следует отнести измерительную линейку, транспортир.
К однозначным мерам относятся также Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов, которые представляют собой специально оформленные тела или пробы вещества определенного и строго регламентированного содержания. К ним относятся образцы твердости, шероховатости.
2. Измерительные преобразователи предназначены для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
По месту, занимаемому в измерительной цепи, различают преобразователи первичные, промежуточные и передающие
1. Первичные преобразователи (датчики), к которым подводится измеряемая величина. Эти преобразователи являются первыми в измерительной цепи и предназначены для первичного преобразования физической измеряемой величины в форму, удобную для дальнейшего использования.
2. Промежуточные преобразователи, которые занимают в измерительной цепи место после первичного преобразователя и предназначены для осуществления необходимых преобразований (усиление, выпрямление, сглаживание и т.п.).
3. Передающие преобразователи, предназначенные для дистанционной передачи сигналов измерительной информации
Преобразователи могут быть электрическими, гидравлическими, пневматическими, пневмоэлектрическими, электропневматическими, АЦП, ЦАП.
3. Измерительные приборы (или просто приборы) предназначены для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
В зависимости от функции измерительные приборы подразделяются на следующие группы:
1. Показывающие - приборы, которые обеспечивают только отсчет показаний.
2. Регистрирующие - приборы, которые обеспечивают регистрацию показаний.
3. Интегрирующие - приборы, в которых измеряемая величина интегрируется по времени или другой независимой переменной.
4. Суммирующие - приборы, показания которых функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к прибору по различным каналам.
Некоторые виды приборов выполняют несколько функций, обеспечивая, например, одновременно и выдачу показаний и запись измеряемой величины.
4. Индикатор – техническое средство или вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения.
Индикатор близости к нулю сигнала называют нулевым или нуль-индикатором. При химических реакциях в качестве индикатора применяют лакмусовую бумагу и какие-либо вещества.
5. Измерительные установки предназначены для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и представляют собой совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, расположенных в одном месте и связанных единством конструктивного исполнения. Например, установка для измерений удельного сопротивления электротехнических материалов.
6. Измерительная система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях.
7. Измерительно-вычислительный комплекс – функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.