19. Средства измерений. Классификация и свойства средств измерений. Основные параметры и характеристики средств измерения.

Средство измерений – тех. средство, предназначенное для измерений, позволяющее решать измерительную задачу путем сравнения измеряемой величины с единицей или шкалой ФВ, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимается неизменным в течение известного интервала времени.

По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измерений:

1)Метрологические (для воспроизведения единицы и (или) ее хранения или передачи размера единицы, калибровка, градуировка аппаратуры, )

2)Рабочие, для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

По уровню автоматизации неавтоматические, автоматизированные(1оп.) и автоматические.

По уровню стандартизации стандартизованные и не стандартизованные (уникальные).

По роли в процессе измерения и выполняемым функциям: 1) элементарными (меры, устройства сравнения и ИП) и 2)комплексными (регистрирующие и показывающие измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы). Каждое из элементарных СИ, взятое в отдельности, не может осуществить полностью операцию измерения.

Мера – СИ, служащее для воспроизведения физической величины заданного размера. Меры делятся на: однозначные (гиря), многозначные (магазин сопротивлений) и наборы мер. К мерам относятся также СО и образцовые вещества. Стандартный образец – мера для воспроизведения единиц величин, характеризующих свойства или состав веществ и материалов. Образцовое вещество – вещество с известными свойствами, воспроизводимыми при соблюдении условий приготовления, указанных в утвержденной спецификации.

Устройство сравнения (компаратор) – СИ, дающее возможность выполнять сравнение мер однородных величин или же показаний измерительных приборов. (рычажные весы, тепловое поле, создаваемое термостатом для сравнения показаний термометров).

Измерительный преобразователь – техническое устройство, которое служит для преобразования одной ФВ в другую, и предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения информации, но неподдающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Преобразуемая величина – входная, а результат – выходная. Основное требование к ИП – высокая точность, минимальная погрешность.

Измерительный прибор – СИ, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительная установка – совокупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная в одном месте. Информационно-измерительная система (ИИС) – совокупность СИ и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для получения измерительной информации непосредственно от объекта, ее преобразования, передачи, хранения, обработки и выдачи в форме, удобной для восприятия оператором или ввода в систему автоматического управления.

Функции ИИС: 1. непосредственная связь с объектом 2. многоканальные измерения 3. автоматизированное управление процессами измерения и обработки 4. обработка измерительной информации

Основные параметры и характеристики средств измерения

Точность - степень приближения результата измерений, полученного с помощью данного СИ, к истинному значению измеряемой величины. Погрешность – отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины. Функция (уравнение) преобразования – зависимость информативного параметра его выходного сигнала от информативного параметра его входного сигнала.

Функция преобразования, полученная экспериментально с использованием образцовых СИ, и представленная в виде формулы, таблицы или графика, называется градуировочной характеристикой.

Различают индивидуальные (для конкретного экземпляра) и типовые (при серийном производстве) градуировочные характеристики. Связь между значениями на выходе и входе СИ указываемая в нормативно-технической документации – наз. номинальной градуировочной характеристики.

Чувствительность, отношение приращения выходной величины к входной. Различают абсолютную S и относительную S_отн.:

S = ; S_отн. = , x – изменение измеряемой величины.

Для СИ с линейной градуировочной характеристикой абсолютная чувствительность постоянна во всем диапазоне измерения, и ее обратная величина - цена деления:С =∆Х/∆У.

Отношение сигнала у на выходе СИ к вызывающей его измеряемой величине х - коэфф. преобразования К: К = У/Х

порог чувствительности _п- изменение значения измеряемой величины средства измерений, которое вызывает на выходе минимальный уверенно обнаруживаемый эффект, заметно превышающий уровень помех.

Область значений измеряемой величины, в которой, в принципе, возможно получить результат измерения с погрешностью менее 100% - полный диапазон измерения. Часть полного диапазона СИ, в которой погрешность измерения отвечает требованиям НТД в рабочих условиях измерений, называют рабочим диапазоном.