9

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

_________________________________________________________

кафедра ТОЭ

Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация»

Раздел 3

«Средства измерений и их свойства»

Лекция 9

«Классификация средств измерений»

Распределение времени:

Вводная часть (объявление темы, цели и вопросов лекции) ……. 3 мин.

Основная часть (рассмотрение учебных вопросов)……………...80 мин.

Средства измерений электрических величин………...30 мин.

Передача размера единиц от эталонов рабочим средствам измерений………………..……………………………..15 мин.

Характеристики средств измерений…………………..35 мин.

Заключительная часть(общие замечания, контроль присутствия) 7 мин.

Автор:

Рассмотрена и утверждена на заседании ПМК «__»___2007 г. Протокол №

КАЗАНЬ 2007

1. Вводная часть

В целях повышения психологического настроя студентов на восприятие данной дисциплины в начале каждой лекции целесообразно проводить короткий опрос по материалу предыдущей лекции.

Вопросы для контроля:

а) Что понимается под косвенным измерением ?

б) Приведите примеры косвенных измерений.

Требовать от отвечающих студентов представления перед ответом по форме: «Студент Сергеев. Группа ЭП – 1 – 04». Оценки заносить в журнал преподавателя.

После опроса объявить тему и цель лекции.

1. Основная часть

2.1. Средства измерений электрических величин

Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характе­ристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической ве­личины, размер которой принимают неизменным (а пределах установ­ленной погрешности) в течение известного интервала времени. Данное определение вскрывает суть средства измерений, заключающую­ся в способности хранить (или воспроизводить) единицу физиче­ской величины, а также в неизменности размера хранимой едини­цы. Эти факторы и обусловливают возможность выполнения из­мерения.

По назначению средства измерений разделяют на меры, изме­рительные преобразователи, измерительные приборы, измери­тельные установки и измерительные системы.

Мера — средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных еди­ницах и известны с необходимой точностью.

Различают следующие разновидности мер:

● однозначная мера — мера воспроизводит физическую величину, одного размера;

● многозначная мера — мера воспроизводит физическую величину разных размеров;

● набор мер — комплект мер разного размера одной и той же фи­зической величины;

● магазин мер ~ набор мер, конструктивно объединенных в еди­ное устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях. Например, магазин электрических сопротивлений обеспечивает ряд дискретных значений сопротив­лений.

Некоторые меры воспроизводят одновременно значения двух физических величин. Мера необходима при методе сравнения для выполнения сравнения с ней измеряемой величины и получения ее значения.

Измерительный преобразователь — техническое средство с нор­мированными метрологическими характеристиками, служащее для пре­образования измеряемой величины в другую величину или измеритель­ный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразо­ваний, индикации или передачи. Принцип его действия основан на различных физических явлениях. Измерительный преобразова­тель преобразует любые физические величины (электрические, не­электрические, магнитные) в электрический сигнал.

По характеру преобразования различают аналоговые, аналого-цифровые преобразователи (АЦП), преобразующие непрерыв­ную величину в числовой эквивалент, цифроаналоговые преобра­зователи (ЦАП), выполняющие обратное преобразование.

По месту в измерительной цепи преобразователи разделяют на первичный, на который непосредственно воздействует измеряе­мая физическая величина; промежуточный, включенный в изме­рительную цепь после первичного; преобразователи, предназна­ченные для масштабного преобразования, т.е. для изменения значения величины в некоторое число раз; передающие, обрат­ные для включения в цепь обратной связи и др.

К измерительным преобразователям можно отнести преобра­зователи переменного напряжения в постоянное, измерительные трансформаторы напряжения и тока, делители тока, напряже­ния, усилители, компараторы, термопару и др. Измерительные преобразователи входят в состав какого-либо измерительного прибора, измерительной установки, измерительной системы или применяются вместе с каким-либо средством измерений.

Измерительный прибор (ИП) — средство измерений, предназна­ченное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Приборы бывают показывающие и реги­стрирующие, цифровые и аналоговые.

Измерительная установка — совокупность функционально объ­единенных мер, измерительных преобразователей, измерительных при­боров и других устройств. Предназначена для измерений одной или нескольких физических величин и расположена в одном месте, например, установка для измерения характеристик транзистора, установка для измерения мощности в трехфазных цепях и др,

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 сигналов в разных целях.

В зависимости от назначения измерительные системы разде­ляют на измерительные информационные, контролирующие, технической диагностики и др. Широкое распространение имеют микропроцессорные измерительные системы — управляющие вычислительные системы с микропроцессором (МП) в качестве узла обработки информации. В общем случае в состав МП входят: арифметическо-логическое устройство, блок внутренних регист­ров для временного хранения данных и команд, устройство управления, внутренние магистрали шин, шины ввода – вывода данных для подключения внешних устройств.