Измерительные установки разделяют на:
1) поверочные (с включенными в них образцовыми средствами измерений);
2) эталонные – для испытаний каких—либо изделий (их иногда называют испытательными стендами);
3) измерительные машины (вид установок) – например, координатно—измерительная машина для измерения параметров сложных изделий в двухмерном или трехмерном пространствах.
Измерительные системы – совокупность функционально объединенных мер, измерительных преобразователей и других технических средств.
Измерительным прибором называется СИ, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Обобщённая структурная схема измерительного прибора может быть представлена (рисунком 1). Первичный измерительный преобразователь – датчик, как правило, присутствует только в приборах для измерения неэлектрических величин. На выходе устройства преобразования формируется сигнал, параметры которого соответствуют входным характеристикам отсчётного устройства.
Рис 1
Приборы
классифицируются по нескольким признакам
рис.2
Аналоговый измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого или выходной сигнал являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины
Цифровой измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого представлены в цифровой форме
В приборе
прямого преобразования
(прямого
действия) последнее осуществляется
только в направлении от входа к выходу
(рис. 2.7) (исключая частные, внутренние
петли обратной связи). В приборе
уравновешивающего
(компенсационного)
преобразования
весь тракт
прямого преобразования охвачен
отрицательной обратной связью. При этом
имеют место две возможные структуры. В
одной из них (рис. 2.8а) измеряемая величина
x сравнивается
с величиной xβ,
вос- производимой регулируемой мерой
М. При их равенстве на отсчётном устройстве
появляется значение меры. Другая
структура (рис. 2.8б) содержит обратный
преобразователь с коэффициентом
преобразования β.
Здесь коэффициент преобразования
контура обратной связи (ОС)
,
что при большом (обычно выдерживающемся)
петлевом усилении Kβ
даёт
.
Это означает, что коэффициент преобразования
прибора практически определяется только
обратным преобразователем. Такая
структура целесообразна, если нет
возможности достаточно точно преобразовать
величину x,
но зато возможно точно осуществить
обратное преобра зование. В приборе
смешанного
преобразования (рис.
2.9) перед контуром обратной связи имеется
некоторый участок прямого преобразования.
Такая структура характерна для измерителей
неэлектрических величин.
Показывающим называется прибор, допускающий только отсчитывание показаний, а регистрирующим – прибор, в котором предусмотрена их регистрация.
Измерительные приборы. Нормируемые метрологические характеристики
Измери́тельный прибо́р — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.
Под нормированием метрологических характеристик понимается количественное задание определенных номинальных значений и допустимых отклонений от этих значений. Нормирование метрологических характеристик позволяет оценить погрешность измерения, достичь взаимозаменяемости средств измерений, обеспечить возможность сравнения средств измерений между собой и оценку погрешностей измерительных систем и установок на основе метрологических характеристик входящих в их состав средств измерений. Именно нормирование метрологических характеристик отличает средство измерений от других подобных технических средств.
Для каждого вида средств измерений исходя из их специфики и назначения нормируется определенный комплекс метрологических характеристик, указываемый в нормативно-технической документации на средство измерения. В этот комплекс должны включаться такие характеристики, которые позволяют определить погрешность данного средства измерения в известных рабочих условиях его применения. Общий перечень основных нормируемых метрологических характеристик средства измерения, формы их представления и способы нормирования установлены в ГОСТ 8.009-72. В него входят:
пределы измерений, пределы шкалы;
цена деления равномерной шкалы аналогового прибора или многозначной меры, при неравномерной шкале – минимальная цена деления;
выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда цифровых средств измерений;
номинальное значение однозначной меры, номинальная статическая характеристика преобразования измерительного преобразователя;
погрешность средств измерений;
вариация показаний прибора или выходного сигнала преобразователя;
полное входное сопротивление измерительного устройства;
полное выходное сопротивление измерительного преобразователя или меры;
неинформативные параметры выходного сигнала измерительного преобразователя или меры;
динамические характеристики средств измерений;
функции влияния;
наибольшие допустимые изменения метрологических характеристик средств измерений в рабочих условиях применения.
Одной из основных метрологических характеристик измерительных преобразователей является статическая характеристика преобразования. Она устанавливает зависимость информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра входного сигнала.
Нормирование метрологических характеристик необходимо для решения следующих задач:
придания всей совокупности однотипных средств измерений требуемых одинаковых свойств и уменьшения их номенклатуры;
обеспечения возможности оценки инструментальных погрешностей и сравнения средств измерений по точности;
обеспечения возможности оценки погрешности измерительных систем по погрешностям отдельных средств измерений.
Погрешности, присущие конкретным экземплярам средств измерений, устанавливаются только для образцовых средств измерений при их аттестации.