Лекция №4 Технические средства получения информации о состоянии объекта управления, датчики, измерительные преобразователи. Гсп. Назначение, классификация, принципы построения ип.

Автоматизация различных технологических процессов, эффективное управление различными агрегатами, машинами, механизмами требуют многочисленных измерений разнообразных физических величин.

Измерения сопутствуют человеку буквально на каждом шагу. В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с измерениями расстояний, масс, времени, температуры, давления.

Измерение физической величины — совокупность операций по применению технических средств, хранящих единицу физической величины, обеспечивающая нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины

Принцип измерения — научно описанное явление (или эффект), положенное в основу метода измерения. Например, при измерении температуры — термоэлектрический эффект.

Метод измерения — логическая последовательность операций, описанная в общем виде и применяемая для сравнения конкретного проявления свойства объекта со шкалой измерений этого свойства.

Мерой несовершенства измерения является погрешность его результата, которая количественно оценивается отклонением результата измерения величины от ее истинного (действительного) значения.

По способу выражения различают абсолютную и относительную погрешности. Абсолютная погрешность А_х определяется как алгебраическая разность между измеренным и истинным (действительным) значением величины:

А_Х = Х_изм — Х_ист

Относительная погрешность равна отношению абсолютной погрешности измерения к истинному значению величины:

δ_х = А_х / х_ист ~ А_х / х_изм .

Абсолютная погрешность имеет размерность измеряемой величины, относительная погрешность безразмерна.

Средство измерений — обобщающее понятие, охватывающее объекты, предназначенные для выполнения измерений, имеющие нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и хранящие участок шкалы или единицу величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Средство измерений реализует одну из двух функций: воспроизводит величину заданного размера или вырабатывает сигнал, несущий информацию о значении измеряемой величины.

Самыми распространенными средствами измерений являются измерительные приборы, предназначенные для получения значений измеряемой величины в установленном диапазоне ее изменения и выработки сигнала измерительной информации.

Измерительный преобразователь — техническое средство, предназначенное для преобразования информации об измеряемой величине в сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, дальнейшего преобразования, индикации или передачи (по не поддающийся непосредственному восприятию) и имеющий нормированные метрологические характеристики. Преобразуемая величина называется входной, а результат преобразования — выходной величиной. Соотношение между ними задается функцией преобразования ИП (его статической характеристикой). Выходная величина, как правило, недоступна для непосредственного восприятия наблюдателем. К измерительным преобразователям относят термопары, измерительные трансформаторы тока, измерительные усилители и другие устройства.

Поверка средства измерений — это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям.

Калибровка — совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного СИ, и соответствующим значением величины, определенным с помощью рабочего эталона.

Одним из вариантов поверки (или калибровки) является градуировка — экспериментальное определение градуировочной характеристики СИ, т. е. установление соответствия между входным сигналом измерительной информации и показанием прибора. При градуировке либо размечается шкала показаний прибора, либо определяются поправки к каждому делению шкалы.