- •Вимірювання неелектричних величин
- •Основні поняття та визначення
- •1.1 Реєстрація фізичних величин
- •1.1.1 Способи сприйняття відомостей про об’єкти дослідження
- •1.1.2 Способи реєстрації значень фізичних величин
- •1.1.3 Перетворення фізичних величин
- •1.2.Основні поняття вимірювань
- •1.2.1. Вимірювання і вимірювальна інформація
- •1.2.2. Вимірювальні сигнали, перетворення вимірювальних сигналів, форми вимірювальної інформації
- •1.2.3. Принцип, метод, режим, алгоритм і процес вимірювання
- •1.2.4 Методики виконання вимірювань
- •1.2.5. Лічба, контроль, розпізнавання образів, діагностика стану об'єктів і їх зв'язок з вимірюваннями
- •1.2.6. Засоби, методи і алгоритми контролю
- •1.3. Класифікація вимірювань
- •1.3.1. Види вимірювань за способом одержання вимірювальної інформації
- •1.3.2. Абсолютні і відносні, аналогові і цифрові, звичайні та статистичні вимірювання
- •1.3.3. Класифікація методів вимірювань згідно з дсту 2681-94
- •1.4. Засоби вимірювальної техніки
- •1.4.1. Класифікація засобів вимірювань
- •1.4.2. Класифікація вимірювальних приладів
- •1.4.3. Поняття еталона, зразкових і робочих засобів вимірювань
- •1.4.4 Класифікація вимірювальних перетворювачів
- •1.5. Структура засобів вимірювань
- •1.5.1. Принцип дії, вимірювальне коло і види схем засобів вимірювань
- •1.5.2. Структурні схеми і види перетворень
- •1.5.3. Узагальнена структурна схема вимірювальної інформаційної системи
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання геометричних розмірів
- •2.1 Вимірювання лінійних та кутових розмірів
- •2.2 Вимірювання товщини шару покриття
- •2.3 Вимірювання рівнів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання механічних зусиль
- •3.1 Загальні відомості
- •3.2 Вимірювання механічних напружень
- •В цьому випадку температурна похибка також виключається, а чутливість мостового кола збільшується в двічі.
- •3.3 Вимірювання механічних сил та тиску
- •Якщо досягається рівність між крутним та компенсувальним моментами
- •3.4 Вимірювання крутних моментів
- •Вимірювання параметрів руху твердих тіл
- •4.1 Загальні відомості
- •4.2 Вимірювання параметрів лінійного руху
- •4.3 Вимірювання параметрів вібрацій
- •4.4 Вимірювання параметрів обертового руху
- •З певним наближенням можна вважати, що амплітуда вихідних імпульсів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання хімічного складу та властивостей речовин
- •5.1 Загальні відомості
- •5.2 Вимірювання хімічного складу і концентрації рідини
- •5.3 Вимірювання концентрації водневих іонів, рH-метри
- •5.4 Аналіз складу газів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання електричних величин
- •Вимірювання малих напруг, струмів і зарядів
- •6.1 Вимірювані величини і методи вимірювань
- •6.2 Безпосередні вимірювання малих напруг, струмів та зарядів. Гальванометри
- •6.3 Межа чутливості електромеханічних приладів
- •6.4 Вимірювання малих напруг, струмів та зарядів, що грунтуються на їх попередньому підсиленні
- •6.5 Межа чутливості електричних підсилювачів малих сигналів
- •6.6 Боротьба з завадами при вимірюванні малих сигналів
- •Контрольні запитання:
- •Лекція7 методи вимірювань високих напруг і великих струмів
- •7.1 Загальні положення, методи вимірювань
- •7.2 Вимірювання струмів і напруг методом масштабного перетворення
- •7.2.1 Вимірювання великих струмів
- •7.2.2 Метод паралельного з’єднання шунтів
- •7.2.3 Вимірювання високих постійних і змінних напруг
- •7.3 Вимірювання високих напруг електромеханічними приладами
- •7.4 Електромагнітні методи
- •7.4.1 Вимірювання струмів, що грунтуються на гальваномагнітних ефектах
- •Прилади з немагнітним інтегруючим контуром. Прилади з немагнітним інтегруючим контуром складаються з ряду пх, що оточують шину зі струмом (рис. 7.7). Для цього випадку справджується наближене рівняння
- •7.4.2 Вимірювання струмів методом ядерного магнітного резонансу (ямр)
- •7.4.3 Метод компарування
- •7.5 Електрофізичні методи вимірювань великих струмів і високих напруг
- •7.5.1 Газорозрядний метод
- •Електродами
- •7.5.2 Метод прискоення заряджених частинок
- •7.5.3 Електрооптичні методи вимірювань великих струмів і високих напруг
- •7.6 Вимірювання великих струмів, що базуються на ефекті Фарадея
- •7.7 Вимірювання високих напруг з використанням електрооптичних ефектів Керра і Поккельса
- •Контрольні запитання:
- •Методи вимірювань потужності і енергії
- •8.1 Потужність, енергія і методи їх вимірювань
- •8.2 Вимірювання енергії за допомогою електро-механічних перемножувачів
- •8.3 Вимірювання енергії однофазного змінного струму. Індукційні лічильники електроенергії
- •8.4 Вимірювання енергії за допомогою електронних перемножувачів
- •8.4.1 Модуляційний метод вимірювання потужності
- •Модуляційним методом
- •8.4.2 Вимірювання потужності методом статистичних випробувань (метод Монте-Карло)
- •8.5 Калориметричний (тепловий) метод вимірювання потужності й енергії
- •Контрольні запитання:
- •Лекція9 методи вимірювань кута фазового зсуву
- •9.1 Основні поняття та визначення
- •9.2 Вимірювання кута фазового зсуву методами прямого перетворення
- •9.2.1 Вимірювання кута фазового зсуву осцилографічними методами
- •Та синусоїдної розгорток
- •9.2.2 Вимірювання кута фазового зсуву з перетворенням його на струм чи напругу
- •9.2.3 Вимірювання кута фазового зсуву з перетворенням його на код
- •9.3 Вимірювання кута фазового зсуву методом зрівноважувального перетворення
- •9.4 Кореляційний та ортогональний методи вимірювання кута фазового зсуву
- •Кфз кореляційним методом
- •Контрольні запитання:
- •Лекція10 магнітні вимірювання
- •10.1 Основні магнітні величини та їх міри
- •10.2 Вимірювальні перетворювачі магнітних величин
- •Квантові перетворювачі базуються на використанні атомних, ядерних та електронних резонансних явищ , що виникають при збудженні атомів деяких речовин зовнішнім магнітним полем.
- •10.2.1 Індукційні та фероіндукційні перетворювачі
- •10.2.2 Гальваномагнітні перетворювачі
- •10.2.3 Квантові перетворювачі
- •10.3 Вимірювання параметрів магнітного поля. Пристрої для створення магнітного поля
- •10.3.1 Вимірювання магнітного потоку
- •10.3.2 Вимірювання індукції
- •10.3.3 Вимірювання різниці магнітних потенціалів
- •10.4 Вимірювання магнітних характеристик феромагнетиків
- •10.4.1 Намагнічуючі пристрої і досліджувані зразки
- •10.4.2 Визначення статичних характеристик
- •10.4.3 Визначення динамічних характеристик
- •Складових питомого магнітного опору феромагнетика від індукції Контрольні запитання:
- •Перелік використаних джерел
1.2.Основні поняття вимірювань
1.2.1. Вимірювання і вимірювальна інформація
Поняття вимірювання можна визначити як пізнавальний процес, який полягає у порівнянні шляхом фізичного експерименту даної фізичної величини з певним її значенням, яке взято за одиницю порівняння.
На початку 60-х років виникли спроби визначити поняття вимірювання в інформаційному аспекті. У визначеннях, що запропоновані різними авторами, вимірювання трактується як перетворення і одержання інформації про значення фізичних величин. Загальновизнаного визначення поняття вимірювання в інформаційному аспекті ще немає.
Згідно з ДСТУ 2681-94 Метрологія. Терміни і визначення, вимірювання - відображення вимірюваних величин їх значеннями шляхом експерименту та обчислень за допомогою спеціальних технічних засобів (можна порівняти з поширеним визначенням, що було дане в ГОСТі 16263-70 вимірювання - знаходження значень ФВ дослідним шляхом з допомогою спеціальних технічних засобів).
Вимірювальна інформація - інформація про значення вимірюваних фізичних величин. Ці стандартні визначення не викликають сумнівів щодо правильності і приваблюють своєю лаконічністю. Проте, оскільки ці поняття не належать до елементарних, їх суть нелегко викласти у лаконічно сформульованих визначеннях.
Специфіка поняття вимірювання проявляється в трьох його ознаках, поєднанням яких воно відрізняється від суміжних понять.
Перша ознака характеризує безпосередню мету вимірювань - знайти значення даної конкретної величини. У згаданих визначеннях ця ознака відображається висловами "пізнавальний процес", "одержання інформації", "знаходження значень величин".
Друга ознака - шлях, яким знаходять значення вимірюваної величини. Це - фізичний експеримент (дослід), який здійснюється за допомогою спеціальних технічних засобів.
Третя ознака - сутність знаходження значення вимірюваної величини, якою є порівняння інформації про даний розмір величини з інформацією про розмір її одиниці або про певний інший її розмір (відносні вимірювання).
З врахуванням цих ознак поняття вимірювання можна визначити як знаходження значень фізичних величин дослідним шляхом з допомогою спеціальних технічних засобів на підставі порівняння інформації про даний розмір величини з інформацією про розмір її одиниці або про певний інший її розмір.
Загальновизнаного визначення поняття інформації ще нема. Існує думка, що воно належить до первинних понять і визначенню не підлягає. У загальному аспекті інформація як філософська категорія виражає об’єктивну властивість матерії бути різноманітною.
Інформація про розмір фізичних величин міститься в самій цій величині, існує об’єктивно і незалежно від того, підлягав величина вимірюванню чи ні. Очевидно, якщо величина вимірюванню не підлягає, то інформація про її розміри не є вимірювальною. Інформація про розміри вимірюваної величини стане вимірювальною тоді, коли буде поданою як добуток її істинних числових значень на розмір одиниці фізичної величини.
Множина істинних значень вимірюваної величини і множина її істинних числових значень є імовірнісними множинами, що пов’язані між собою через вибрану одиницю, яка відіграє роль коду. Отже, множина істинних числових значень вимірюваної величини становить вимірювальну інформацію про розмір фізичної величини.
Вимірювальна інформація, що міститься у вимірюваній фізичній величині, в процесі її добування перетворюється і частково втрачається. Внаслідок втрат одержана вимірювальна інформація про значення вимірюваної величини, тобто здобута в процесі вимірювання, кількісно дещо відрізняється від вимірювальної інформації, що міститься в цій величині.
Експериментатор, виконуючи операції процесу вимірювань, одержує результати спостережень про значення вимірюваної величини, які називають результатами спостережень при вимірюваннях. Вони можуть бути однократними (одноразовими) або багатократними (багаторазовими). Результати спостережень при вимірюваннях ще не є результатами вимірювань.
Результат вимірювання, як значення величини, що знайдене шляхом її вимірювання, одержують після відповідної обробки результатів спостережень, на основі якої визначають кількісні показники точності і вибирають форму подання результату вимірювання згідно з відповідними державними стандартами. У випадку однократного спостереження результат вимірювання знаходять, оцінюючи за відомими метрологічними характеристиками засобів вимірювань границі, в яких за даних умов із заданою ймовірністю може бути значення похибки вимірювання і подають результат у належній стандартній формі.
Отже, результат вимірювання - це знайдене значення вимірюваної величини з стандартною оцінкою його точності, яка визначається характеристиками похибки вимірювань. Звідси виходить, що необхідно уміти коректно оцінювати значення похибок результатів вимірювань