1. Понятие средства измерительной техники. Классифи­кация групп средств измерений

Измерения выполняются с помощью средств измерительной техники.

Средства измерительной техники или измерительная техника - тех­нические средства, специально предназначенные для измерений. К изме­рительной технике относят средства измерений и их совокупности (изме­рительные системы, измерительные установки), измерительные устройст­ва (составные части средств измерений), измерительные принадлежности.

Средство измерений (СИ) - техническое средство, предназначенное для измерений, воспроизводящее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешно­сти) Если размер единицы ФВ в процессе измерений каким-либо СИ из­меняется более чем установлено нормами, таким СИ нельзя получить ре­зультат с требуемой точностью. В этом случае СИ изымается из эксплуа­тации, ремонтируется и тестируется на соответствие заявленным метроло­гическим характеристикам.

Метрологическая характеристика средства измерений - характери­стика одного из свойств СИ, влияющая на результат измерений и на его погрешность. К метрологическим характеристикам (MX) относятся цена деления шкалы (для приборов со стрелочным или световым указателями), чувствительность, класс точности и т.д

Средства измерений снабжаются измерительными принадлежностями.

Измерительные принадлежности - вспомогательные средства, слу­жащие для обеспечения необходимых условий для выполнения измерений с требуемой точностью.

Пример. Измерительными принадлежностями являются термостат, барокамера, тренога для установки СИ по уровню, специальные противовибрационные фундаменты, устройства, экранирующие влияние электромагнитных полей.

Выделяют различные типы и виды средств измерений.

Тип СИ - совокупность средств измерений одного и того же назначе­ния, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одина­ковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической до­кументации.

Вид СИ - совокупность средств измерений, предназначенных для из­мерений данной ФВ. Вид средств измерений может включать несколько их типов.

Пример. Вольтметры различных типов B3-38, Ф563 и Р306 относятся к од­ному виду средств измерений электрического напряжения.

По отношению к измеряемой ФВ

Основное СИ - СИ той ФВ, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей.

Вспомогательное СИ - СИ той ФВ, влияние которой на основное СИ или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности.

Пример 2.22. При измерении посредством вольтметра действующего значения напряжения в цепи переменного синусоидального тока При измерении посредством расходомера объемного расхода газа

По соответствию требованиям стандартов Стандартизованное СИ - СИ, изготовленное и применяемое в соот­ветствии с требованиями государственного или отраслевого стандарта. Средства измерений, предназначенные для серийного или массового про­изводства, являются стандартизированными.

Нестандартизованное средство измерений (НСИ) - СИ, стандарти­зация требований к которому признана нецелесообразной. К нестандарти- зованным средствам измерений относятся

• единичные экземпляры средств измерений серийного выпуска с нор­мированными MX, в конструкцию которых внесены изменения, влияю­щие на значения MX или применяемые в условиях, отличающихся от ус­ловий, для которых нормированы их MX,

• опытные образцы СИ, изготовленные для проведения эксперимен­тальных, научно-исследовательских и опытно- конструкторских работ,

• единичные экземпляры или мелкие партии средств измерений, изго­товленные для контроля технологического процесса или приобретенные по импорту и не внесенные в Государственный реестр РФ (Госреестр),

• измерительные системы, измерительно-вычислительные комплексы и их компоненты,

• эталоны.

Стандартизованные и некоторые нестандартизованные средства из­мерений подвергают испытаниям и вносят в Госреестр. Госреестр предна­значен для регистрации средств измерений, типы которых утверждены Ростехрегулированием.

По уровню автоматизации измерений

Развитие современной измерительной техники связано с внедрением автоматизации измерений.

Автоматизация измерений - совокупность методических, техниче­ских и программных средств, применение которых освобождает человека частично или полностью от непосредственного участия в процессе изме­рения ФВ.

Неавтоматизированное СИ - СИ, использование которого для изме­рения ФВ возможно только при непосредственном участии человека.

Автоматизированное СИ - СИ, производящее в автоматическом ре­жиме одну или часть измерительных операций. Использование автомати­зированного СИ частично освобождает человека от непосредственного участия в процессе измерения ФВ.

Автоматическое СИ - СИ, производящее без непосредственного уча­стия человека измерения и все операции, связанные с обработкой резуль­татов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработкой управляющего сигнала. Автоматическое СИ, встроенное в автоматиче­скую технологическую линию, называют измерительным или контроль­ным автоматом.

Пример. Стрелочные амперметры и вольтметры являются неавтоматизиро­ванными средствами измерений; барограф (самопишущий прибор для непрерывной записи значений атмосферного давления), электрический счетчик электроэнергии (измерение и регистрация данных нарастающим итогом) - автоматизированные сред­ства измерений, информационно-вычислительный комплекс - автоматическое СИ.

По техническому назначению

Мера ФВ - СИ, предназначенное для воспроизведения и (или) хране­ния ФВ одного или нескольких заданных размеров. Меры используются для реализации всех видов метода сравнения, так как именно с их помощью получают известные значения величин. Различают следующие виды мер: однозначные и многозначные меры, набор и мага­зин мер.

Однозначная мера - мера, воспроизводящая ФВ одного размера.

Пример. Однозначными мерами являются гиря какой-либо определенной массы, постоянный резистор, конденсатор постоянной емкости.

Многозначная мера - мера, воспроизводящая ФВ разных размеров.

Пример. Многозначными мерами являются линейка, штангенциркуль, микрометр, транспортир, переменный резистор, конденсатор переменной емкости, катушка переменной индуктивности (вариометр).

Набор мер - комплект мер разного размера одной и той же ФВ, пред­назначенных для применения на практике, как в отдельности, так и в раз­личных сочетаниях.

Пример. Наборами мер являются набор гирь, набор концевых мер длины.

Магазин мер - набор мер, конструктивно объединенных в единое уст­ройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различ­ных комбинациях.

Пример. Магазинами мер являются магазины электрических сопротивле­ний, емкостей, индуктивностей.

Измерительный прибор - СИ, предназначенное для получения значе­ний измеряемой ФВ в установленном диапазоне.Измерительный преобразователь (ИП) - СИ, служащее для преобра­зования измеряемой величины в другую величину или измерительный.

Измерительная установка - совокупность функционально объеди­ненных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или несколь­ких физических величин и расположенная в одном месте. Измерительную установку, применяемую для поверки, называют поверочной установкой, а измерительную установку, входящую в состав эталона, - эталонной ус­тановкой.

Пример. Измерительными установками являются

• совокупность средств измерений, используемых при выполнении различных ла­бораторных работ.

Некоторые крупногабаритные измерительные установки называют измерительными машинами.

Измерительная машина - измерительная установка крупных разме­ров, предназначенная для точных измерений физических величин, харак­теризующих изделие.

Пример. Измерительными машинами являются силоизмерительная машина, машина для измерения больших длин в промышленном производстве, делительная машина, координатно-измерительная машина.

Измерительная система (ИС) - совокупность функционально объе­диненных мер, измерительных приборов, измерительных преобразовате­лей, По назначению измерительные системы разделяют на измерительные информационные, измерительные контро­лирующие, измерительные управляющие системы и др. ИС, перестраи­ваемую в зависимости от изменения измерительной задачи, называют гиб­кой измерительной системой (ГИС).

Пример. Измерительными системами являются

• радионавигационная система для определения местоположения различных объектов,

• ИС теплоэлектростанции, содержащая сотни измерительных каналов и позво­ляющая получать измерительную информацию о ряде физических величин в разных энергоблоках.

В состав ИС входит измерительно-вычислительный комплекс.

Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) - функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.

Средство сравнения - техническое средство или специально созда­ваемая среда, посредством которых возможно выполнять сравнения друг с другом мер однородных величин или показания измерительных приборов..

Стандартный образец (СО) - образец вещества (материала) с уста­новленными в результате метрологической аттестации значениями одной или оолее величин, характеризующими свойство или состав этого вещест­ва (материала). Различают стандартные образцы свойства и стандарт­ные образцы состава.

Стандартные образцы свойств и состава веществ (материалов) явля­ются аналогами однозначных мер. Они могут применяться в качестве ра­бочих эталонов (с присвоением разряда по государственной поверочной схеме).

Пример. Стандартными образцами свойств являются: СО относительной диэлектрической проницаемости, СО высокочистой бензойной кислоты.

СО состава является СО состава углеродистой стали.

По метрологическому назначению

Рабочее СИ - СИ, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений.

Эталон единицы ФВ или эталон - средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хране­ния единицы ФВ и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схе­ме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установлен­ном порядке. Конструкция эталона, его свойства и способ воспроизведе­ния единицы определяются природой данной ФВ и уровнем развития из­мерительной техники в данной области измерений. Эталоны утверждают­ся Ростехрегулированием.

Средства измерений, широко используемые на производстве, в науке и повседневной жизни, являются рабочими средствами измерений. Этало­ны -дорогостоящее оборудование, они малочисленны, хранятся и приме­няются в специализированных условиях.

Измерения, выполняемые с помощью рабочих средств измерений, на­зываются техническими измерениями. Измерения, выполняемые с помо­щью эталонов, называются метрологическими измерениями. На практике в основном проводятся технические измерения.