Раздел II. Контрольно-измерительные приборы и техника измерения параметров технологических процессов

Глава 6. Общие сведения об измерении и контроле

1. Основные метрологические понятия техники измерения и контроля

Контроль параметров технологических процессов, обработанных деталей и изделий, запыленности и загазованности атмосферы цеха является неотъемлемой частью современного производства. Очевидно, что в любом автоматизированном производстве контроль также должен быть автоматизирован.

Измерение технологического параметра (физической величины) – это сравнение его с величиной, принятой за единицу измерения, с помощью специальных технических средств. Число, показывающее отношение измеряемой величины к единице измерения, называют численным значением измеряемой величины.

К числу технических средств измерения относятся меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы и измерительные системы.

Мера – эталон, служащий для хранения и воспроизведения единицы измерения. Например, за эталон длины принят метр.

Измерительным преобразователем называют устройство, предназначенное для преобразования измеряемого параметра в сигнал, удобный для дальнейшей передачи на расстояние или в цепь управляющего устройства. Преобразователи подразделяют на первичные (датчики), промежуточные, передающие и масштабные. Измеряемую величину называют входной, а результат преобразования – выходным сигналом. Первичные преобразователи предназначены для преобразования физических величин в сигналы, а передающие и промежуточные преобразователи формируют сигналы, удобные для передачи на расстояние и регистрации. К масштабным относят преобразователи, с помощью которых измеряемая величина изменяется в заданное число раз, т. е. они не преобразуют одну физическую величину в другую.

Измерительным прибором называют устройство, предназначенное для выработки измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (оператором). Измерительные приборы делят на две группы. К первой группе относят аналоговые приборы, показания которых являются непрерывной функцией измеряемого параметра. Вторая группа включает в себя цифровые приборы. Они вырабатывают дискретные сигналы измеряемой информации в цифровой форме.

Измерительная система объединяет измерительные преобразователи и приборы, обеспечивая измерения параметра без участия человека.

Государственный стандарт устанавливает применение Международной системы единиц (СИ) во всех областях науки и техники.

В состав СИ входят семь основных единиц, две дополнительные и двадцать семь важнейших производных единиц.

В состав основных единиц входят: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвин (К), моль (моль), кандела (кд).

К дополнительным единицам системы СИ относятся радиан и стерадиан, а все остальные единицы являются производными. Например, единица силы – ньютон (Н), сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с⁸; единица давления – паскаль (Па), за единицу давления принимается такое равномерно распределенное давление, при котором на 1 м действует нормально к поверхности сила, равная 1 Н, и т.п.

Все измерения делят на прямые и косвенные. При прямых измерениях числовое значение измеряемого параметра определяют непосредственно измерительным прибором: например, измерение температуры термометром или линейных размеров детали мерительным инструментом. Косвенные измерения предусматривают определение искомого параметра на основании прямого измерения вспомогательной величины, связанной с измеряемым параметром определенной функциональной зависимостью. Например, определение объема тела по его длине, ширине и высоте или измерение температуры по изменению электропроводности термометра сопротивления.