Технические средства автоматизации.

Глава 1. Средства измерений и их характеристики.

1.1.Основые элементы средств измерений.

Измерение, т.е. нахождение значения физической величины опытным путем, осуществляется с помощью специальных устройств – средств измерений. Основными видами средств измерений являются измерительные преобразователи и измерительные приборы.

Измерительные преобразователи (датчики)предназначены для получения сигнала измерительной информации, удобной для передачи, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем; измерительные приборы-для получения сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

1.2. Погрешность средств измерений Средства измерений могут быть с успехом использованы лишь только тогда ,когда известны их метрологические свойства. Специфической метрологической характеристикой средств измерений является их погрешность. Разность между показанием прибора х_n и истинным (или действительным)значением измеряемой величины х называется абсолютной погрешностью средств измерений Δх :

Δх = х_{n -} х.

Отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к истинному значению измеряемой им величины называется относительной погрешностью и выражается в долях или в процентах измеряемой величины. Относительная погрешность используется в качестве одной из характеристик точности средства измерений. Величина, равная значению абсолютной погрешности и противоположная ей по знаку, называется поправкой:

C = x – x_n

Метрологической характеристикой точности большинства технических средств измерений являются пределы основной и дополненных погрешностей. Основной погрешностью называется погрешностью средств измерений, используемых в нормальных условиях, определяемых ГОСТами или другими техническими условиями на средства измерений.

Дополнительной погрешностью называется погрешность средства измерений, вызываемая воздействием на него условий при отклонений их действительных значений от нормальных (нормативных)или при выходе за пределы нормальной области значений.Класс точности средств измерений являющийся их обобщённой метрологической характеристикой, определяется пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей. Конкретный классы точности устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Чем меньше число, обозначающее класс точности, тем меньше пределы допускаемых погрешностей.

Любое средство измерений и каждый из его элементов могут выполнять свои функции лишь в том случае, когда их выходные (х_вых) и входные (х_вх)величины связаны между собой устойчивыми зависимостями в различных режимах работы. Различают два основных режима работы измерительных устройств – статический (установившийся)и динамический (неустановившийся).Оба режима преобразования входной величины в выходную определяются соответственно статическим и динамическим характеристиками. Знание статических и динамических характеристик средств измерений и их элементов наряду с показателями, характеризующими погрешности, имеет большое значение как при собственно измерениях, так и особенно при использовании их в качестве датчиков в системах автоматического регулирования и управления. Статической характеристикой средства измерений называется функциональная зависимость между выходной и входной величинами в установившихся режимах работы, т.е. х_вых= f(х_вх)

Динамической характеристикой средства измерений и из элементов называется функциональная зависимость между из выходной и входной величинами в динамических словиях преобразования, т.е. в переходных режимах, когда статические зависимости нарушаются в силу присущих всем средствам измерений инерционных свойств разного рода и вида (инеция движущихся масс,частей,теплопроводность и т.п.)