измеряемой неэлектрической величины в электрическую и объединенных в единую конструкцию.

Рис. 5. Классификация средств измерений по их роли в процессе измерения и выполняемым функциям

По характеру преобразования входной величины ИП делятся на линейные (имеющие линейную связь между входной и выходной величинами) и нелинейные (имеющие нелинейную связь).

По виду входных и выходных величин различают следующие ИП:

•аналоговые, преобразующие одну аналоговую величину в другую аналоговую величину;

•аналого-цифровые (АЦП), предназначенные для преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровой код;

•цифро-аналоговые (ЦАП), предназначенные для преобразования цифрового кода в аналоговую величину.

Устройство сравнения (компаратор) - это средство измерений, дающее

возможность выполнять сравнение мер однородных величин или же показаний измерительных приборов. Примером могут служить рычажные весы, на одну чашку которых устанавливается образцовая гиря, а на другую - проверяемая. Во многих относительно простых СИ роль компаратора выполняют органы чувств человека, главным образом зрение, например при сравнении отклонения

указателя прибора и числа делений, нанесенных на его шкале. Особенно широкое распространение компараторы получили в современной электронной технике, где они используются для сравнения напряжений и токов.

Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. В зависимости от формы представления информации различают аналоговые и цифровые приборы. Аналоговым называют измерительный прибор, показания которого являются непрерывной функцией измеряемой величины. Например, ртутно-стеклянный термометр, стрелочный вольтметр (в аналоговых вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в угол поворота стрелки с помощью первичного электромеханического ИП). В цифровом приборе осуществляется преобразование аналогового сигнала измерительной информации в цифровой код, и результат измерения отражается на цифровом табло.

Обобщенная структурная схема измерительного прибора приведена на рис.6.

Рис. 6. Обобщенная структурная схема измерительного прибора

Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная в одном месте.

Измерительная система - совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в системах управления, контроля, диагностирования и т.п.

3. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью вводят метрологические характеристики СИ с целью: обеспечения возможности установления точности измерений; достижения взаимозаменяемости СИ, сравнения СИ между собой и выбора нужных СИ по точности и другим характеристикам; определения погрешностей измерительных систем и установок на основе метрологических характеристик входящих в них СИ; оценки технического состояния СИ при поверке.

По ГОСТ 8.009-84 устанавливают перечень метрологических характеристик, способы их нормирования и формы представления. На практике наиболее распространены следующие метрологические характеристики СИ.

Диапазон измерений - область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ (для преобразователей - это диапазон преобразования).

Предел измерения - наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения.

Цена деления шкалы - разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Для приборов с неравномерной шкалой нормируется минимальная цена деления.

Чувствительность - отношение изменения сигнала Ау на выходе СИ к вызвавшему это изменение изменению Ах сигнала на входе:

S=Ay/Ax.

Говоря о чувствительности, указывают чувствительность тока, напряжения ит.д.

Порог чувствительности - наименьшее значение измеряемой величины, вызывающее заметное изменение показаний прибора.

Величину, обратную чувствительности, называют постоянной прибора

C=\/S.

Вариация (гистерезис) - разность между показаниями СИ в данной точке диапазона измерения при возрастании и убывании измерений величины и неизменных внешних условиях.

Зависимость между выходным и входным сигналом СИ, полученную экспериментально, называют градуировочной характеристикой, которая может быть представлена аналитически (уравнение преобразования), графически или в виде таблицы. Градуировочная характеристика может изменяться под воздействием внешних и внутренних причин. Например, при быстром изменении тока подвижная часть СИ, вследствие инерции, не успевает «следить» за изменением тока. Градуировочная характеристика в этом случае должна выражаться дифференциальным уравнением.

Основная метрологическая характеристика СИ - погрешность СИ - есть разность между показаниями СИ X и истинными (действительными) значениями ФВ Q.

3.1. Основные понятия теории погрешностей

Качество средств и результатов измерений принято характеризовать, указывая их погрешности.

Погрешность результата каждого конкретного измерения складывается из многих составляющих, обязанных своим происхождением различным факторам и источникам. Классификация погрешностей измерения приведена на рис. 7.

По характеру проявления погрешности делятся на случайные, систематические, прогрессирующие и грубые (промахи).