3. 5. 2. Меры физических величин

Простейшее средство измерений - мера физической величины(кратко: мера величины или мера) - средство измерений, воспроизводящее и хранящее физическую величину одного или нескольких заданных размеров.

Применяются меры однозначные, когда воспроизводится физическая величина одного размера (концевая мера длины, гиря и т.п.) имногозначные, например, измерительные линейки и лимбы (круговые шкалы), которые называются штриховыми мерами, конденсатор переменной емкости, вариометр индуктивности и т.п. Существуютнаборы мер(наборы гирь, концевых мер длины) имагазины мер(например, магазин электрических резисторов, магазины индуктивности, емкости).

Набор мер- совокупность мер, применяемых как отдельно, так и в различных сочетаниях с целью воспроизведения ряда значений величины в определенных пределах. Значения мер, входящих в набор, выбирают наиболее рациональные.

Магазин мер- набор мер, в котором меры объединены в одно конструктивное целое с устройством для соединения их в различных сочетаниях.

К мерам относятся также стандартные образцы(например, образцы шероховатости поверхности) иобразцовые вещества.

Образцовое вещество- это вещество с известными свойствами, воспроизводимыми при соблюдении указанных условий приготовления. Например, "чистая " вода, "чистые" металлы. Такие вещества воспроизводят регламентированный состав и используются для количественных химических анализов, в создании реперных точек шкал. "Чистый" цинк, например, служит для воспроизведения температуры420^С.

Калибры - это меры, имеющие форму поверхности, противоположную (обратную) контролируемому объекту и предназначенные для проверки соответствия размеров изделий или их конфигурации установленным допускам (скобы, пробки, кольца, щупы и т.д.). Они относятся к средствам измерений "пассивного" (допускового) контроля.

3. 5. 3. Измерительные приборы

Под приборами понимают устройства, служащие для выполнения функций измерения, контроля, регулирования, управления, вычисления и т.д. Поэтому различают измерительные, контрольные, регулирующие, управляющие, счетные и др. приборы.

Измерительный приборпредставляет собой средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Результаты измерений приборами выдаются их отсчетными устройствами, которые бывают шкальными, цифровыми и регистрирующими.

Чувствительность измерительного прибора - отношение изменения сигналаlна выходе прибора к вызвавшему его изменению измеряемой величиныA: S =l   A. Чем меньше изменение величины, отмечаемое прибором, тем выше его чувствительность (и тем меньше может быть цена деления шкалы).

Цена деления шкалы - значение измеряемой величины, которое вызывает перемещение подвижного элемента отсчетного устройства на одно деление.

Диапазон измерений - часть диапазона показаний, для которой нормированы пределы допускаемых погрешностей средств измерений.

Пример.У электроизмерительного прибора равномерная шкала (шкала с делениями постоянной длины и с постоянной ценой деления), разделена на 100 интервалов. Нижний предел измеренияU_H =25мВ, верхнийU_B= +25мВ. Здесь стрелка переместится с одной отметки шкалы на соседнюю при изменении входного напряжения наU = c_U= [25(25)]100 = 0,5мВ. Поэтому цена деления c_U = 0,5мВ. Если за изменение выходной величины прибора принять перемещение стрелки на один интервал, то чувствительностьSи цена деления c_U - обратные величины:S = 1c_U = 2мВ^1.

По способу определения значения измеряемой величины приборы делятся на приборыпрямого действияиприборысравнения.

Приборы прямого действия реализуют метод непосредственной оценки и позволяют получать значения измеряемой величины на отсчетном устройстве (2.3). Результаты измерений не требуют сравнения с вещественными мерами или рабочими эталонами.

Приборы сравнения реализуют при измерении метод сравнения с мерой. Разновидности его и применения рассмотрены в 2.3. К таким приборам относят компараторы для сравнения линейных мер, фотоэлектрическую скамью с фотометром, электроизмерительный потенциометр, равноплечные весы и другие.

По способу образования показаний приборы подразделяют на показывающиеирегистрирующие.

Показывающие делят нааналоговыеицифровые.

Аналоговые приборы, как правило, стрелочные с отсчетными устройствами из двух элементов - шкалы и подвижного указателя. Их показания - непрерывная функция измеряемой величины. Это устаревшие приборы, заменяются на цифровые. Из приборов механического типа такими являются почти все приборы линейных измерений (индикаторы, измерительные головки, микрометры и т.д.)

Цифровые измерительные приборы вырабатывают дискретные сигналы измерительной информации, которые представляют в цифровой форме. Достоинства этих приборов: нет погрешностей от ошибок оператора, малое время измерения, результат легко фиксируется цифропечатающим устройством и удобен для ввода в ЭВМ. С цифровой индикацией уже созданы и приборы механического типа (индикаторы, микрометры, штангенциркули).

Регистрирующие приборыприменяют при измерении физических величин - параметров процессов или свойств объектов в динамических режимах или когда меняются условия измерения (температура, давление и т.п.). Подразделяются на самопишущие (термографы, барографы, шлейфные осциллографы и т.п.) с выдачей показания в форме диаграммы, и печатающие, с выдачей результата в цифровой форме, например, на бумажной ленте.