3. 5. 4. Измерительные преобразователи, установки и системы

Измерительный преобразователь - средство измерения, которое в отличие от прибора, вырабатывает сигнал измерительной информации в форме, удобной для дальнейшей передачи, преобразования, обработки и хранения, но не поддающийся непосредственному восприятию наблюдателем.

Преобразуемую физическую величину называют входной, а результат преобразования -выходной величиной. Связь между ними устанавливается функцией преобразования.

Измерительные приборы и преобразователи вместе называют измерительными устройствами.

Измерительные преобразователи являются составной частью измерительных приборов, систем. Измерительный преобразователь, к которому подведена измеряемая величина, называется первичным измерительным преобразователем, а его часть, находящаяся под непосредственным воздействием измеряемой величины, -чувствительным элементом (например, термопара в термоэлектрическом термометре).

Измерительный преобразователь, предназначенный для изменения величины в заданное число раз, называется масштабным. Таким элементом является, например, зубчатая пара или зубчатый редуктор.

Все преобразования величин в приборе могут выполняться для того, чтобы увеличить измеряемую величину в несколько тысяч раз и лишь после этого сравнить ее с мерой - известной величиной. Такое сравнение осуществляется точнее, чем непосредственное сравнение измеряемого размера с мерой.

Измерительный преобразователь для дистанционной передачи сигнала измерительной информации называется передающим. Такие преобразователи позволяют, например, удалить отсчетное устройство от остальной части прибора, если это требуется условиями эксплуатации.

Последовательные преобразования измеряемой величины в другие физические величины для повышения точности сравнения с мерой и получения результата измерения в нужной форме происходят почти во всех измерительных приборах.

Элементы, в которых осуществляется каждое из этих преобразований, образуют измерительную цепь прибора.

Схематическое изображение измерительной цепи и последовательности преобразований измеряемой величины называют структурной схемой цепи. Именно с ее составления начинается проектирование нового прибора. Далее определяется принцип действия и основные свойства каждого элемента. Часть элемента берется унифицированной (покупные элементы), другие, оригинальные, разрабатываются конструктором, который решает вопрос о принципе их действия, особенностях конструкции и основных параметрах.

Таким образом структурная схема измерительной цепи превращается в принципиальную схему.

Схема, на которой изображена последовательность преобразований в измерительной цепи прибора, указаны унифицированные элементы, дан принцип действия каждого оригинального элемента, приведены их параметры, называется метрологической схемой прибора. По ней конструктор ведет расчеты прибора на точность и разработку конструкции. Из схемы должно быть видно, от каких параметров зависит точность прибора (длина рычага, передаточное отношение зубчатой передачи и т.п.), т.е. должны выявляться основные причины погрешности измерения. Их учитывают при расчетах и конструировании. В метрологической схеме измерительного прибора указывается также его положение относительно контролируемого объекта. Для измерительных приборов механического типа метрологическая схема может быть совмещена с кинематической.

Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте. Созданием установок, или как их еще называют - стендов, обеспечивается высокая производительность труда на рабочих местах операторов в конкретных условиях производства или поверочных лабораторий.

Измерительные системы создаются для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления. Они состоят из мер, измерительных приборов и преобразователей, схем автоматического регулирования. Если элементы системы разнесены в пространстве, то они соединяются между собой каналами связи.