- •Определение датчика. Виды датчиков.
- •Активные датчики
- •Пассивные датчики
- •Комбинированные датчики
- •Влияние внешних факторов на показания датчика
- •Эталоны и единицы физических величин
- •Пределы применимости датчиков
- •Чувствительность датчика
- •Линейность характеристик датчика
- •Быстродействие датчика
- •Параметры измерительной системы, влияющие на точность измерений
- •Погрешности измерений
- •Определение наиболее вероятного значения измеренных величин в результате статистической обработки
- •Градуировка датчика
- •Воспроизводимость результатов
- •Области применения датчиков
- •Материалы твердотельных сенсоров
- •Технологии изготовления тонкопленочных твёрдотельных сенсоров
- •Энергетические и светотехнические величины
- •Оптический спектр излучения
- •Закон Ламберта
- •Закон Кирхгофа
- •Законы Вина
- •Закон излучения Планка
- •Излучение нечерных тел
- •Источники ик-излучения. Их классификация.
- •Источники температурного излучения.
- •Классификация приемников ик-излучения.
- •Параметры и характеристики фп
- •Тепловые (неселективные) фп
- •Фотоприемники с внутренним фотоэффектом
- •Фотоэмиссионные датчики
- •Многодиапазонные приёмники
- •Многоэлементные фп
- •Датчики изображения
- •Охлаждение фп
- •Методы осаждения пленок фоточувствительных материалов
- •Физическое осаждение из паровой фазы
- •Методы химического осаждения
- •Гидрохимическое осаждение пленок
Эталоны и единицы физических величин
Единственными измеряемыми величинами, значения которых достаточно точно известны, являются величины воспроизводимые эталонами.
Основными единицами международной системы единиц СИ являются метр (м), кг, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль.
Длина – в 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам было принято:
1 м = 1650763,73 λ, где
λ0 – длина волны излучения Кr96 в вакууме при переходе с 2р10 на 5d5 уровни. Эталон метра воспроизводится с погрешностью 10-9.
Масса – Pt – Ir (90%+10%) цилиндр (Ø и h = 39 мм), находящийся на хранении в национальном архиве Франции. Есть копии, которые поверяются на коромысловых весах с погрешностью 10-9 г.
Время – С 1964г. 1 секунда это 9192631770 t0, где t0 - период излучения, соответствующий переходу между двумя уровнями основного состояния Cs133. Соответствующая частота воспроизводится с точностью 10-10.
Температура – в отличии от длины и массы, температура является интенсивной (активной) величиной. Она не обладает свойством аддитивности. XIII Генеральной конференцией по мерам и весам была предложена международная практическая температурная шкала МПТШ – 68, основанная на 12 воспроизводимых равновесных температурных состояниях (tкип.Н2, Ne, O2, H2O; tзатвердев. Zn, Ag, Au, тройная точка H2O и т.д.).
1 К = 1/273,16 термодинамические температуры тройной точки H2O.
В интервалах значения температур основываются на показаниях эталонных термометров.
13,81 – 903,89 К – Pt термометр сопротивления в форме полинома 4 степени.
903,89 – 1337,58 К – термопара Pt – PtRh.
> 1337,58 К – спектральный пирометр на законе Планка.
Относительная погрешность 3∙10-3 – 273∙10-6 – 6∙10-2.
Сила тока – 1А соответствует силе взаимодействия 2х параллельных проводников в вакууме на расстоянии 1м на участке проводников длиной 1м равной 2∙10-7 Н.
Сила света – 1 кандела (Кд) – сила света, испускаемого с площади 1/600000м2 (1,67 мм2) сечения АЧТ (tплавл. Pt = 2042 К) в перпендикулярном направлении.
Количество вещества – 1 моль – количество вещества, содержащее столько же частиц, сколько содержится в изотопе С12 массой 0,012 кг.
Пределы применимости датчиков
Если механические, тепловые, электрические воздействия на датчик превышают указанный предел, то изменения характеристик датчика могут отклоняться от известных, т.е. должны быть известны пределы его применимости.
Область применения, в которой обеспечиваются номинальные параметры. Эта область соответствует нормальным условиям применения датчиков.
Область обратимого ухудшения параметров. Это та область, в которой значения измеряемой величины либо физических параметров, связанных с влияющими величинами, выходят за пределы области, номинальных параметров, но метрологические характеристики при этом ухудшаются обратимо (т.е. при переходе к области номинальных параметров все метрологические характеристики восстанавливаются).
Область необратимого ухудшения параметров. Это та область, в которой датчик работоспособен, но при возврате в область номинальных параметров потребуется его новая градуировка.
Пределы измерений. Это разность предельных величин, ограниченных диапазоном измеряемых величин, в котором работа датчика удовлетворяет поставленным условиям. Диапазон измеряемой величины, как правило, соответствует области номинальных параметров. При изменении требований к датчику этот диапазон может расширяться или сужаться.