Лекция 7

Измерительные приборы представляю собой СИ предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Результаты измерений приборами выдаются их отсчетными устройствами. Последние подразделяются на шкальные, цифровые и регистрирующие.

Шкальные отсчетные устройства состоят из шкалы представляющей собой совокупность отметок и чисел, изображающих ряд последовательных значений измеряемой величины и указателя (стрелки, электронного луча и др.), связанного с подвижной системой прибора.

Отметки шкалы, у которых поставлено числовое значение, называются числовыми отметками шкалы.

Основными характеристиками шкалы рассматриваемого отсчетного устройства являются: длина деления шкалы – расстояние между осями или центрами двух соседних отметок (штрихов или точек) шкалы, измеренное вдоль ее базовой линии, т.е. линии, проходящей через середины ее самых коротких отметок и цена деления шкалы – значение измеряемой величины, которое вызывает перемещение подвижного элемента отсчетного устройства на одно деление, т.е. модуль разности значений измеряемой величины, соответствующих соседним отметкам шкалы.

Указанное на шкале наименьшее и наибольшее значения измеряемой величины называются соответственно начальным и конечным значениями шкалы. Область значений, ограниченная начальным и конечным значением шкалы, называется диапазоном шкалы показаний.

Диапазон измерений – это та часть диапазона показаний, для которой нормированы пределы допускаемых погрешностей СИ. Наименьшее и наибольшее значения диапазона измерений называются соответственно нижним и верхним пределами измерений.

В технических приборах диапазон измерений и диапазон показаний, как правило, совпадают.

Значение величины, определяемое по отсчетному устройствуву СИ и выраженное в принятых единицах этой величины, называют показанием средства измерений. Показание может быть выражено как

Х_п = Nc или Х_п = N_дет · с_дет

Где N – отсчет (наименование число, отсчитанное по отсчетному устройству СИ либо полученное счетом последовательных отметок или сигналов); с – постоянная СИ (число именованное в единицах измеряемой величины; N_дет – число делений, подсчитанных по отсчетному устройству); с_дет – цена деления шкалы как разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

Шкалы приборов бывают двухсторонними, безнулевыми.

Чувствительность ИП – это отношение изменения сигнала Δ l на выходе ИП к вызывающему его изменению измеряемой величины Δ А, т.е. S = Δ l/ΔA.

Цифровые измерительные приборы автоматически вырабатывают дискретные сигналы измерительной информации, которые представляют в цифровой форме отсчет у них производится с помощью механических или электронных цифровых отсчетных устройств.

Цифровые измерительные приборы по сравнению со стрелочными имеют ряд достоинств: процесс измерения автоматизирован, что исключает возникновение погрешностей, обусловленных ошибками оператора; время измерения очень мало; результат измерений, выдаваемый в цифровой форме, легко фиксируется цифропечатающим устройством и удобен для ввода в Электронно-вычислительную машину.

Измерение электрического напряжений, частоты колебаний и многих других физических величин.

Регистрирующие измерительные приборы подразделяют на самопишущие (например, барографы, термографы, шлейфные осциллографы), выдающие показания в форме диаграммы, и печатающие, которые выдают результат измерений в цифровой форме на бумажной ленте. Регистрирующие приборы используют при измерении физических величин-параметров процессов или свойств объектов в динамических режимах, когда непрерывно изменяются те или иные условия измерения (температура, давление).

Измерительные преобразователи – средство измерений служащее для выработки измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателям.

Измерительные преобразователи, к которому подведена измеряемая величина, называется первичным преобразователем (например, термопара в термоэлектрическом термометре).

Измерительные преобразователи, предназначенные для изменения величины в заданное число раз, называется масштабным. Например, делитель напряжений на входе вольтметров и электронных осциллографов, а также измерительные усилители.

Измерительные преобразователи предназначенные для дистанционной передачи сигнала измерительной информации, называется передающим. Например, индуктивные и пневматические передающие преобразователи.

Цифровые отсчетные устройства бывают либо механические, либо световые. Механические устройства отсчета используются в тех цифровых устройствах (приборах), у которых измеряемая величина преобразуется в соответствующие углы поворота валов. Световое табло используется в электронных цифровых приборах, у которых измеряемые величины преобразуются в определенную последовательность импульсных сигналов

Регистрирующие отсчетные устройства состоят из пишущего или печатного механизма и ленты. Запись результатов измерений может производиться световым или электронным путем, перемещение которых зависит от значений измеряемых величин.

По способу определения значения измеряемой величины приборы делятся на две группы: прямого действия и сравнения.

Приборы прямого действия (непосредственной оценки) позволяют получать значения измеряемой величины на отсчетном устройстве.

Характерной особенностью приборов непосредственной оценки является то, что результаты, полученные с их помощью, не требует сравнения с показаниями образцовых средств измерений (вольтметры, амперметры, манометры, термометры и др.).

Приборы сравнения. Значение измеряемой величины определяют сравнением с известной величиной, соответствующей воспроизводящей ее меры. Например, измерение массы тела на рычажных весах…; компенсационные и мостовые схемы измерения. Характерной особенностью, приборов, основанных на методе сравнения, является, то, что погрешность измерения с их помощью определяется в основном погрешностью мер, с которыми сравнивают измеряемые величины. Следовательно, применение мер более высоких классов точности и разрядов обеспечивает повышение точности измерений.

По способу образования показаний приборы подразделяют на показывающие и регистрирующие. Показывающие приборы, в свою очередь, подразделяют на аналоговые и цифровые.

Аналоговые приборы – это, как правило, стрелочные приборы с отсчетными устройствами, состоящими из двух элементов – шкалы и указателя, связанного с подвижной частью прибора. Показания таких приборов являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины.