Введение.

Задачи и значение измерений в производстве. Краткая характеристика современного состояния и перспектив развития измерительной техники. Роль отечественных учёных в области метрологии.

Курс ЭРИ изучает основные методы исследования параметров радиодеталей, электрических и электронных схем, а также назначение, устройство, принцип действия, структурные схемы, порядок подготовки и применения наиболее распространённых электрорадио измерительных приборов.

Измерения являются основным средством познания природы и различных явлений происходящих в ней, они возникли с началом сознательной деятельности человека. Из всех физических измерений особая роль отводится электрорадио техническим, это объясняется тем, что теоретическая и прикладная электрорадио техника связаны с такими электрорадио техническими величинами и явлениями непосредственное восприятие которых, а тем более количественное определение недоступно органам чувств человека. Все измерения имеют двоякое значение: познавательное и контролирующее.

Познавательное значение состоит в том, что с помощью электрорадио измерительной аппаратуры путём эксперимента подтверждаются различные теоретические выводы и открытия в науке. Эти измерения носят лабораторный характер и связаны с применением измерительной аппаратуры узкого назначения и часто вызывают необходимость разработки новых методов измерения и новой измерительной техники.

Как средство контроля в различных технологических процессах производства электрорадио измерительные приборы являются наиболее надёжными точными и универсальными.

Контролирующие измерения подразделяются на 3 вида: производственные, эксплуатационные и поверочные.

Производственные измерения связаны с контролем параметров выпускаемых радиодеталей, а также с настройкой, регулировкой электронных схем, узлов, блоков и радиотехнических устройств в целом, эти измерения также осуществляются приборами целевого назначения - сравнительно невысокого класса точности, в автоматизированных производствах и поточных линиях применяются автоматические измерительные средства, которые не только осуществляют измерение номинальных значений выпускаемых радиодеталей, но и ведут разбраковку по процентному отношению номинальной величины.

Эксплутационные измерения связаны с контролем режимов работы различных электрорадио технических установок в процессе их эксплуатации, эти измерения как правило осуществляются измерительными приборами вмонтированными в эти установки, они имеют невысокий класс точности, иногда их называют индикаторами. В тех электрорадио технических установках в которых присутствие экспериментатора не желательно по техпроцессу или вредно для его здоровья, применяется АИС(автоматическая измерительная система), которая фиксирует не только мгновенное значение исследуемого параметра, но и сравнивает его с

заданным. Сигнал разности между ними через исполнительное устройство вводит контролируемый объект в заданный режим. В состав АИС входят:

Датчики преобразующие контролируемый вид параметра в электрический сигнал;

Измерительные приборы фиксирующие электрический сигнал;

ЭВМ сравнивающую мгновенные значения контролируемого параметра с заданным режимом и формирующую сигнал разности между ними;

Исполнительное устройство, которое с помощью сигнала разности вводит контролируемый объект в заданный режим.

Поверочные измерения связаны с контролем соответствия фактической точности измерения прибором, присвоенному классу точности, эти измерения осуществляются в метрологических отделах, или ЦЗЛ(Центральных заводских лабораториях). Поверке подлежат все электрорадио измерительные приборы используемые при производственных и эксплуатационных измерениях. Периодичность поверки определяется характером производства и устанавливается метрологическим отделом, при этом применяются образцовые приборы ГОСТ разрешает применение в качестве образцовых приборы имеющие класс точности как минимум в 3 раза выше класса точности поверяемого прибора.

1 Основы метрологии Основные понятия и определения

Метрология - это наука об общих принципах измерения физических величин. Она является основой при разработке новых методов измерения и новой измерительной техники. Метрология обеспечивает единство измерений в стране осуществляет строгую взаимосвязь между первичными эталонами и техническими измерительными средствами используемыми в производстве.

Основателем отечественной метрологии является Д.И. Менделеев по настоянию которого и при непосредственном участии была открыта лаборатория по изготовлению и хранению первичных эталонов. В настоящее время хранителем и разработчиком различных эталонов является ВНИИМ(Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Менделеева). Кроме основного или головного института метрологии существует ряд отраслевых и зональных институтов метрологии, на предприятиях за состоянием измерительной техники, правильностью её эксплуатации, своевременностью поверок контроль осуществляют метрологические отделы или ЦЗЛ. Сотрудники этих подразделений консультируют прибористов по внедрению новой измерительной техники и новых телепроцессов.

Измерения - это физический процесс сравнения исследуемой величины с заранее выбранной единицей измерения, эталоном или мерой. При этом определяется количественное соотношение между ними. В процессе измерения принимают участие: исследуемая величина, измерительный прибор, иногда эталон или мера, и применяется тот или иной метод.

Измерительным прибором называется устройство с помощью которого осуществляется процесс сравнения.

Эталон - это устройство, тело изготовленное с наивысшей доступной для данного уровня развития техники метрологической точностью, и предназначенное для хранения и воспроизведения единицы какой либо величины.

В нашей стране существует 3 вида эталонов:

Первичные эталоны - изготавливаются в единичном экземпляре с максимально возможной точностью и служит только для хранения единицы какой либо величины;

Вторичные эталоны - изготавливаются в нескольких экземплярах с меньшей точностью и служат для хранения и воспроизведения этой величины ггри градуировке и поверке рабочих и технических эталонов;

Рабочие или технические эталоны - служат для хранения и воспроизведения единиц какой либо величины при градуировке и поверке образцовых приборов.

1.1 Методы измерения

Их классификация и характеристика.

Методом измерения называется способ сравнения исследуемой величины с заранее выбранной единицей измерения, эталоном или мерой.

Прямой метод - сущность данного метода состоит в том, что в процессе исследования какой либо величины прямо измеряется интересующая величина, результат отсчитывается по шкале прибора или считывается с индикатора.

Косвенный метод - сущность данного метода состоит в том, что исследуемая величина прямо не измеряется, а вычисляется математическим путём на основе измерения других величин функционально связанных с исследуемой, данный метод применяется в том случае если характер исследуемой величины не позволяет применить приборы прямого метода(измерение сопротивления действующей электрической цепи) или при отсутствии приборов прямого метода. Данные методы основаны на использовании различных законов радио-электротехники (закон Ома, закон резонансной частоты и т.п.).

Метод непосредственной оценки - сущность данного метода состоит в том, что в процессе исследования какой либо величины её значение отсчитываются непосредственно по шкале прибора, градуированной в значениях измеряемой величины. В связи с тем, что при применении данного метода образцовая величина в процессе измерения не участвует, точность измерения сравнительно не высока, однако данный метод и приборы основанные на нём имеют наибольшее распространение. Это объясняется тем, что процесс измерения прост, быстродейственен, даёт наглядное представление о значении измеряемой величины и её изменениях, не требует высокой квалификации экспериментатора.

Метод сравнения - сущность данного метода состоит в том, что исследуемая

величина в процессе измерения сравнивается с образцовой величиной того же рода.

Существуют три разновидности методов сравнения: нулевой метод,

дифференциаль ПЫИ И МеТОД Замещения, (дальше методы измерения конспектировать самостоятельно)

При нулевом методе измеряемая величина или величина, зависящая от неё, уравновешивается мерой. Индикаторный прибор регистрирует исчезновение какой либо величины, которое будет наблюдаться при равенстве сравниваемых величин. Для данного метода характерна высокая точность. К нулевым методам относят: метод компенсации, метод моста(с уравновешенным мостом), метод нулевых биений, измерение частоты осциллографом при помощи фигур Лиссажу и др.

При дифференциальном методе прибор измеряет разность между искомой величиной и мерой и должен быть отградуирован в единицах измеряемой величины.

Измеряемая величина определяется по значению меры и показаниям прибора. Если сравниваемые величины мало отличаются друг от друга, то этот метод может обеспечить довольно высокую точность. Примером применения дифференциального метода могут служить: неуравновешенные мосты, компенсаторы с неполной компенсацией и т.п.

При методе замещения измеряемая величина замещается регулируемой мерой. Путём изменения известной величины добиваются таких же показаний приборов, что и в первом случае. Этот метод позволяет исключить систематическую погрешность измерения. Отличие метода замещения от дифференциального и нулевого заключается в том, что эффект от действия сравниваемых величин наблюдается не одновременно, а поочерёдно.

В электро-радио измерениях особенно широкое применение получили методы: компенсации, моста, биений и резонанса.

Метод компенсации применяется для измерения напряжения, тока, сопротивления и мощности. Непосредственно этим методом измеряют только напряжение. Остальные величины определяют косвенным методом, на основе результатов прямых измерений напряжения. Данный метод основан на уравновешивании измеряемого напряжения на опорном резисторе Ro

0	V^Ro
о	—•—|
ф	<-

Метод моста - сущность данного метода состоит в том, что в процессе измерения действие измеряемой величины на прибор сводится к нулю действием обратной величины того же рода, но обратного воздействия. Применение этого метода основано условиях равновесия мостовой схемы. Условием равновесия мостовой схемы является равенство произведений сопротивления противоположных плеч. Сущность данного явления состоит в том, что если в диагональ мостовой схемы включить высокочувствительный индикатор тока, на вторую диагональ подать напряжение, то при любом напряжении приложенном ко второй диагонали ток через индикатор будет равен нулю если Rj*R4= R?*Ri

На данном принципе построены приборы группы Е предназначенные для измерения сопротивления R${/ ), С_х, Tgy, L_x, Q.