Разновидности методов измерения

Р

Схема 1

азновидности методов измерения могут быть представлены схемой 1.

Метод непосредственной оценки – метод измерения, при котором значения измеряемых величин определяются непосредственно по отсчетным устройствам измерительных приборов. Это наиболее распространенный и наиболее оперативный метод измерения.

Пример: измерение напряжения с помощью вольтметра.

Метод сравнения – метод измерения, при котором измеряемая величина сравнивается с одноименной величиной , воспроизводимой мерой. Процедура сравнения обычно сводится к получению разности (иногда отношения) и . При этом на два выхода сравнивающего устройства поступают сигналы и , а на его выходе получают результат сравнения.

(2)

Метод сравнения предполагает наличие обратной связи, осуществляемой вручную или автоматически, так как значение , поступающее на вход сравнивающего устройства, обычно должно изменяться в зависимости от значения на выходе устройства. При этом знак “–” в (2) определяет отрицательный характер такой обратной связи.

По сравнению с методом непосредственной оценки, метод сравнения обеспечивает более высокую точность измерений.

Метод сравнения имеет следующие разновидности:

Нулевой метод, который состоит в том, что результирующий эффект воздействия величин и на устройство сравнения доводят до нуля путем изменения величины . Очевидно, что тогда и значение измеряемой величины отсчитывается по шкале меры.

Метод применяется, например, при измерении сопротивления, емкости, индуктивности с помощью мостовых схем.

Дифференциальный метод, при котором не равное нулю остаточное значение измеряется методом непосредственной оценки, и значение определяют как

В частности, этот метод широко используется для расширения частотного диапазона цифрового частомера, измеряющего с высокой точностью разность между измеряемой частотой и известной частотой гармоники кварцевого генератора.

Метод замещения, при котором измеряемую величину на входе прибора непосредственной оценки замещают регулируемой мерой более высокого класса точности. При этом, регулируя значение меры , добиваются, чтобы показание прибора совпало с его же показанием, когда на его входе была измеряемая величина. В этом случае, пренебрегая погрешностью меры, можно считать, что , а разность будет определять погрешность прибора.

Измерительные преобразователи

Измерительный преобразователь — это техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Любой измерительный прибор может состоять из одного или нескольких преобразователей.

О

Рис. 2

дной из важнейших характеристик измерительного прибора или преобразователя является функция преобразования

, (3)

т. е. функциональная зависимость выходной величины Y от входной Х, описываемая аналитическим выражением, графиком или таблицей (рис. 2).

Другой важной характеристикой измерительного прибора или преобразователя является его чувствительность

(4)

отношение изменения сигнала на выходе dY к вызывающему его малому изменению входного сигнала dX:

Чаще всего стремятся иметь линейную функцию преобразования, имеющую функцию преобразования вида:

, (5)

где чувствительность (коэффициент передачи) есть постоянная величина. При нелинейной функции преобразования , очевидно, зависит от величины входного сигнала (рис. 2). Чувствительность не следует путать с порогом чувствительности прибора, под которым понимают наименьшее значение измеряемой величины, вызывающее достоверное различимое от нуля показание прибора.