Виды средств измерений

Измерительная техника

Эталоны

и образцовые

средства

Лабораторная

измерительная

техника

Измерительная техника для специальных применений

Бытовая измерительная техника

Измерительная техника для промышленного

применения

действующая периодически

работающая

непрерывно

Рисунок 1. − Общая классификация измерительной техники

На рисунке 1 представлена классификация измерительной техники как по методам измерений, так и по областям применения. Штриховые линии отражают условность границ между измерительной техникой того или иного применения, т.е. возможности использования одной и той же аппаратуры в различных условиях эксплуатации и для решения различных задач [11].

Под прецизионной измерительной техникой понимают средства, предназначенные для выполнения различных метрологических исследований и экспериментов. Они включают разработки и усовершенствования методов воспроизведения и передачи размеров единиц измерения, а также определения значений природных констант с максимально возможной точностью.

Под измерительной техникой лабораторного применения понимают средства, предназначенные преимущественно для экспериментов при проведении научно-исследовательских работ и определения количественных значений соответствующих величин, а также параметров и характеристик различных процессов.

Измерительная техника промышленного назначения охватывает средства, имеющие отношение к технологическим процессам производства различных видов продукции. Характерным для этих средств является непрерывный режим работы, но используются и средства, которые работают с прерыванием во времени.

Измерительная техника специального применения отличается в основном конструктивным исполнением, что обусловлено спецификой окружающей среды соответствующих областей измерения.

По виду выдаваемой информации различают аналоговые и циф­ровые приборы.

Аналоговый прибор − измерительный прибор, показа­ния которого являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины.

Цифровой прибор − измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которых представлены в цифровой форме.

По способу выдачи измерительной информации измерительные приборы делятся на показывающие и регистрирующие.

Показываю­щий прибор − измерительный прибор, допускающий отсчитывание по­казания, регистрирующий − прибор, в котором предусмотрена регист­рация показаний.

Регистрирующий прибор, в котором предусмотрена запись показаний в форме диаграммы, называют самопишущим, а пе­чатание показаний в цифровой форме − печатающим.

Классификация средств измерений

Средство измерения (СИ) – это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики воспроизводящее и(или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течении известного интервала времени.

Рисунок - Классификация средств измерений

Меры – это СИ, воспроизводящие или хранящее физическую величину  заданного размера.

Меры могут быть

• однозначными, воспроизводящими одно значение физической величины (гиря, калибр на  заданный размер, образцы твердости, шероховатости, катушка  сопротивления, нормальный элемент, воспроизводящий значение  ЭДС), и

• многозначными – для воспроизведения плавно или дискретно ряда значений одной и той же физической величины (измерительный конденсатор переменной емкости, набор конечных мер, магазин емкостей, индуктивности и сопротивления, измерительные линейки).

Измерения методом сравнения с мерой выполняют с помощью  специальных технических средств – компараторов (равноплечие  весы, измерительный мост и т. д.). Иногда в качестве компаратора выступает человек, например, при измерении длины линейкой.

Измерительный преобразователь – техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобной для обработки, хранения, дальнейшего преобразования, индикации или передачи и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Это термопары, измерительные трансформаторы и усилители, преобразователи давления. По месту, занимаемому в измерительной цепи, они делятся на первичные, промежуточные и т. п. Конструктивно они выполняются либо отдельными блоками, либо составной частью СИ. Не следует отождествлять измерительные преобразователи с преобразовательными элементами. Последние не имеют метрологических характеристик, как, к примеру, трансформатор тока или напряжения.

По характеру преобразования различают: аналоговые, цифро-аналоговые, аналого-цифровые преобразователи.

По месту в измерительной цепи различают:

а) первичный измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина, т.е. первый преобразователь в измерительной цепи измерительного прибора (установки, системы).

Конструктивно обособленный первичный преобразователь, от которого поступают измерительные сигналы (он "дает" информацию) называется датчиком;

б) передающий измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измерительной информации;

в) масштабный измерительный преобразователь – измерительный преобразователь, предназначенный для изменения размера величины в заданное число раз

Измерительный прибор – СИ, предназначенное для переработки сигнала измерительной информации в другие, доступные для непосредственного восприятия наблюдателем формы.

Различают приборы прямого действия (амперметры, вольтметры, манометры) и приборы сравнения (компараторы).

По способу отсчета измеряемой величины СИ делятся на показывающие (аналоговые, цифровые), регистрирующие (на бумажную или магнитную ленту) и т. п.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенных для измерения одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте.

Например, поверочные установки, установки для испытания электротехнических, магнитных и других материалов. Измерительная установка позволяет предусмотреть определенный  метод измерения и заранее оценить погрешность измерения.

Измерительная система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого пространства (среды, объекта и т. п.) с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству (объекту, среде и т.п.).

Измерительная система – это комплекс СИ и вспомогательных устройств с компонентами связи (проводные, телевизионные др.), предназначенный для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки,  передачи и (или)  использования  в  автоматических  системах  управления.

В отличие от измерительных установок, предусматривающих  изменения режима и условий функционирования, измерительная  система не воздействует на режимы работы, а предназначена  только для сбора и (или) хранения информации. Частными случаями измерительной системы являются

информационно-вычислительный комплекс (ИВК), информационно-измерительные системы (ИИС).

К последним можно отнести

системы автоматического контроля,

системы технического диагностирования и

системы  распознавания образов,

системы для передачи неизмерительной информации.

При организации поверки рабочих СИ используют  различные эталоны и образцовые СИ.

По уровню автоматизации СИ подразделяются на:

• неавтоматическое средство измерений – средство измерений, не имеющее устройств для автоматического выполнения измерений и обработки их результатов;

• автоматизированное средство измерений – средство измерений, производящее в автоматическом режиме одну или часть из мерительных операций;

• автоматическое средство измерений – средство измерений, производящее в автоматическом режиме измерения и все операции, связанные с обработкой результатов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработкой управляющего сигнала.

По метрологическому назначению СИ подразделяются на:

• рабочее средство измерений – средство измерений, предназначенное для измерений не связанных с передачей размера единицы

другим средствам измерения. К ним относятся средства измерений, применяемые в научных целях, при контроле параметров

продукции и технологических процессов, в астрономии, в геодезии и т. п;

• метрологическое средство измерений – средство измерений, предназначенное для метрологических целей: воспроизведение единицы и (или) ее хранение или передача размера единицы рабочим средствам измерений.

К ним относят

- эталоны,

- образцовые средства измерений,

- поверочные установки,

- средства сравнения компараторы),

- стандартные образцы.

По отношению к измеряемой физической величине различают:

• основное средство измерений – средство измерений той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей;

• вспомогательное средство измерений – средство измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учесть для получения результатов измерений требуемой точности.