- •Глава 1. Основные термины и понятия метрологии
- •1.1. Физические свойства, величины
- •1.3. Международная система единиц (система си)
- •Глава 2. Основы техники измерений параметров технических систем
- •2.1. Модель измерения и основные постулаты метрологии
- •2.2. Виды и метолы измерений
- •2.3. Погрешности измерений
- •2.6. Оценка неисключенной составляющей систематической погрешности измерений
- •2.11. Суммирование погрешностей
- •Глава 3. Нормирование метрологических характеристик средств измерений
- •3.3. Классы точности средств измерений
- •Глава 4. Метрологическая надежность средств измерений
- •4.1. Основные понятия теории метрологической надежности
- •4.2. Изменение метрологических характеристик си в процессе эксплуатации
- •4.3. Математические модели изменения во времени погрешности средств измерений
- •4.3.1. Линейная модель изменения погрешности
- •4.3.2. Экспоненциальная модель изменения погрешности
- •4.4. Метрологическая надежность и межповерочные интервалы
- •Глава 5. Средства и методы измерений
- •5.1. Элементарные средства измерений
- •5.2. Измерительные приборы и установки
- •5.3.Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование
- •5.4. Классы точности средств измерений
- •5.5. Выбор средств измерений
- •Глава 6. Методы и средства измерений, применяемые в строительстве
- •6.1. Измерение механических характеристик материалов
- •6.3. Особенности поверки средств измерения силы
- •6.4. Неразрушающие методы контроля прочности бетона
- •6.5. Линейно-угловые измерения
- •Глава 7. Принципы метрологического обеспечения
- •7.1. Основы метрологического обеспечения
- •7.2. Нормативно-правовые основы метрологии
- •7.4.3. Поверка средств измерений
- •7.7. Анализ состояния измерений
Глава 5. Средства и методы измерений
5.1. Элементарные средства измерений
Понятие «средства измерения» имеет обобщенный характер. Оно включает в себя разнообразные конструктивно законченные устройства, выполняющие различные функции.
Элементарными средствами измерений называют меры, устройства сравнения (компараторы) и измерительные преобразователи. Каждое из этих средств, взятое в отдельности, не может осуществить операцию измерения. При выполнении простейших прямых измерений методом сравнения необходимо только два элементарных средства: мера и компаратор. Например, при измерении длины — линейка и человек, выполняющий функции компаратора.
При использовании метода непосредственной оценки в состав измерительного средства обязательно входит измерительный преобразователь, позволяющий проградуировать прибор в единицах измеряемой величины на основе функциональной зависимости между преобразуемой и преобразованной величинами. Примером простейшего преобразователя является точная винтовая пара в микрометре, преобразующая вращательное движение микрометрического винта в поступательное.
Измерительным преобразователем называется средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
По месту расположения в измерительной цепи преобразователи подразделяются на первичные, непосредственно воспринимающие воздействие измеряемой величины, и промежуточные, расположенные после первичного преобразователя и предназначенные для дальнейшего преобразования измерительного сигнала. Конструктивно обособленные первичные преобразователи иногда называют датчиками. Например, тензорезисторный датчик перемещения является первичным преобразователем, преобразующим перемещение в изменение активного сопротивления.
Наиболее часто используют линейные преобразователи, имеющие линейную связь между входной и выходной величинами. При этом если природа входной и выходной величин сохраняется, а изменяется только размер величины в заданное число раз, то преобразователь называется масштабным (например, измерительный микроскоп).
По виду входных и выходных величин преобразователи подразделяются:
• на аналоговые, преобразующие одну аналоговую величину в другую аналоговую величину;
• аналого-цифровые, преобразующие аналоговый измерительный сигнал в цифровой код;
• цифроаналоговые, преобразующие цифровой код в аналоговую величину.
Измерительным сигналом называется сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой физической величине. Измерительные сигналы характеризуются значительным количеством параметров; им посвящена обширная научная литература.
Наиболее универсальными носителями количественной информации являются электрический и радиосигналы, которые позволяют передавать информацию на значительные расстояния и удобны для обработки и дальнейшего преобразования. Поэтому большое внимание уделяется разработке и использованию первичных преобразователей, преобразующих в электрический сигнал измеряемые механические, линейно-угловые и другие физические величины.