1.4.1 Matavimo priemonių tipai

Pagal metrologinę paskirtį matavimo priemonės skirstomos į pavyzdines ir veikiančias.

pavyzdingas yra skirti kitų, tiek veikiančių, tiek pavyzdinių, mažesnio tikslumo matavimo priemonių tikrinimui.

darbininkų matavimo prietaisai yra skirti matuoti dydžius, būtinus įvairiai žmogaus veiklai.

Matavimo priemonių skirstymo į pavyzdines ir veikiančias esmė yra ne konstrukcijoje ir ne tikslume, o jų paskirtyje.

Matavimo priemonės apima:

Priemonės, skirtos atkurti tam tikro dydžio fizinį kiekį. Yra vienvertės ir daugiareikšmės matų, taip pat matų rinkiniai (svoriai, kvarciniai osciliatoriai ir kt.). Vadinamos priemonės, kurios atkuria vienodo dydžio fizikinius dydžius nedviprasmiškas. Daugiareikšmiai matai gali atkurti daugybę fizinio dydžio matmenų, dažnai net nuolat užpildydami tam tikrą spragą tarp tam tikrų ribų. Dažniausiai naudojami kelių reikšmių matai yra milimetro liniuotė, variometras ir kintamasis kondensatorius.

Rinkiniuose ir žurnaluose atskiri matai gali būti derinami įvairiais deriniais, kad būtų atkurti tam tikri tarpiniai arba bendri, bet būtinai atskiri dydžiai. Parduotuvės sujungtos į vieną mechaninę visumą, aprūpintos specialiais jungikliais, kurie susieti su skaitymo įrenginiais. Priešingai, rinkinys paprastai susideda iš kelių matų, galinčių atlikti savo funkcijas tiek atskirai, tiek įvairiais deriniais tarpusavyje (galinių ilgio matų rinkinys, svorių rinkinys, kokybės koeficiento ir induktyvumo matų rinkinys ir kt.). ).

Palyginimas su priemone atliekamas naudojant specialias technines priemones - lyginamieji(lygių rankų balansas, matavimo tiltas ir kt.).

Vienareikšmiškos priemonės taip pat apima mėginius ir etalonines medžiagas. Medžiagų ir medžiagų sudėties ir savybių etaloninės medžiagos yra specialiai suprojektuoti tam tikro ir griežtai reguliuojamo turinio medžiagos kūnai arba pavyzdžiai, kurių viena iš savybių tam tikromis sąlygomis yra vertė c žinoma vertė. Tai kietumo, šiurkštumo, balto paviršiaus pavyzdžiai, taip pat standartiniai pavyzdžiai, naudojami instrumentų tikrinimui, siekiant nustatyti medžiagų mechanines savybes. Etaloninės medžiagos vaidina svarbų vaidmenį kuriant atskaitos taškus įgyvendinant svarstykles. Pavyzdžiui, grynas cinkas atkuria 419,58°C temperatūrą, auksas – 1064,43°C.

Atsižvelgiant į sertifikavimo klaidą, priemonės skirstomos į kategorijas (1-osios, 2-osios ir kt. kategorijų priemonės), o priemonių paklaida yra jų skirstymo į klases pagrindas. Tam tikrai kategorijai priskirtos priemonės naudojamos matavimo priemonėms patikrinti ir vadinamos pavyzdinėmis.

Matavimo keitikliai- tai yra matavimo priemonės, kurios apdoroja matavimo informaciją į formą, patogią tolesniam konvertavimui, perdavimui, saugojimui ir apdorojimui, tačiau paprastai nėra prieinamos stebėtojui tiesiogiai suvokti (termoporos, matavimo stiprintuvai ir kt.).

Konvertuotinas kiekis vadinamas įvestis, o transformacijos rezultatas yra laisvadienis dydis. Santykį tarp jų nurodo transformacijos funkcija (statinė charakteristika). Jei dėl transformacijos dydžio fizikinė prigimtis nekinta, o transformacijos funkcija yra tiesinė, tai keitiklis vadinamas didelio masto, arba stiprintuvas(įtampos stiprintuvai, matavimo mikroskopai, elektroniniai stiprintuvai). Žodis „stiprintuvas“ paprastai vartojamas su apibrėžimu, kuris jam priskiriamas priklausomai nuo konvertuojamos vertės tipo (įtampos stiprintuvas, hidraulinis stiprintuvas) arba nuo jame įvykstančių pavienių transformacijų tipo (vamzdinis stiprintuvas, reaktyvinis stiprintuvas). ).

Tais atvejais, kai įvesties reikšmė keitiklyje paverčiama į kitokią fizinio pobūdžio reikšmę, jis gauna pavadinimą pagal šių dydžių tipus (elektromechaninis, pneumokapacityvus ir pan.).

Pagal įrenginyje užimamą vietą keitikliai (3.1 pav.) skirstomi į: pirminis, kuriam taikomas tiesiogiai išmatuotas fizikinis dydis; perduodamas, kurio išvestyje formuojami kiekiai, patogūs juos registruoti ir perduoti per atstumą; tarpinis, užimantys vietą matavimo grandinėje po pirminių.

Ryžiai. 3.1. Matavimo informacijos konvertavimas: 1 - jautrus elementas;
2 - pirminis keitiklis; 3 - tarpiniai keitikliai;
4 - perdavimo keitiklis

Matavimo prietaisai reiškia matavimo priemones, skirtas gauti matavimo informaciją apie išmatuojamą kiekį tokia forma, kurią stebėtojas galėtų suvokti.

Labiausiai paplitęs prietaisai tiesioginis veiksmas , kai naudojant išmatuotą vertę yra atliekama eilė nuoseklių transformacijų viena kryptimi, tai yra, negrąžinant pradinės vertės. Tiesioginio veikimo prietaisai apima daugumą manometrų, termometrų, ampermetrų, voltmetrų ir kt.

Žymiai didesnės tikslumo galimybės lyginamieji, skirtas palyginti išmatuotus dydžius su dydžiais, kurių vertės yra žinomos. Palyginimas atliekamas naudojant kompensacines arba tiltines grandines. Kompensacinė grandinės naudojamos aktyviems dydžiams palyginti, tai yra, jos neša tam tikrą energijos kiekį (jėgas, slėgius ir jėgų momentus, elektros įtampas ir sroves, spinduliuotės šaltinių ryškumą ir kt.). Palyginimas atliekamas abipusiškai įtraukiant šiuos dydžius į vieną kontūrą ir stebint jų skirtingą poveikį. Pagal šį principą tokie įtaisai kaip vienodos ir vienodos svirties svarstyklės (masių poveikio svirties jėgos poveikio palyginimas), tuščiosios masės ir apkrovos matuokliai vakuuminiuose matuokliuose (jėgų poveikio palyginimas). išmatuotas slėgis ir masės matai) ant stūmoklio ir kt.

Pasyviam didumui (elektrinės, hidraulinės, pneumatinės ir kitos varžos) palyginti naudojamos tiltų grandinės, tokios kaip elektriniai subalansuoti arba nesubalansuoti tiltai.

Pagal išmatuotų dydžių verčių skaitymo metodą prietaisai skirstomi į rodantis, įskaitant analoginis ir skaitmeninis, ir toliau registruojantis.

Labiausiai paplitę yra analoginiai instrumentai, kurių skaitymo įrenginiai susideda iš dviejų elementų – skalės ir rodyklės, kurių vienas yra prijungtas prie kilnojamos įrenginio sistemos, o kitas – prie korpuso. Skaitmeniniuose instrumentuose skaitymas atliekamas naudojant mechaninius, elektroninius ar kitus skaitmeninius skaitymo įrenginius.

Pagal išmatuotos vertės įrašymo būdą įrašymo įrenginiai skirstomi į savarankiškas įrašymas ir spausdinimas. Registravimo prietaisuose (pavyzdžiui, barografe ar kilpiniame osciloskope) rodmenų įrašymas yra grafikas arba diagrama. Spausdinimo įrenginiuose informacija apie išmatuoto kiekio reikšmę pateikiama skaitine forma ant popierinės juostos.

Automatiniai palyginimo įrenginiai dažniausiai gaminami kombinuotų įrenginių pavidalu, kuriuose skalė arba skaitmeninis rodmuo derinamas su įrašymu į diagramą arba matavimo rezultatų spausdinimu.

1. Pagalbiniai matavimo prietaisai.Į šią grupę įeina dydžių, turinčių įtakos kitos matavimo priemonės metrologinėms savybėms jos naudojimo ar patikros metu, matavimo priemonės. Pagalbinių matavimo priemonių rodmenys naudojami matavimo rezultatų pataisoms apskaičiuoti (pavyzdžiui, termometrai temperatūrai matuoti aplinką dirbant su dedveito testeriais) arba kontroliuoti įtakojančių dydžių verčių palaikymą nurodytose ribose (pavyzdžiui, psichrometrai drėgmei matuoti su tiksliais trukdžių ilgio matavimais).
2. Matavimo įrenginiai. Norint išmatuoti kiekį ar kelis dydžius vienu metu, kartais vieno matavimo prietaiso neužtenka. Tokiais atvejais sukuriami ištisi vienoje vietoje esančių ir funkcionaliai tarpusavyje sujungtų matavimo priemonių (matų, keitiklių, matavimo priemonių ir pagalbinių priemonių) kompleksai, skirti generuoti matavimo informacijos signalą tokia forma, kurią būtų patogu tiesiogiai suvokti. stebėtojas.
3. Matavimo sistemos – tai priemonės ir įrenginiai, teritoriškai atskirti ir sujungti ryšio kanalais. Informacija gali būti pateikta tokia forma, kuri yra patogi tiek tiesioginiam suvokimui, tiek automatiniam apdorojimui, perdavimui ir naudojimui automatizuotose valdymo sistemose.

Techniniai prietaisai, skirti aptikti (nurodyti) fizines savybes, vadinami rodikliai(kompaso adata, lakmuso popierius). Rodiklių pagalba nustatomas tik mus dominančios savybės išmatuoto fizinio dydžio buvimas. Indikatoriaus pavyzdys – automobilio degalų bake esančio benzino kiekio matuoklis.

Matavimo priemonė (Meas)- tai techninis įrankis (arba įrankių rinkinys), naudojamas matavimams ir turintis normalizuotas metrologines charakteristikas.

СрMesm leidžia ne tik aptikti fizikinį dydį, bet ir jį išmatuoti, t.y. palyginkite nežinomą dydį su žinomu. Jei yra žinomo dydžio fizinis dydis, tada jis tiesiogiai naudojamas palyginimui (plokščio kampo matavimas su transporteriu, masės - naudojant svarmenis su svarmenimis). Jei žinomo dydžio fizikinio dydžio nėra, prietaiso reakcija (atsakomasis) į išmatuoto kiekio poveikį lyginama su anksčiau pasireiškusia reakcija į tokio paties dydžio, bet žinomo dydžio (matavimo) poveikį. srovės stipris su ampermetru).

1. konstruktyvus vykdymas;
2. metrologinės paskirties.

Pagal konstrukciją CPIM skirstomas į matmenis, matavimo keitiklius; matavimo prietaisai, matavimo įrenginiai ir sistemos, matavimo priedai.

Tai matavimo priemonė, skirta atgaminti fiziniai kiekiai duoto dydžio. Šio tipo matavimo priemonės apima svorius, matuoklių blokus ir kt. Praktikoje naudojamos vienvertės ir daugiavertės priemonės, taip pat priemonių rinkiniai ir saugyklos.

Vienareikšmiškos priemonės atkurti tik vieno dydžio (svorio) kiekius.

Standartiniai pavyzdžiai (RS) gali būti nurodyti vienareikšmiškai. Medžiagos (medžiagos) sudėties RM yra standartinis pavyzdys su nustatytomis kiekių reikšmėmis, apibūdinančiomis tam tikrų komponentų kiekį medžiagoje (medžiagoje).

Medžiagų (medžiagų) savybių RM- standartinis mėginys su nustatytomis dydžių vertėmis, apibūdinančiomis fizines, chemines, biologines ir kitas savybes.

Kelios priemonės atkurti keletą fizinio dydžio matmenų. Pavyzdžiui, milimetro liniuotė leidžia išreikšti objekto ilgį centimetrais ir milimetrais.

СрMeas, skirtas išmatuotam kiekiui paversti kitu vienarūšiu ar nevienalyčiu kiekiu, kad išmatuotas kiekis būtų pateiktas patogia apdorojimui, saugojimui, perkėlimui į indikacinį prietaisą forma. Matavimo keitikliai neturi prietaisų matavimo informacijai rodyti, todėl jie yra įtraukiami į matavimo priemones arba naudojami kartu su jais.

Išskirti:

• Pirminiai keitikliai- skirtas tiesioginiam išmatuotos vertės suvokimui, kaip taisyklė, neelektroninis ir paverčiant ją elektrine (pavyzdžiui, jutikliais).
• Tarpiniai keitikliai- keitikliai, esantys pirminio keitiklio matavimo grandinėje ir dažniausiai pagal išmatuotą fizikinį dydį, homogeniški su juo.

Pavyzdys: Šiuolaikiniai siųstuvai dažnai aprūpinti skaitmeninėmis ir analoginėmis išvesties grandinėmis. Tokių keitiklių pavyzdžiai yra E854EL, E856EL ir E849EL

Struktūriškai sujungtų pirminių ir tarpinių keitiklių rinkinys vadinamas „matavimo prietaisais“.

Matavimo prietaisai

Tai matavimo priemonės, kurios leidžia gauti matavimo informaciją vartotojui patogia forma. Atskirkite tiesioginio veikimo matavimo priemones ir palyginimo priemones.

• Tiesioginio veikimo prietaisai rodyti išmatuotą vertę rodytuvo įtaise su atitinkama gradacija šios vertės vienetais. Fizinio kiekio gentyje pokyčių nėra. Tiesioginio veikimo prietaisai apima, pavyzdžiui, ampermetrus, voltmetrus, termometrus ir kt.
• Palyginimo įrenginiai yra skirti išmatuotų dydžių palyginimui su dydžiais, kurių reikšmės yra žinomos, pavyzdžiui, analitinėmis svarstyklėmis. Tokie prietaisai plačiai naudojami mokslo tikslais.

Matavimo įrenginiai ir sistemos

Tai matavimo priemonių rinkinys, funkcionaliai sujungtas su pagalbiniais prietaisais, skirtas vienam ar keliems matavimo objekto fiziniams dydžiams išmatuoti. Paprastai tokios sistemos yra automatizuotos ir užtikrina informacijos įvedimą į sistemą, paties matavimo proceso automatizavimą, matavimo rezultatų apdorojimą ir atvaizdavimą, kad vartotojas juos suvoktų.

Tai yra pagalbinės dydžių matavimo priemonės. Jie reikalingi matavimo rezultatų pataisoms apskaičiuoti, kai reikalingas didelis tikslumas.

Metrologiniais tikslais Vidurkis skirstomas į du tipus – darbinius matavimo prietaisus ir etalonus.

Veikiantys matavimo prietaisai

Jomis nustatomi techninių įrenginių parametrai (charakteristikos), technologiniai procesai, aplinka ir kt.

Gamybos patalpos yra atsparios įvairiems gamybos proceso veiksniams: temperatūrai, drėgmei, vibracijai ir kt., kurie gali turėti įtakos prietaisų rodmenų patikimumui ir tikslumui.

Lauko įrenginiai veikia sąlygomis, kurios nuolat kinta dėl įvairių išorinių poveikių.

Tai didelio tikslumo matas, skirtas atkurti ir saugoti kiekio vienetą, kad jo dydis būtų perkeltas į kitas matavimo priemones. Iš etalono dydžio vienetas perkeliamas į bitų etalonus, o iš jų – į darbinius matavimo prietaisus. Standartai skirstomi į:

• pirminis standartas– Tai yra standartas, atkuriantis fizinio dydžio vienetą didžiausiu įmanomu tikslumu šioje matavimo srityje esant dabartiniam mokslo ir technologijų pasiekimų lygiui. Pirminis standartas gali būti nacionalinis (valstybinis) ir tarptautinis.
• Antriniai standartai gali būti patvirtintas Rusijos Federacijos valstybiniu standartu arba valstybiniais moksliniais metrologijos centrais, kurie yra susiję su jų naudojimo ypatumais.
• Darbo standartai suvokia vieneto dydį iš antrinių standartų ir, savo ruožtu, padeda perkelti dydį į ne tokį tikslų darbinį etaloną (arba žemesnio lygio etaloną ir veikiančius matavimo prietaisus).

Pristatymas tema Matavimo priemonių tipų klasifikacija

FEDERALINĖ ŠVIETIMO AGENTŪRA

PENZOS VALSTYBINĖ TECHNOLOGIJOS AKADEMIJA

Skyrius: Automatika ir valdymas

Testas pagal discipliną

"Techniniai matavimai ir prietaisai"

Baigė: studentų gr. 05A1z: Sysoev M.A.

Patikrintas: Shakursky A.V.

Penza 2009 m

1 Matavimo priemonių samprata ir klasifikacija

1.1 SI metrologinės charakteristikos

1.2 SI naudojimas

1.3 SI klaidų normalizavimas

1.4 SI tikslumo klasė ir jos žymėjimas

1.5 Literatūra ir jų naudojimas

2. Sūkurinių srovių keitikliai

3. Geometrinių ir mechaninių dydžių C

3,1 C geometrinių dydžių vienetai

3.2 Si mechaninių dydžių vienetai

Bibliografija

1 Matavimo priemonių samprata ir klasifikacija

Matavimo priemonė (SI)- matavimams skirta techninė priemonė, turinti normalizuotas metrologines charakteristikas, atkurti arba saugoti fizinio dydžio vienetą, kurio dydis per žinomą laiko intervalą imamas nepakitęs.

Aukščiau pateiktas apibrėžimas išreiškia matavimo priemonės esmę, kuri, pirma, saugo arba atkuria vienetą, antra, šis vienetas yra nepakitęs. Šie svarbiausi veiksniai lemia galimybę atlikti matavimus, t.y. techninę priemonę padaryti matavimo priemone. Ši matavimo priemonė skiriasi nuo kitų techninių prietaisų. Matavimo priemonės apima priemones, matavimo priemones: keitiklius, prietaisus, įrenginius ir sistemas.

Fizinio dydžio matavimas- matavimo priemonė, skirta atkurti ir (arba) saugoti vieno ar kelių nurodytų matmenų fizinį dydį, kurio reikšmės išreiškiamos nustatytais vienetais ir žinomos reikiamu tikslumu. Matų pavyzdžiai: svoriai, matavimo rezistoriai, galiniai blokai, radionuklidų šaltiniai ir kt. Matmenys, atkuriantys tik vieno dydžio fizikinius dydžius, vadinami nedviprasmiškas(svoris), keli dydžiai – polisemantinis(milimetrų liniuotė – leidžia išreikšti ilgį ir mm, ir cm). Be to, yra matų rinkiniai ir dėtuvės, pavyzdžiui, talpos ar induktyvumo dėtuvė. Matuojant naudojant matavimo priemones, išmatuotos vertės lyginamos su žinomomis vertėmis, kurias galima atkurti naudojant matavimo priemones. Lyginimas atliekamas įvairiais būdais, dažniausia palyginimo priemonė yra lyginamoji priemonė, skirtos vienarūšių dydžių matavimams palyginti. Palyginimo pavyzdys yra balanso skalė. Priemonės apima standartiniai mėginiai ir etaloninė medžiaga, kurie yra specialiai sukurti tam tikro ir griežtai reguliuojamo kiekio medžiagos kūnai ar pavyzdžiai, kurių viena iš savybių yra žinomos vertės kiekis. Pavyzdžiui, kietumo, šiurkštumo pavyzdžiai.

Matavimo keitiklis (IP) - techninė priemonė, turinti normatyvines metrologines charakteristikas, naudojama išmatuotam kiekiui paversti kitu dydžiu arba matavimo signalu, kuris yra patogus apdoroti, saugoti, rodyti ar perduoti. Matavimo informacija IP išvestyje, kaip taisyklė, nėra prieinama tiesioginiam stebėtojui. Nors IP yra struktūriškai atskiri elementai, jie dažniausiai įtraukiami kaip sudėtinės dalys į sudėtingesnius matavimo prietaisus ar įrenginius ir neturi savarankiškos reikšmės atliekant matavimus.

Konvertuojama vertė, tiekiama į matavimo keitiklį, vadinama įvestis, o transformacijos rezultatas yra laisvadienis dydis. Pateikiamas santykis tarp jų konvertavimo funkcija, kuri yra pagrindinė jo metrologinė charakteristika. Norint tiesiogiai atkurti išmatuotą vertę, pirminiai keitikliai, kuriuos tiesiogiai veikia išmatuota vertė ir kuriuose išmatuota vertė transformuojama tolimesniam jos pakeitimui ar rodymui. Pirminio keitiklio pavyzdys yra termoelementas termoelektrinio termometro grandinėje. Vienas iš pirminio keitiklio tipų yra jutiklis– Struktūriškai izoliuotas pirminis keitiklis, iš kurio gaunami matavimo signalai („duoda“ informaciją). Jutiklis gali būti pastatytas dideliu atstumu nuo matavimo prietaiso, kuris priima jo signalus. Pavyzdžiui, oro zondo jutiklis. Jonizuojančiosios spinduliuotės matavimų srityje detektorius dažnai vadinamas jutikliu.

Pagal transformacijos pobūdį IP gali būti analoginis, analoginis-skaitmeninis (ADC), skaitmeninis-analoginis (DAC) ty skaitmeninio signalo konvertavimas į analoginį arba atvirkščiai. Analoginėje vaizdavimo formoje signalas gali įgyti nuolatinį reikšmių rinkinį, tai yra, tai yra nuolatinė išmatuotos vertės funkcija. Skaitmenine (diskrečiąja) forma ji vaizduojama kaip skaitmeninės grupės arba skaičiai. IP pavyzdžiai yra matavimo srovės transformatorius, varžos termometrai.

Matavimo prietaisas- matavimo priemonė, skirta gauti išmatuoto fizinio dydžio vertes nurodytame diapazone. Matavimo prietaisas pateikia matavimo informaciją prieinama forma tiesioginis suvokimas stebėtojas.

Autorius indikacijos metodas išskirti rodantys ir įrašantys prietaisai. Registracija gali būti atliekama nuolat registruojant išmatuotą vertę arba spausdinant prietaiso rodmenis skaitmenine forma.

Įrenginiai tiesioginis veiksmas rodyti išmatuotą vertę indikaciniame įrenginyje, kuriame yra šios vertės padalos vienetais. Pavyzdžiui, ampermetrai, termometrai.

Palyginimo įrenginiai yra skirti palyginti išmatuotus dydžius su dydžiais, kurių reikšmės yra žinomos. Tokie prietaisai naudojami didesnio tikslumo matavimams.

Matavimo priemonės skirstomos į integruojantis ir sumuojantis, analoginis ir skaitmeninis, savaiminis įrašymas ir spausdinimas.
Matavimo sąranka ir sistema- funkciškai sujungtų matų, matavimo priemonių ir kitų prietaisų rinkinys, skirtas vienam ar keliems dydžiams matuoti ir išdėstytas vienoje vietoje ( įrengimas) arba skirtingose ​​matavimo objekto vietose ( sistema). Matavimo sistemos dažniausiai yra automatizuotas ir iš esmės jie užtikrina matavimo procesų automatizavimą, matavimo rezultatų apdorojimą ir pateikimą. Matavimo sistemų pavyzdys yra automatizuotos radiacijos stebėjimo sistemos (ASRK) įvairiose branduolinės fizikos objektuose, pavyzdžiui, branduoliniuose reaktoriuose arba įkrautų dalelių greitintuvuose.

Autorius metrologinės paskirties matavimo priemonės skirstomos į darbines ir standartines.

Dirba SI- matavimo priemonė, skirta matavimams, nesusijusi su vieneto dydžio perkėlimu į kitas matavimo priemones. Darbinis matavimo prietaisas taip pat gali būti naudojamas kaip indikatorius. Rodiklis- techninė priemonė ar medžiaga, skirta nustatyti bet kokio fizinio kiekio buvimą arba viršyti jo ribinės vertės lygį. Rodiklis neturi standartizuotų metrologinių charakteristikų. Indikatorių pavyzdžiai yra osciloskopas, lakmuso popierius ir kt.

Nuoroda- matavimo priemonė, skirta atgaminti ir (ar) laikyti vienetą ir perkelti jo dydį į kitas matavimo priemones. Tarp jų yra darbo standartus skirtingos kategorijos, kurios anksčiau buvo vadinamos pavyzdines matavimo priemones.

Matavimo priemonių klasifikavimas taip pat atliekamas pagal įvairius kitus kriterijus. Pavyzdžiui, pagal išmatuotų verčių tipai, pagal skalės tipą (su vienoda ar nevienoda skale), pagal ryšį su matavimo objektu (kontaktinis ar nekontaktinis).

1.1 SI metrologinės charakteristikos

Matavimo priemonių tinkamumo tam tikroms matavimo užduotims spręsti įvertinimas atliekamas atsižvelgiant į jų metrologinės charakteristikos.

Metrologinė charakteristika (MX)- vienos iš matavimo priemonės savybių charakteristika, kuri turi įtakos matavimo rezultatui ir jo paklaidai. Metrologinės charakteristikos leidžia spręsti apie jų tinkamumą atlikti matavimus žinomame diapazone žinomu tikslumu. Vadinamos matavimo priemonių norminiuose dokumentuose nustatytos metrologinės charakteristikos normalizuotas metrologinės ir eksperimentiškai nustatytos charakteristikos, galioja.

Kiekvienas SI tipas turi savo metrologines charakteristikas. Toliau pateikiamos praktikoje dažniausiai pasitaikančios metrologinės charakteristikos.

Matavimo diapazonas SI– dydžio verčių diapazonas, kuriame normalizuojamos jo leistinos paklaidos ribos. Matams tai yra jų nominali vertė, keitikliams tai yra konversijos diapazonas. Išskirti apatinės ir viršutinės matavimų ribos, kurios išreiškiamos kaip kiekio reikšmės, kurios riboja matavimo diapazoną iš apačios ir iš viršaus.

SI klaida- skirtumas tarp matavimo priemonės rodmenų, HP ir tikroji (faktinė) išmatuoto dydžio vertė - xd.

Yra bendra matavimo prietaisų klaidų klasifikacija. Toliau pateikiami dažniausiai naudojamų tipų pavyzdžiai.

Absoliuti SI klaida- matavimo priemonės paklaida, išreikšta išmatuotos vertės vienetais: ∆Х = Хп – Хд. Absoliuti paklaida yra patogi praktiniam naudojimui, nes pateikia paklaidos reikšmę išmatuotos vertės vienetais. Tačiau naudojant jį sunku palyginti skirtingų matavimo diapazonų prietaisus tikslumu. Ši problema pašalinama naudojant santykines klaidas.

Techniniai matavimo prietaisai- tai techninių priemonių rinkinys, skirtas matuoti, atkurti ir (ar) saugoti fizinio dydžio vienetą ar skalę ir turintis normalizuotas metrologines charakteristikas, leidžiančias spręsti apie matavimo rezultatų tikslumą. Pagal paskirtį matavimo prietaisai skirstomi į:

2) matavimo keitikliai;

3) matavimo priemonės;

4) matavimo prietaisai;

5) matavimo kompleksai.

Išmatuoti- tai matavimo priemonė, skirta atkurti vieną fizinį dydį (parametrą). Naudojant matą, naudojama vardinių ir faktinių matų verčių sąvoka. Įvertintas ant jo nurodyta mato vertė, ir galioja vertė pase nurodoma naudojant didelio tikslumo matavimo priemonę. Skirtumas tarp jų yra matavimo paklaida.

Priemonės skirstomos į:

a) nedviprasmiškų priemonių, pavyzdžiui, virdulys;

b) kelios priemonės. Jie atkuria daugybę panašių skirtingų dydžių kiekių. Tai yra matavimo priemonė: liniuotė, kvadratas;

in) priemonių rinkinį- priemonių rinkinys, naudojamas tiek atskirai, tiek įvairiais deriniais, siekiant atkurti įvairaus dydžio to paties pavadinimo fizinius dydžius, pavyzdžiui, svarmenų rinkinys;

G) priemonių parduotuvė- tai to paties pavadinimo priemonių kompleksas, struktūriškai sujungtas į vieną įrenginį, turintį galimybę jas sujungti įvairiais deriniais, pavyzdžiui, varžos dėžutė;

Speciali techninių matavimo priemonių grupė yra specialias priemones. Tai yra bespalvės matavimo priemonės, skirtos palyginti detalės ar jungčių su jais paviršių matmenis ir formą bei nustatyti jų atitiktį (neatitiktį) priimtinoms vertėms. Specialios priemonės skirstomos į matuoklius (kabes ir kamščius), šablonus, zondus. Kalibras padalintas į normalus(atkurti vardinius matmenis ir formą) ir kraštinis(atkurti matmenis, atitinkančius valdomo parametro viršutinę ir apatinę tolerancijos ribas). Kabės naudojamas velenų matmenims valdyti, eismo spūstys kontroliuoti skylių dydžius, šablonus kontroliuoti sudėtingos formos gaminius, zondai spragoms kontroliuoti. Specialūs matuokliai yra paprastos konstrukcijos, ekonomiški ir pasižymi dideliu matavimo našumu masinėje gamyboje.

Matavimo keitikliai- matavimo priemonės, skirtos išmatuotam kiekiui, kurio negalima tiesiogiai suvokti, konvertuoti į formą, patogią registruoti, perduoti ir apdoroti. Pagal paskirtį ir funkciją keitikliai skirstomi į:

a) pirminis keitiklis- tai pirmasis keitiklis matavimo grandinėje, pavyzdžiui, termoporos keitiklis (termopora);

b) tarpinis keitiklis- tai keitiklis, kuris vyksta po pirminio ir naudojamas kaip stiprintuvas, pavyzdžiui, įtampos transformatorius;

in) perdavimo keitiklis- tai keitiklis, skirtas nuotoliniam signalo perdavimui per atstumą (pavyzdžiui, vidikonas, naudojamas kaip objekto šviesos vaizdo konverteris į elektroninį);

G) mastelio keitiklis- tai keitiklis, kuris keičia išmatuotą fizinį dydį tam tikru skaičiumi kartų, pavyzdžiui, šuntas nuolatinės srovės grandinėse.

Šiuolaikiniai elektros matavimo metodai leidžia išmatuoti beveik bet kokį fizikinį dydį, paverčiant jį elektriniu signalu. Tokie keitikliai vadinami jutikliai(temperatūros, poslinkio, slėgio ir kt. jutikliai). Jutikliai pagal signalo perdavimo būdą skirstomi į kontaktas, pavyzdžiui, termopora ir bekontaktis pavyzdžiui, pirometras. Jutikliai naudojami registracijai, perdavimui, signalų apdorojimui, taip pat kontroliuojamiems procesams daryti įtaką.

Matavimo prietaisai- matavimo prietaisai, skirti gauti matavimo informaciją tokia forma, kurią operatorius galėtų suvokti. Įrenginiai klasifikuojami pagal įvairius kriterijus.

1) Pagal matavimo rezultato gavimo principą prietaisai skirstomi į:

a) tiesioginio veikimo prietaisai;

b) lyginamieji.

Tiesioginio veikimo matavimo prietaisai susideda iš jutimo elementas(pavyzdžiui, magnetoelektrinio tipo ampermetro kilnojamasis rėmas), kuris yra tiesiogiai veikiamas išmatuotos vertės ir matavimo mechanizmas išmatuotos vertės konvertavimas į kampinį rodyklės judėjimą (rodyklės) skaitymo įrenginys su atitinkama skale. Tiesioginio veikimo instrumentų svarstyklės skirstomos į tiesiąsias, kampines, vienpuses ir dvipuses.

Palyginimo įtaisai skirti palyginti išmatuotą vertę su žinomomis vertėmis, pavyzdžiui, optiniais pirometrais.

2) Pagal paskirtį matavimo priemonės skirstomos į:

- Universalus;

- specializuotas.

Įvairiems fiziniams dydžiams matuoti naudojami universalūs prietaisai, pavyzdžiui, testeris. Specializuoti prietaisai skirti matuoti to paties pavadinimo parametrus.

3) Pagal indikacijų pobūdį matavimo priemonės skirstomos į:

- rodantis(analoginiai ir skaitmeniniai įrenginiai);

- registruojantis(savaiminio įrašymo ir spausdinimo įrenginiai).

AT analoginiai įrenginiai išėjimo signalas yra fizinis išmatuotos vertės analogas. Pavyzdžiui, magnetoelektrinio tipo ampermetre kilnojamojo rėmo judėjimas atitinka srovės stiprumo pasikeitimą elektros grandinėje. Šio tipo prietaisų rodmenys yra nuolatinė fizikinio dydžio matavimo funkcija. Prietaiso veikimo principas (įrenginio tipas)

AT skaitmeninis instrumentas išėjimo signale pateikiama informacija apie išmatuoto dydžio reikšmę skaitmenine forma. Šio tipo prietaisų rodmenys yra atskira fizinio dydžio matavimo funkcija.

AT registratoriai parametrai įrašomi diagramos pavidalu. AT spausdinimo įrenginiai rodmenys fiksuojami skaitmenine spauda.

Vadinamas vienas su kitu sujungtų matavimo keitiklių ir matavimo priemonių rinkinys matavimo prietaisai, o matavimo priemonių rinkinys, skirtas matuoti keliems fiziniams dydžiams ir naudojamas automatizuotose valdymo sistemose bei informacijos apdorojime pagal tam tikrą algoritmą vadinamas matavimo kompleksai (sistemos).

Techninės matavimo priemonės turi tam tikras metrologines charakteristikas. Pagal metrologinės charakteristikos suprasti matavimo priemonių charakteristikas, kurios leidžia nustatyti jų tinkamumą matuoti tam tikrame diapazone ir tam tikru tikslumu. Jie apima:

1) skalės padalijimo ilgis– atstumas tarp dviejų gretimų skalės ženklų (mm);

2) matavimo diapazonas yra verčių diapazonas tarp pradinės ir galutinės skalės verčių;

3) skalės padalijimo vertė- fizikinio dydžio verčių skirtumas tarp dviejų gretimų skalės ženklų;

4) jautrumas– galimybė matuoti mažus šaltinio signalus. Jis nustatomas pagal išėjimo ir įvesties fizikinių dydžių matmenų santykį:

kur a yra skalės padalos ilgis; c yra skalės padalijimo reikšmė.

Svarbios metrologinės charakteristikos apima matavimo prietaiso paklaidos, skirstomi į absoliučiuosius, santykinius ir redukuotus. Šios klaidos nustatomos patikrinimas prietaisai, naudojantys tikslesnius matavimo prietaisus. Tuo pačiu metu patikrintos veikiančios matavimo priemonės x vergo rodmenys lyginami (lyginami) su tikslesniu matavimo prietaisu x veiksmas. Klaidos nustatomos pagal šias formules:

- absoliuti klaida matavimo.

- santykinė klaida matavimo.

Sumažinta klaida- absoliučios paklaidos ir normalizuojančios vertės x N santykis, kuris sąlyginai laikomas galutine prietaiso skalės verte, jei pradinė vertė yra 0:

Kur х N = х max , Δх yra absoliuti matavimo priemonės paklaida.

Žinant absoliučią matavimo priemonės paklaidą, galima nustatyti matavimo metodo paklaidą S(x) pagal „trijų sigmų“ taisyklę.

Turi absoliučią ir santykinę paklaidą ribos, kuri suprantama kaip didžiausia matavimo priemonės klaida. Jei veikiančioje matavimo priemonėje yra klaidų nustatytose ribose, ji bus pripažinta tinkama eksploatuoti. Klaidų ribos nurodytos matavimo priemonės techniniame pase.

Pagal sumažinta klaidų riba suprasti tikslumo klasė prietaisas, nustatytas pagal standartus ir yra apibendrinta matavimo priemonės charakteristika. Tikslumo klasė parenkama iš šių eilučių: (1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6) 10 n, kur n = 1; 0; - vienas; -2 ir kt. Tikslumo klasė leidžia nustatyti didžiausią absoliučią matavimo priemonės paklaidą: .

Tikslumo klasė nurodoma matavimo priemonės paso duomenyse arba simbolio forma nurodoma ant ciferblato, pavyzdžiui, elektros matavimo priemonės.

Naudojant aukštesnės tikslumo klasės ir mažiausią galutinę skalės vertę turinčius prietaisus, gaunama mažesnė absoliuti matavimo priemonės paklaida. Renkantis proceso ar gaminio parametrų matavimo priemonę, metrologija nustato taisyklę, pagal kurią didžiausia absoliuti matavimo priemonių paklaida neturi viršyti 30% išmatuoto parametro leistinos nuokrypos. Pavyzdžiui, esant ±5 V įtampos tolerancijai, ribinė voltmetro absoliuti paklaida neturi viršyti ±1,5 V.

Testo klausimai. 3 – 4 temos

1. Kokia yra matavimo paklaida? Kas yra absoliuti ir santykinė paklaida? Kas yra grubi klaida? Nurodykite didelės klaidos atsiradimo priežastis. Ką abejotinas rezultatas? Kaip aptinkama šiurkšti klaida?

2. Kas yra sisteminė klaida? Nurodykite ir paaiškinkite sisteminių klaidų tipus. Kodėl sisteminės klaidos yra pavojingiausios? Kaip aptinkamos ir pašalinamos sisteminės klaidos? Pateikite šių klaidų pavyzdžių. Kas yra pataisa? Pateikite pataisos pavyzdį. Kokie yra nepašalinami sisteminės klaidos likučiai?

3. Kas yra atsitiktinė klaida? Ar įmanoma atmesti atsitiktinę klaidą? Kaip pateikiami matavimų su keliais stebėjimais rezultatai? Kas yra histograma? Kaip sudaroma histograma? Kas yra tikimybės tankis?

4. Nubraižykite ir paaiškinkite skirstymą apibūdinantį dėsnį atsitiktinis kintamasis adresu dideli skaičiai pastebėjimai? Nurodykite pagrindines jo savybes. Kas yra pasitikėjimo intervalas, pasitikėjimo tikimybė ir reikšmingumo lygis?

5. Nubraižykite atsitiktinės paklaidos pasiskirstymo grafiką. Paaiškinkite jo savybes. Suteikite Laplaso funkciją. Ką tai leidžia nustatyti? Pateikite pavyzdžių.

6. Nubraižykite ir paaiškinkite dėsnio, apibūdinančio atsitiktinės paklaidos pasiskirstymą su ribotu stebėjimų skaičiumi, požymius ir charakteristikas.

7. Pateikite formules ir paaiškinkite du atsitiktinės paklaidos nustatymo būdus. Kaip sumažinti atsitiktinę matavimo rezultato paklaidą atliekant ribotą stebėjimų skaičių? Kaip nustatyti reikiamą stebėjimų skaičių, kad matavimo rezultato absoliuti paklaida neviršytų nurodytos reikšmės?

8. Kokia yra matavimo rezultato santykinė paklaida? Ką daryti, jei sisteminės ir atsitiktinės klaidos yra artimos? Kas yra matavimo technika? Kas yra matavimo kokybė? Paaiškinkite matavimo kokybės ypatybes. Kaip registruojamas matavimo rezultatas ir pasikliautinojo intervalo ribos

9. Kas yra techninės matavimo priemonės? Kaip techninės matavimo priemonės skirstomos pagal paskirtį? Kas yra matas? Kokios yra priemonės reikšmės? Kas yra matavimo klaida? Kaip skirstomos priemonės? Pateikite pavyzdžių

10. Kas yra specialiosios priemonės? Pateikite pavyzdžių ir paaiškinkite jų paskirtį

11. Kas yra matavimo keitiklis? Kaip jie klasifikuojami? Pateikite pavyzdžių ir paaiškinkite jų paskirtį. Pateikite paveikslėlį ir paaiškinkite, kiek kartų magnetoelektrinio tipo ampermetro matavimo ribos išsiplečia prijungus šuntą? Kas yra jutiklis? Pateikite jutiklių pavyzdžių. Kaip klasifikuojami jutikliai?

12. Kas yra matavimo prietaisas? Kas yra tiesioginio veiksmo ir palyginimo įrenginiai? Kokie yra matavimo prietaisų elementai? Kas yra instrumentinės svarstyklės? Kas yra universalūs ir specializuoti įrenginiai? Pateikite pavyzdžių

13. Kas yra indikacinės ir įrašymo priemonės? Pateikti magnetoelektrinių ir elektromagnetinių tipų elektrinių matavimo priemonių brėžinius. Kas yra matavimo prietaisai ir kompleksai?

14. Kokios yra techninių matavimo priemonių metrologinės charakteristikos? Atnešk ir paaiškink juos

15. Kokios yra absoliučios, santykinės ir sumažintos matavimo priemonių paklaidos? Kokios yra absoliučios ir santykinės paklaidos ribos? Kaip nustatomas matavimo priemonės tinkamumas? Kur yra paklaidos ribos?

16. Kokia techninės matavimo priemonės tikslumo klasė? Pateikite keletą tikslumo klasių. Ką duoda žinios apie matavimo priemonės tikslumo klasę? Kaip parenkama matavimo priemonės tikslumo klasė? Pateikite techninių matavimo priemonių pasirinkimo pavyzdį

Panaši informacija.

matavimo priemonė (SI) vadinama matavimams skirta technine priemone, turinti normalizuotas metrologines charakteristikas, atkurianti ir išsauganti fizinio dydžio vienetą, kurio dydis laikomas nepakitęs (nurodytos paklaidos ribose) žinomą laiko intervalą.

Matavimo prietaisai klasifikuojami pagal šiuos kriterijus:

pagal dizainą;

metrologinė paskirtis;

standartizacijos lygis.

Pagal konstrukciją SI skirstomi į: matavimo priemones, matavimo priemones, matavimo keitiklius, matavimo įrenginius, matavimo sistemas.

Išmatuoti- tai matavimo priemonė, skirta atkurti tam tikro dydžio fizinį dydį. Pavyzdžiui: svoris yra masės matas, rezistorius yra elektrinės varžos matas.

Matavimo keitiklis- tai matavimo įrankis, skirtas generuoti matavimo informaciją tokia forma, kuri būtų patogi perduoti, tolimesniam konvertavimui, apdorojimui ar saugojimui, bet neprieinama tiesiogiai stebėtojui (termopora, dažnio keitiklis).

Matavimo keitikliai gali būti pirminiai, prie kurių prijungiama išmatuota vertė, ir tarpiniai, kurie yra matavimo grandinėje už pirminių. Pirminių matavimo keitiklių pavyzdžiai yra termoporos, jutikliai.

Matavimo prietaisas- matavimo prietaisas, skirtas gauti išmatuoto fizinio dydžio vertes nustatytame diapazone (pH matuokliai, svarstyklės, fotoelektrokolorimetrai ir kt.).

Pagal matavimo sąranka suprasti matavimo priemonių (matų, matavimo priemonių, keitiklių) ir pagalbinių prietaisų, skirtų patogia suvokti forma ir vienoje vietoje (bandymo stende) informaciniams signalams generuoti, rinkinį.

Matavimo sistema- tai ryšio kanalais tarpusavyje sujungtų matavimo priemonių ir pagalbinių prietaisų rinkinys, esantis skirtinguose valdomos erdvės taškuose, siekiant išmatuoti vieną ar kelis šiai erdvei būdingus fizinius dydžius (valdymo, valdymo sistemos su kompiuteriu).

Pagal metrologinę paskirtį SI skirstomi į darbinius ir metrologinius. darbininkų matavimo priemonės yra skirtos tiesiogiai matavimams įvairiose veiklos srityse, būtent moksle, technikoje, gamyboje, medicinoje, tai yra ten, kur reikia gauti tam tikro fizikinio dydžio vertę. Metrologinis matavimo priemonė skirta metrologiniams tikslams: vieneto atkūrimui ir jo saugojimui arba vieneto dydžio perkėlimui į darbinį SI. Tai standartai, pavyzdinis SI, kalibravimo įrenginiai, standartiniai pavyzdžiai.

Pagal standartizacijos lygį skiriami standartizuoti ir nestandartizuoti matavimo prietaisai. Standartizuotas Matavimo priemonės laikomos pagamintomis pagal valstybinio standarto reikalavimus ir atitinkančiomis nustatyto tipo matavimo priemonių technines charakteristikas, gautas valstybinių bandymų pagrindu ir įrašytas į Valstybinį matavimo priemonių registrą. Nestandartizuotas - unikalios matavimo priemonės, skirtos ypatingai matavimo užduočiai, kuriai nereikia standartizuoti reikalavimų. Jiems netaikomi valstybiniai bandymai, bet yra metrologinis sertifikavimas.

Metrologinė matavimo priemonė dažnai vadinama „standartine“.

Norint užtikrinti matavimų vienodumą, būtina nurodyti vienetus, kuriuose yra sugraduotos visos to paties fizikinio dydžio matavimo priemonės. Tam naudojamos matavimo priemonės, kurios išsaugo ir atkuria nustatytus fizikinių dydžių vienetus ir perkelia juos į atitinkamas matavimo priemones. Aukščiausia grandis metrologinėje perdavimo vienetų dydžių yra standartus.

vieneto nuoroda- matavimo priemonė (arba prietaisų rinkinys), užtikrinantis vieneto atkūrimą ir (ar) saugojimą, kad jo dydis būtų perkeltas į matavimo priemones, kurios yra žemesnės pagal patikros schemą, pagamintos pagal specialią specifikaciją ir oficialiai patvirtintos nustatyta tvarka. kaip standartas.

Standartas, užtikrinantis vieneto atkūrimą didžiausiu tikslumu šalyje (lyginant su kitais to paties vieneto standartais) vadinamas pirminis.

Specialus standartas atkuria įrenginį ypatingomis sąlygomis ir tokiomis sąlygomis pakeičia pirminį standartą.

Pirminis arba specialus standartas, oficialiai patvirtintas kaip šalies nuoroda, vadinamas valstybė.

Metrologinėje praktikoje jis plačiai naudojamas antriniai standartai, kurių vertės nustatomos pagal pirminius standartus. Antriniai standartai yra pavaldžių vienetų saugojimo ir jų dydžio perdavimo priemonių dalis. Jie sudaromi ir tvirtinami tais atvejais, kai būtina užtikrinti kuo mažesnį valstybinio standarto pablogėjimą.

Pagal paskirtį antriniai standartai skirstomi į kopijavimo standartus, palyginimo standartus, liudytojų standartus ir darbo standartus.

Nuorodos kopija skirtas perkelti vienetų dydžius į darbo standartus. Tai ne visada yra fizinė valstybės standarto kopija.

Liudininko nuoroda skirtas patikrinti valstybinio standarto saugą ir pakeisti jį sugadinimo ar praradimo atveju.

Palyginimo standartas naudojamas lyginant etalonus, kurie dėl vienokių ar kitokių priežasčių negali būti tiesiogiai lyginami tarpusavyje (pavyzdžiui, vadinamasis normalus elementas, naudojamas valstybiniam etalonui Volta palyginti su Tarptautinio svorių ir matų biuro Voltos etalonu).

Darbo standartas naudojami vieneto dydžiui perkelti į pavyzdines aukščiausio tikslumo matavimo priemones, ir atskirų atvejų- tiksliausi matavimo prietaisai.

pavyzdinė matavimo priemonė- matas, matavimo prietaisas arba matavimo keitiklis, kurie naudojami kitų matavimo priemonių atitikčiai patikrinti ir yra patvirtinti kaip pavyzdiniai.

Matavimo priemonių patikra – metrologinės įstaigos atliekamas matavimo priemonių paklaidos nustatymas ir tinkamumo naudoti nustatymas.

Pavyzdinės matavimo priemonės gali turėti skirtingus skaitmenis. Tarp jų yra pavaldumas: pirmosios kategorijos pavyzdinės matavimo priemonės tikrinamos, kaip taisyklė, tiesiogiai pagal darbo standartus, antrosios ir vėlesnių kategorijų pavyzdinės matavimo priemonės tikrinamos pagal pavyzdines iš karto ankstesnių kategorijų matavimo priemones. Dėl skirtingi tipai matavimai nustatomi, remiantis praktikos reikalavimais, skirtingas pavyzdinių matavimo priemonių skaitmenų skaičius.

Veikiantis matavimo prietaisas naudojamas matavimams, nesusijusiems su vienetų dydžių perkėlimu.

matavimo priemonė- techninė priemonė su normalizuotomis metrologinėmis charakteristikomis. Visos matavimo priemonės, nepaisant jų specifinės konstrukcijos, turi keletą bendrų savybių būtini, kad jie įvykdytų savo funkcinę paskirtį. Specifikacijos apibūdinantys šias savybes ir įtakojantys rezultatus bei matavimo paklaidas vadinami metrologinės charakteristikos. Svarbiausių iš jų sąrašą reglamentuoja GOST „Matavimo priemonių normalizuotos metrologinės charakteristikos“. Normalizuotų metrologinių charakteristikų rinkinys nustatomas taip, kad jomis būtų galima įvertinti matavimo paklaidą, atliktą žinomomis eksploatavimo sąlygomis, naudojant atskiras matavimo priemones arba matavimo priemonių derinį, pavyzdžiui, automatines matavimo sistemas.

Viena iš pagrindinių matavimo keitiklių metrologinių charakteristikų yra statinės konversijos charakteristika(kitaip vadinama konvertavimo funkcija arba kalibravimo charakteristika). Ji įdiegia priklausomybę y = f(x) informacinis parametras adresu matavimo keitiklio išėjimo signalas iš informacinio parametro Xįvesties signalas. Jeigu transformacijos statinė charakteristika yra tiesinė, t.y. y \u003d Kx, tada koeficientas Į paskambino matavimo prietaiso jautrumas(keitiklis).

Svarbi savybė mastelio matavimo prietaisai yra padalijimo vertė, tie. tas išmatuotos vertės pokytis, atitinkantis rodyklės judėjimą

vienas skalės skyrius. Jei jautrumas yra pastovus kiekviename matavimo diapazono taške, tada skalė vadinama uniforma. Esant netolygiai skalei, normalizuojamas mažiausias matavimo priemonių skalės padalijimas. Skaitmeniniai instrumentai neturi aiškios skalės, o vietoj padalijimo kainos nurodo mažiausio skaitmens instrumento rodmenyje vieneto kainą.

Svarbiausia metrologinė matavimo priemonių charakteristika yra paklaida.

Pagal absoliuti matavimo paklaida suprantamas kaip algebrinis skirtumas tarp jo vardinio X n ir galioja X D vertės:

ir po absoliuti matavimo prietaiso paklaida - skirtumas tarp jo skaitymo X P ir tikroji vertė X p išmatuota vertė:

Tačiau didesniu mastu charakterizuojamas matavimo priemonės tikslumas santykinė klaida, tie. išreikštas procentais, absoliučios paklaidos ir tikrosios vertės, išmatuotos arba atkurtos šia matavimo priemone, vertės santykis:

Paprastai lambda<< 1, поэтому в формулу (10.3) вместо действительного значения часто может быть подставлено номинальное значение меры или показание измерительного прибора.

Metrologinių charakteristikų normalizavimas suprantamas kaip kiekybinis tam tikrų vardinių verčių ir leistinų nukrypimų nuo šių verčių priskyrimas. Metrologinių charakteristikų normalizavimas leidžia įvertinti matavimo paklaidą, pasiekti matavimo priemonių pakeičiamumą, suteikia galimybę palyginti matavimo priemones tarpusavyje ir įvertinti matavimo sistemų ir įrenginių paklaidas pagal juos sudarančių matavimo priemonių metrologines charakteristikas. Būtent metrologinių charakteristikų normavimas išskiria matavimo priemonę iš kitų panašių techninių.

priemonės (pavyzdžiui, prietaiso transformatorius iš galios transformatoriaus). Kiekvienam matavimo priemonių tipui, atsižvelgiant į jų specifiką ir paskirtį, yra standartizuojamas tam tikras metrologinių charakteristikų rinkinys, kuris nurodytas matavimo priemonių norminėje ir techninėje dokumentacijoje. Šis kompleksas turėtų apimti tokias charakteristikas, kurios leistų nustatyti konkretaus MI paklaidą žinomomis jo naudojimo sąlygomis. Bendras pagrindinių standartizuotų SI metrologinių charakteristikų sąrašas, jų pateikimo formos ir standartizavimo metodai yra nustatyti GOST 8.009-72. Tai įeina:

Matavimo ribos, skalės ribos;

Analoginio instrumento vienodos skalės arba daugiareikšmio mato padalijimo kaina, kai skalė nelygi – minimali padalijimo kaina;

Išvesties kodas, kodo skaitmenų skaičius, skaitmeninio SI mažiausio skaitmens vieneto nominali kaina;

Vieno mato vardinė vertė, matavimo keitiklio vardinė statinės konversijos charakteristika;

SI klaida;

Prietaiso rodmenų arba keitiklio išėjimo signalo kitimas;

Suminė matavimo prietaiso įėjimo varža;

Bendra matavimo keitiklio arba matuoklio išėjimo varža;

Matavimo keitiklio ar matuoklio išėjimo signalo neinformatyvūs parametrai;

SI dinaminės charakteristikos;

Įtakos funkcijos;

Didžiausi leistini SI metrologinių charakteristikų pokyčiai eksploatacinėmis naudojimo sąlygomis.

Metrologinių charakteristikų normavimas būtinas norint išspręsti šias užduotis:

Suteikti visam to paties tipo matavimo priemonių komplektui reikiamas identiškas savybes ir sumažinti jų nomenklatūrą;

Suteikti galimybę įvertinti instrumentines klaidas ir lyginti SI srautą;

Galimybės matavimo sistemų paklaidą įvertinti pagal atskirų matavimo priemonių paklaidas užtikrinimas. Klaidos, būdingos tam tikriems MI atvejams, nustatomos tik pavyzdiniam MI jų sertifikavimo metu.

Pagal GOST visi matavimo prietaisai yra suskirstyti į šešis tipus: matai, matavimo keitikliai, matavimo prietaisai, pagalbiniai matavimo prietaisai, matavimo įrenginiai ir matavimo sistemos. Gausiausia matavimo priemonių grupė yra matavimo priemonės ir keitikliai, kurie bendrai vadinami matavimo prietaisais (ID). Dėl didelės įvairovės jie skirstomi pagal įvairius kriterijus:

pagal naudojamus fizikinius procesus MD skirstomi į mechaninius, elektromechaninius, elektroninius, optoelektroninius ir kt.;

pagal išmatuotos vertės fizikinę prigimtį išskiriami voltmetrai, ampermetrai, termometrai, manometrai, lygio matuokliai, drėgmės matuokliai ir kt.;

pagal išmatuotos vertės ar matavimo informacijos signalo tipą, taip pat pagal signalo apdorojimo būdą įrenginiai skirstomi į analoginius ir skaitmeninius. Analoginiuose prietaisuose rodmenys yra nuolatinė išmatuotos vertės funkcija, t.y. gali, kaip ir išmatuotas dydis, įgauti begalinį skaičių reikšmių. Tuo pačiu metu rodmenys gali būti ir ištisinė, ir diskretinė (nepertraukiama) išmatuotos vertės funkcija, t.y. atskirti prietaisus tęstinis ir diskretus veiksmai.

AT skaitmeninis Prietaise nepertraukiamo dydžio ir laiko dydis konvertuojamas į atskirą reikšmę, kvantuojamas, užkoduojamas, o skaitmeninis kodas rodomas skaitmeniniame skaitymo įrenginyje. Dėl to skaitmeninio instrumento rodmenys yra diskretūs laike ir kvantuojami pagal dydį, t.y. gali įgauti tik baigtinį skaičių reikšmių.

Išorinis analoginių ar skaitmeninių įrenginių ženklas yra analoginio arba skaitmeninio indikatoriaus arba įrašymo įrenginio buvimas. Atitinkamai prietaisai taip pat dažniausiai skirstomi į rodmenis, leidžiančius tik nuskaityti rodmenis, ir registruojančius, kuriuose numatytas automatinis rodmenų registravimas. Tarp pastarųjų, savo ruožtu, yra savarankiškas rašymas ir spausdinimas. Registravimo įrenginiuose (kurie yra analoginiai) išmatuotų kiekio verčių rodmenys registruojami oscilogramos grafiku, rodančiu kiekio vertės pasikeitimą laikui bėgant. Spausdintuvuose (kurie yra skaitmeniniai) matavimo rezultatai spausdinami skaitmenine forma.

Analoginiai indikatoriai elektroniniai prietaisai dažniausiai yra elektromechaninis keitiklis ir analoginis skaitymo įrenginys. Pastaroji susideda iš matų pagalba sukalibruotos skalės, atliekančios mato vaidmenį matavime, bei rodyklės, atliekančios tiesinį arba kampinį judėjimą. Kaip rodyklė naudojama rodyklė arba šviesos spindulys.

Skaitmeninis skaitymo įrenginys paprastai susideda iš skaitmeninių ženklų indikatorių, atkuriančių dešimtainius skaitmenis, ir abėcėlinių indikatorių, leidžiančių nurodyti išmatuotos vertės vienetą. Skaitmeniniuose> įrašymo įrenginiuose, kaip taisyklė, rodmenys spausdinami naudojant raidinius skaitmeninius spausdintuvus iki 10 3 simbolių per sekundę greičiu. Įvairių tipų saugojimo įrenginiai taip pat naudojami ilgalaikiam informacijos saugojimui.

Skaitmeninis skaitymo ar įrašymo įrenginys jokiu būdu neriboja skaitmeninio įrenginio tikslumo, nes skaitmeninis kodas gali būti rodomas skaitmeniniame skaitymo įrenginyje be jokių klaidų.

Tačiau skaitmeninis skaitymo ar įrašymo įrenginys ne visada yra geresnis už analoginį. Turint daug vienu metu išmatuotų verčių (sudėtingo objekto valdymas), analoginių prietaisų rodmenis lengviau suvokti, nes, nepaisant skalėje esančių skaičių, rodyklės erdvinė padėtis ir jo judėjimo pobūdis. arba užfiksuoto proceso oscilograma leidžia efektyviau analizuoti valdomą procesą.

Rodikliai paprastai nereikalauja didelio greičio dėl ribotų operatoriaus galimybių priimant informaciją.

Pagal struktūrinį principą yra tiesioginio veikimo matavimo prietaisai (konversijos), kuriuose įgyvendinamas tiesioginio vertinimo metodas; matavimo prietaisai, kurių veikimas pagrįstas palyginimo metodu. Tiesioginio veikimo matavimo prietaisuose signalas konvertuojamas viena kryptimi nuosekliai. Lyginimo operacija atliekama naudojant palyginimo įrenginį (CS), kuriame viena vertė paprastai atimama iš kitos. Naudodami valdymo sistemos išėjimo signalą, keitiklio pagalba galite valdyti priemonę ir padargą nulinis metodas palyginimai. Dėl to, kad matavimo prietaisuose, paremtuose palyginimo metodu, matuojamas

reikšmė subalansuojama (kompensuojama) matu atkuriama reikšme, jie dar vadinami matavimo prietaisais su balansavimo (kompensavimo) keitikliu. Matavimo prietaisai paprastai pasižymi didesniu tikslumu dėl matavimo priemonės naudojimo. Jie taip pat atkreipia dėmesį į atskirų matavimo prietaisų keitiklių reikalavimų skirtumus, susijusius su matavimo prietaisų tiekimu. Taigi tiesioginio vertinimo DUT bendras pelnas K = K1 K2 o jo tikslumą lemia atitinkamas visų keitiklių tikslumas.

Pagal struktūrines ypatybes IU taip pat galima klasifikuoti pagal kanalų skaičių ir įvesties signalo transformacijų laiko seką. Priklausomai nuo įvesties signalų, pernešančių informaciją apie išmatuotą vertę, skaičiaus, DUT yra su vienu (pavyzdžiui, voltmetru), dviem (fazmačiu) ar daugiau įėjimų, t.y. atitinkamai vieno, dviejų ir kelių kanalų. Priklausomai nuo įvesties signalų transformacijų laiko sekos (jei jų yra daugiau nei du), DUT išskiriamas vienu metu(lygiagrečiai) ir nuoseklus transformacija. Serijinio konvertavimo metu signalai apdorojami po vieną, o kiekvienas signalas per įvesties perjungimo įrenginį (jungiklį) tiekiamas į keitiklio įvestį vieną kartą per matavimo ciklą. Serijinio keitiklio variantas yra periodinis įrenginys, kai per vieną matavimo ciklą signalai perjungiami daug kartų. Nuoseklus konvertavimas sumažina aparatinės įrangos sąnaudas, perjungiant iš kelių kanalų struktūros į vieno kanalo struktūrą su įvesties jungikliu.