Перечислите классификацию средств измерения.

Средства измерения - технические средства, используемые при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства. По назначению средства измерения делят на образцовые и рабочие, причем по конструкции и метрологическим характеристикам они могут быть аналогичны. Образцовые средства измерения запрещается применять для практических измерений, они предназначены для поверки по ним других средств измерений - как рабочих, так и образцовых более низкой точности. Рабочие средства измерения есть средства, применяемые для измерений, не связанных с передачей размеров единиц физически» величин. К средствам измерений относятся меры, измерительные приборы, преобразователи, установки и системы, измерительные принадлежности. Мера есть средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Мера, воспроизводящая физическую величину одного размера, называется однозначной, а воспроизводящая ряд одноименных величин различного размера - многозначной. Примеры однозначной меры - нормальный элемент (мера ЭДС), образцовая катушка (мера сопротивления), а многозначной - миллиметровая линейка, вариометр индуктивности, конденсатор переменной емкости, магазин сопротивлений. Измерительный преобразователь - это 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. Для того чтобы изменить в определенное число раз значение одной из величин, действующих в измерительной цепи, без изменения ее физической природы, используют масштабные преобразователи (измерительные трансформаторы тока, усилители и т. п.). Для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, предназначен измерительный прибор. Измерительный прибор состоит из ряда измерительных преобразователей, каналов связи, согласующих элементов, измерительного механизма, в совокупности образующих измерительную цепь. По способу образования показаний измерительные приборы делят на показывающие и регистрирующие. Показывающий измерительный прибор допускает только отсчитывание показаний. Отсчитывают показания визуально по шкале средства измерений, относительно которой перемещается указатель отсчетного устройства, или по светящимся цифрам, возникающим на отсчетном устройстве в цифровых показывающих приборах. Регистрирующий измерительный прибор содержит механизм регистрации показаний. Если в приборе предусмотрена запись показаний в форме диаграмм, то его называют самопишущим.

Измерительная установка представляет собой совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателя, и расположенных в одном месте. Измерительная система в отличие от измерительной установки предназначена для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматической системе управления.

43. Поясните принцип действия измерительных мостов. Измерительный мост - устройство для измерения электрических величин: сопротивлений, ёмкостей, индуктивностей и т. д. методом сравнения с образцовой мерой. Выполнен по схеме мостовой цепи с гальванометром в качестве нуль-индикатора, включённым в диагональ моста. Принцип действия измерительного моста основан на особенности работы мостовой цепи (см. рис.): разность потенциалов в точках С и D и, следовательно, ток через гальванометр в диагонали моста будут равны нулю при любых значениях ЭДС источника питания, если сопротивления плеч моста удовлетворяют равенству: Rх · R₄ = R₂ · R₃. Измерительные мосты постоянного тока подразделяются на одинарные (4-плечие) – для измерения активных (омических) сопротивлений от 1 Ом – и комбинированные (одинарно-двойные) – для измерения сопротивлений в широком диапазоне. Измерительные мосты переменного тока служат для измерений ёмкости, индуктивности и т. д. Обычно их делают 4-плечими, реже 6-плечими. Различают измерительные мосты уравновешенные (наиболее точные), работа которых основана на нулевом методе, и неуравновешенные, в которых об измеряемой величине судят по показаниям измерительного прибора (гальванометра), проградуированного в соответствующих единицах (сопротивления, ёмкости, индуктивности и др.).

Электрическая схема одинарного 4-плечего моста постоянного тока:

Г – гальванометр; Е – источник питания моста; AС, CB, BD, DA – плечи моста; R1 (Rх) – измеряемое сопротивление; R2, R3, R4 – калиброванные установочные сопротивления

. При измерении с мостом Уинстона обычно берут два отсчета при разных полярностях источника питания, а затем усредняют результат, исключая эффект термо ЭДС. Класс точности одинарных резистивных мостов при измерении сопротивления до 100 кОм может достигать значения 0, 05. При увеличении верхнего предела измерений до 1 Мом класс точности понижается до 0, 5. При измерении малых сопротивлений с помощью одинарных резистивных четырех плечих мостов на результат измерения существенное влияние оказывают сопротивления контактов и соединительных проводов, суммируемые с измеряемым сопротивлением. Погрешность, вносимая этими сопротивлениями, может быть очень большой. Для уменьшения этого влияния используется четырех зажимное включение. В этом случае сопротивление провода от RX к зажиму 2 входит в плечо с сопротивлением R3, а сопротивление провода от RX к зажиму 4 – в плечо с сопротивлением R2. Сопротивления R3 и R2 значительно больше сопротивлений проводов. Сопротивления проводов от зажимов RX к зажимам 1 и 3 входят в сопротивления диагоналей моста и на равновесие моста не влияют.