Основы техники измерения и приборы

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ

Основы техники измерения и приборы

Измерить какую–нибудь величину – это значит сравнить ее с другой однородной величиной (мерой), принятой за единицу измерения.

Измерения бывают прямые, косвенные и совокупные.

Прямые – сравнение измеряемой величины с единицей измерения при помощи меры или измерительного прибора, шкала которого отражена в единицах измерения.

Прямые различают:

– непосредственного сравнения – измеряемая величина сравни­вается с эталонной;

– дифференциальные – определяемая величина есть разность между измеренной величиной и эталоном;

– компенсационные (нулевые) – измеряют другую физическую величину, скомпенсировавшую изменение искомой.

Косвенные – искомая величина определяется по результатам измерений другой величины, связанной с ней однозначной (математической зависимостью).

Совокупные – искомая величина определяется путем решения системы уравнений, полученных из совокупности прямых измерений одной или нескольких однородных величин.

При измерении разграничивают понятия: истинное и действительное значение физической величины, текущее значение или результаты измерений.

Истинным значением физических величин называются значения, идеальным образом отражающие свойства данного объекта, как вколичественном, так и в качественном отношениях. Они не зависят от средств нашего познания и являются той абсолютной истиной, к которой мы стремимся, пытаясь выразить их в виде числовых значений. Истинное значение получить невозможно.

Действительным значением физической величины называется значение, найденное экспериментально по образцовому прибору и настолько приближающееся к истинному, что для данной цели оно может быть использовано вместо него. Текущими значениями физической величины называются результаты измерений, полученные с интервалом времени на рабочем приборе.

Измерительный прибор – это средство измерений, служащее для выработки сигнала информации о величине параметра.

Основными средствами измерений являются датчики и контрольные приборы.

Если информация о величине представлена в доступной форме для восприятия наблюдателя, то это контрольный прибор.

На шкале контрольного прибора указывается измеряемый параметр, класс точности, система прибора, рабочее положение, градуировка и т.д.

Основная классификация измерительных приборов по роду измеряемой величины (температура, давление, расход, уровень, влажность, вязкость и т.д.).

Дополнительная классификация:

– по назначению: технические (рабочие), образцовые и эталонные, контрольные и лабораторные;

– по характеру показаний: показывающие, самопишущие (регистрирующие), суммирующие (счетчики);

– по принципу действия: электрические, пневматические, меха­нические, гидравлические, радиоактивные и др.;

– по месту расположения: щитовые, местные;

– по условиям работы: стационарные, переносные;

– по габаритам: нормальные, крупные, миниатюрные.

Основные характеристики прибора:

1) статическая характеристика х_вых=f(х_вх)½ _t®¥ ;

2) динамическая характеристика х_вых=f(х_вх, t);

3) чувствительность ;

4) порог чувствительности – минимальное значение входной величины при котором начинает изменяться выходная величина;

5) номинальная погрешность – максимально допустимая погрешность.

Достоверность измерений количественно оценивается величиной погрешности: абсолютной, относительной и приведённой относительной погрешностями.

а) абсолютная – это алгебраическая разность между измеренным и действительным значением измеряемой величины D=А_изм–А_д;

б) относительная – это отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины выраженное в %

;

в) относительная приведенная – отношение абсолютной погрешности к диапазону шкалы прибора выраженное в процентах в %

.

где – начало и конец шкалы измерительного прибора.

Обобщенной характеристикой при этом является класс точности – наибольшее допустимое значение основной приведенной погрешности, устанавливаемое изготовителем прибора (для приборов контроля от 0, 2 до 4, 0).

Приборы необходимо периодически поверять. Поверка – это мероприятия, проводимые с целью определения исправности приборов к работе (работоспособности):

– снятие результатов измерения с поверяемого и поверяющего приборов (класс точности поверяющего должен быть в 3–4 раза выше);

– определение погрешности поверяемого прибора;

– сравнение погрешностей с классом точности поверяемого при­бора и определение его работоспособности;

– настройка или ремонт прибора.