Виды средств измерения физических величин. Методы измерения.

Измерение - это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Измерения классифицируются по: ♦ способу получения информации; ♦ характеру изменений величины в процессе ее измерений; ♦ количеству измерительной информации; ♦ отношению к основным единицам измерения. По способу получения информации измерения подразделя­ют на прямые косвенные, совокупные и совместные. По характеру изменений измеряемой величины в процессе измерений выделяют статистические, динамические и стати­ческие измерения.

По количеству измерительной информации различают одно­кратные и многократные измерения.По отношению к основным единицам измерения выделяют абсолютные и относительные измерения.

Принцип измерений - физическое явление или эффект, по­ложенные в основу измерений (например, применение эффекта Допплера для измерения скорости - имеет место при любом волновом процессе распространения энергии; использование силы тяжести при изменении массы взвешиванием).

Метод измерений - это прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений (метод из­мерений обычно обусловлен устройством средств измерений)

Различают следующие методы измерений: методы непосредственной оценки измерений (значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений);.♦ методы сравнения с мерой (измеряемые величины сравни­ваются с величинами, которые воспроизводят меру); ♦ нулевой метод измерений (результирующий эффект воз­действия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля); ♦ метод измерений замещением (измеряемую величину за­меняют мерой с известным значением величины); ♦ метод измерений с дополнением (значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким рас­четом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее задуманному значению); ♦ дифференциальный метод измерений (измеряемая величи­на сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряе­мой величины, когда измеряется разность между этими двумя величинами); ♦ контактный метод измерений (измерение диаметра вала из­мерительной скобой или проходным и непроходным калибром); ♦ бесконтактный метод измерений (элемент средства изме­рений не приводится в контакт с объектом измерения (напри­мер, измерение температуры в печи). Методика выполнения измерений - это установленная сово­купность операций и правил при измерении.

Физические величины как объекты измерений Физическая величина - это одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но индивидуальное в количественном отно­шении для каждого из них. Измеряемая физическая величина представляет собой коли­чественную физическую величину, подлежащую измерению, измеряемую или измеренную в соответствии с основной целью измерительной задачи. Система единиц физических величин - это совокупность ос­новных и производных физических величин, образованная в со­ответствии с принятыми принципами, когда одни величины при­нимаются за независимые, а другие являются их функциями. Основной называется физическая величина, входящая в сис­тему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы. Производной называется физическая величина, входящая в систему и определяемая через основные величины этой системы.

Основные величины независимы друг от друга, но они мо­гут служить основой для установления связей с другими фи­зическими величинами, которые называются производными от них. Например, в формулу Эйнштейна входит основная едини­ца - масса и производная единица - энергия. Основным величи­нам соответствуют основные единицы измерений, а производ­ным - производные.Каждая физическая величина имеет определенную размер­ность - выражение в форме степенного одночлена, составлен­ного из произведений символов основных физических величин в различных степенях, отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные, и с коэффициентом пропорцио­нальности равным единице.

22.Средства измерения температуры. Существуют два основных способа для измерения температур -- контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте измерительного преобразователя температуры с исследуемым объектом, в результате чего добиваются состояния теплового равновесия преобразователя и объекта. Этому способу присущи свои недостатки. Температурное поле объекта искажается при введении в него термоприемника. Температура преобразователя всегда отличается от истинной температуры объекта. Верхний предел измерения температуры ограничен свойствами материалов, из которых изготовлены температурные датчики. Кроме того, ряд задач измерения температуры в недоступных вращающихся с большой скоростью объектах не может быть решен контактным способом.

Бесконтактный способ основан на восприятии тепловой энергии, передаваемой через лучеиспускание и воспринимаемой на некотором расстоянии от исследуемого объема. Этот способ менее чувствителен, чем контактный. Измерения температуры в большой степени зависят от воспроизведения условий градуировки при эксплуатации, а в противном случае появляются значительные погрешности. Устройство, служащее для измерения температуры путем преобразования ее значений в сигнал или показание, называется термометром (ГОСТ 13417-76),

По принципу действия все термометры делятся на следующие группы, которые используются для различных интервалов температур: 1 Термометры расширения от --260 до +700 °С, основанные на изменении объемов жидкостей или твердых тел при изменении температуры. 2 Манометрические термометры от --200 до +600 °С, измеряющие температуру по зависимости давления жидкости, пара или газа в замкнутом объеме от изменения температуры.3. Термометры электрического сопротивления стандартные от --270 до +750 °С, преобразующие изменение температуры в изменение электрического сопротивления проводников или полупроводников. 4. Термоэлектрические термометры (или пирометры), стандартные от --50 до +1800 °С, в основе преобразования которых лежит зависимость значения электродвижущей силы от температуры спая разнородных проводников.

Пирометры излучения от 500 до 100000 °С, основанные на измерении температуры по значению интенсивности лучистой энергии, испускаемой нагретым телом, Термометры, основанные на электрофизических явлениях от -272 до +1000 °С (термошумовые термоэлектрические преобразователи, объемные резонансные термопреобразователи, ядерные резонансные).