Меню

Полевые средства измерения это



Средства измерений

Виды средств измерений

Эталоны, их классификация и виды

Перспективы развития эталонов

1. Виды средств измерений

Для практического измерения единицы величины применяются технические средства, которые имеют нормированные погрешности и называются средствами измерений.

К средствам измерений относятся: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и системы, измерительные принадлежности.

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. К данному виду средств измерений относятся гири, концевые меры длины и т.п. На практике используют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер. Однозначные меры воспроизводят величины только одного размера (гиря). Многозначные меры воспроизводят несколько размеров физической величины. Например, миллиметровая линейка дает возможность выразить длину предмета в сантиметрах и в миллиметрах.

Наборы и магазины представляют собой объединение (сочетание) однозначных или многозначных мер для получения возможности воспроизведения некоторых промежуточных или суммарных значений величины.

Набор мер представляет собой комплект однородных мер разного размера, что дает возможность применять их в нужных сочетаниях. Например, набор лабораторных гирь.

Магазин мер — сочетания мер, объединенных конструктивно в одно механическое целое, в котором предусмотрена возможность посредством ручных или автоматизированных переключателей, связанных с отсчетным устройством, соединять составляющие магазин меры в нужном сочетании. По такому принципу устроены магазины электрических сопротивлений.

К однозначным мерам относят стандартные образцы и стандартные вещества.

Стандартный образец — это должным образом оформленная проба вещества (материала), которая подвергается метрологической аттестации с целью установления количественного значения определенной характеристики. Эта характеристика (или свойство) является величиной с известным значением при установленных условиях внешней среды. К подобным образцам относятся, например, наборы минералов с конкретными значениями твердости (шкала Мооса) для определения этого параметра у различных минералов.

Стандартным образцом является образец чистого цинка, который служит для воспроизведения температуры 419,527 °С по международной температурной шкале МТШ-90.

При пользовании мерами следует учитывать номинальное и действительное значения мер, а также погрешность меры и ее разряд. Номинальным называют значение меры, указанное на ней.

Действительное значение меры должно быть указано в специальном свидетельстве как результат высокоточного измерения с использованием официального эталона.

Разность между номинальным и действительным значениями называется погрешностью меры. Величина, противоположная по знаку погрешности, представляет собой поправку к указанному на мере номинальному значению. Поскольку при аттестации (поверке) также могут быть погрешности, меры подразделяют на разряды (1-го, 2-го и т.д. разрядов) и называют разрядными эталонами (образцовые измерительные средства), которые используют для поверки измерительных средств. Величина погрешности меры служит основой для разделения мер на классы, что обычно применимо к мерам, употребляемым для технических измерений.

Измерительный преобразователь — это средство измерений, которое служит для преобразования сигнала измерительной информации в форму, удобную для обработки или хранения, а также передачи в показывающее устройство. Измерительные преобразователи либо входят в конструктивную схему измерительного прибора, либо применяются совместно с ним, но сигнал преобразователя не поддается непосредственному восприятию наблюдателем. Например, преобразователь может быть необходим для передачи информации в память компьютера, для усиления напряжения и т.д. Преобразуемую величину называют входной, а результат преобразования — выходной величиной. Основной метрологической характеристикой измерительного преобразователя считается соотношение между входной и выходной величинами, называемое функцией преобразования.

Преобразователи подразделяются на первичные (непосредственно воспринимающие измеряемую величину), передающие, на выходе которых величина приобретает форму, удобную для регистрации или передачи на расстояние; промежуточные, работающие в сочетании с первичными и не влияющие на изменение рода физической величины.

Измерительные приборы — это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем. Различаются измерительные приборы прямого действия и приборы сравнения.

Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем соответствующую градуировку в единицах этой величины. Изменения рода физической величины при этом не происходит. К приборам прямого действия относят, например, амперметры, вольтметры, термометры и т.п.

Приборы сравнения предназначаются для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы широко используются в научных целях, а также и на практике для измерения таких величин, как яркость источников излучения, давление сжатого воздуха и др.

Измерительные установки и системы — это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами, для измерения одной или нескольких физических величин объекта измерений. Обычно такие системы автоматизированы и обеспечивают ввод информации в систему, автоматизацию самого процесса измерения, обработку и отображение результатов измерений для восприятия их пользователем. Такие установки (системы) используют и для контроля (например, производственных процессов), что особенно актуально для метода статистического контроля, а также принципа TQM в управлении качеством.

Читайте также:  Самая сильная шкала при проведении статистического измерения это

Измерительные принадлежности — это вспомогательные средства измерений величин. Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности. Например, термометр может быть вспомогательным средством, если показания прибора достоверны при строго регламентированный температуре; психрометр — если строго оговаривается влажность окружающей среды.

Следует учитывать, что измерительные принадлежности вносят определенные погрешности в результат измерений, связанные с погрешностью самого вспомогательного средства.

По метрологическому назначению средства измерений делят на два вида — рабочие средства измерений и эталоны.

Рабочие средства измерений применяют для определения параметров (характеристик) технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и др. Рабочие средства могут быть лабораторными (для научных исследований), производственными (для обеспечения и контроля заданных характеристик технологических процессов), полевыми (для самолетов, автомобилей, судов и т.п.). Каждый из этих видов рабочих средств отличается особыми показателями. Так, лабораторные средства измерений — самые точные и чувстви­тельные, а их показания характеризуются высокой стабильностью. Про­изводственные обладают устойчивостью к воздействиям различных факторов производственного процесса: температуры, влажности, вибрации и т.п., что может сказаться на достоверности и точности показаний приборов. Полевые работают в условиях, постоянно изменяющихся в широких пре­делах внешних воздействий.

Особым средством измерений является эталон.

Источник

1.5. Виды средства измерений

Содержание:

Средство измерений (СрИзм) — это техническое средство (или комплекс средств), используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.

СрИзм позволяют не только обнаружить физическую величину, но и измерить ее, т.е. сопоставить неизвестный размер с известным. Если физическая величина известного размера есть в наличии, то она непосредственно используется для сравнения (измерение плоского угла транспортиром, массы – с помощью весов с гирями). Если же физической величины известного размера в наличии нет, то сравнивается реакция (отклик) прибора на воздействие измеряемой величины с проявившейся ранее реакцией на воздействие той же величины, но известного размера (измерений силы тока амперметром).

СрИзм можно классифицировать по двум признакам:

  1. конструктивное исполнение;
  2. метрологическое назначение.

По конструктивному исполнению СрИзм подразделяют на меры, измерительные преобразователи; измерительные приборы, измерительные установки, и системы, измерительные принадлежности.

Это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. К данному виду средств измерений относятся гири, концевые меры длины и т.п. На практике используют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер.

Однозначные меры воспроизводят величины только одного размера (гиря).

К однозначным мерам можно отнести стандартные образцы (СО). СО состава вещества (материала) – стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих содержание определенных компонентов в веществе (материале).

СО свойств веществ (материалов) – стандартный образец с установленными значениями величин, характеризующих физические, химические, биологические и другие свойства.

Многозначные меры воспроизводят несколько размеров физической величины. Например, миллиметровая линейка дает возможность выразить длину предмета в сантиметрах и в миллиметрах.

Измерительные преобразователи

СрИзм, предназначенные для преобразования измеряемой величины в другую однородную или неоднородную величину с целью представления измеряемой величины в форме, удобной при обработке, хранении, передаче в показывающее устройство. Измерительные преобразователи не имеют устройств отображения измерительной информации, поэтому они входят в измерительные приборы или применяются вместе с ними.

Различают:

  • Первичные преобразователи — предназначены для непосредственного восприятия измеряемой величины, как правило, неэлектронной и преобразовывая ее в электрическую (например, датчики).
  • Промежуточные преобразователи – преобразователи, расположенные в измерительной цепи первичного преобразователя и обычно по измеряемой физической величине, однородные с ним.

Пример: овременные измерительные преобразователи нередко оснащаются и цифровыми, и аналоговыми выходными цепями. Примерами таких преобразователей являются Е854ЭЛ, Е856ЭЛ и Е849ЭЛ

Совокупность конструктивно объединенных первичных и промежуточных преобразователей носит название «измерительные приборы».

Измерительные приборы

Комплектная измерительная установка PN25 тип LC/LCR для газовозов или стационарных систем

Это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем. Различают измерительные приборы прямого действия и приборы сравнения.

  • Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем соответствующую градуировку в единицах этой величины. Изменения рода физической величины при этом не происходит. К приборам прямого действия относят, например, амперметры, вольтметры, термометры и т.п.
  • Приборы сравнения предназначаются для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны, например, аналитические весы. Такие приборы широко используются в научных целях.

Измерительные установки и системы

Это совокупность средств измерений, объединённых по функциональному признаку со вспомогательными устройствами, для измерения одной или нескольких физических величин объекта измерений. Обычно такие системы автоматизированы и обеспечивают ввод информации в систему, автоматизацию самого процесса измерения, обработку и отображение результатов измерений для восприятия их пользователем.

Читайте также:  Методы измерения импульсов напряжения

Измерительные принадлежности

Это вспомогательные средства измерений величин. Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности.

По метрологическому назначению СрИзм делят на два вида – рабочие средства измерений и эталоны.

Рабочие средства измерений

Калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2012ПК

Применяют для определения параметров (характеристик) технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и др.

Производственные средства обладают устойчивостью к воздействиям различных факторов производственного процесса: температуры, влажности, вибрации и т.п., что может сказаться на достоверности и точности показаний приборов.

Полевые средства работают в условиях, постоянно изменяющихся в широких пределах внешних воздействий.

Эталон

Это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи её размера другим средствам измерений. От эталона единица величины передаётся разрядным эталонам, а от них – рабочим средствам измерений. Эталоны классифицируют на:

  • Первичный эталон – это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.
  • Вторичные эталоны могут утверждаться либо Госстандартом РФ, либо государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования.
  • Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и в свою очередь служат для передачи размера менее точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда и рабочим средствам измерений.

Презентация на тему Классификация видов средств измерений

Источник

Что такое средства измерения? Классификация средств измерения.

Сегодня познакомимся со средствами измерения. А именно, что такое средство измерения, какими бывают средства измерения, их классификация. Будет очень интересно и познавательно. НЕ переходим на другую страничку.

Средства измерений – технические устройства, предназначенные для измерений, имеющие нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и (или) хранящие единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

По ряду критериев различают следующие средства измерений.

1. По назначению: образцовые (метрологические) и рабочие.

— Образцовые (метрологические) средства измерений предназначены для воспроизведения единицы физической величины и (или) ее хранения или для передачи размера единицы другим (как образцовым, так и рабочим) средствам измерений, то есть для измерений, выполняемых в ходе поверок и калибровок. С их помощью обеспечивается единство измерений в стране. Образцовыми средствами измерений являются эталоны, образцовые приборы, поверочные установки, средства сравнения и др.

— Рабочие средства измерений предназначены для практических измерений, не связанных с передачей размера единицы величины другим средствам измерений. Они позволяют измерять реальные величины.

Пример: весы, рН-метры, манометры, вольтметры и т.д.

2. По уровню стандартизации: стандартизованные и не стандартизованные.

— Стандартизованные средства измерений изготавливают в рамках требований стандарта. Их технические характеристики соответствуют характеристикам средств измерений аналогичного типа, полученным на основании государственных испытаний, выполняемых при утверждении типа средства измерений. Средства измерений, внесенные в Федеральный информационный фонд по обеспечению средства измерений, чаще всего относятся к числу стандартизованных.

Пример: Вольтметры, весы, мерные колбы, стандарт-титры (фиксаналы).

— Нестандартизованные средства измерений предназначены для выполнения специальной измерительной задачи. Они часто являются уникальными, самостоятельно изготовленными. Для того чтобы проведенные с их помощью измерения являлись достоверными, их точность необходимо оценивать. Такие устройства также могут подвергаться государственными испытаниями и вноситься в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

3. По отношению к измеряемой величины: основные и вспомогательные.

Основные средства измерений производят измерения той величины, значение которой необходимо получить в рамках поставленной измерительной задачи.

Вспомогательные средства измерений измеряют ту величину, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учесть для получения результатов измерений требуемой точности.

Пример: при пикнометрическом определении плотности раствора пикнометр является основным, в термометр для измерения температуры воды в термостате – вспомогательным средством измерения.

4. По конструктивному исполнению средства измерений делят на меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы, измерительные комплексы.

Мера как средство измерения предназначена для воспроизведения и (или) хранения величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

Пример: Гиря; образцовое сопротивление; стандартный образец состава вещества и т.д.

Мера выступает в качестве носителя единицы величины и служит основой для измерений. При сравнении с ней размера измеряемой величины получают значение этой величины в тех же единицах.

Читайте также:  Понятие магнитного потока формула единица измерения

Мера подразделяют на однозначные, многозначные, наборы мер, магазины мер, установочные. Мера, воспроизводящая величину одного размера, — однозначная мера.

Пример: гиря определенной массы и т.д.

Мера, воспроизводящая величину разных размеров, — многозначная мера.

Комплект мер разного размера одной и той же величины, необходимый для применения на практике как в отдельности, так и в различных сочетаниях, есть набор мер.

Пример: наборы разновесов, калибров и т.д. Наборы мер обычно устанавливаются нормативно-техническими документами.

Набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях, называются магазином мер.

Пример: магазины электрических сопротивлений, емкостей и т.д.

Мера, предназначенная для приведения показания средства измерения в соответствие с ее известным значением или для контроля неизменности чувствительности средства измерений и приведения его показаний (выходных сигналов) к показаниям, соответствующим чувствительности средства измерений при первичной градуировке, называется установочной мерой.

Пример: радионуклидный источник, применимый для контроля стабильности чувствительности радиометрических и дозиметрических приборов.

Близки по назначению к мерам стандартные образцы, предназначенные для воспроизведения, хранения и передачи характеристик состава или свойства веществ (материалов), хотя последнее время их выделяют в самостоятельную группу метрологических средств.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой величины в установленном диапазоне. Такой прибор имеет устройство для преобразования измеряемой величины в сигнал измерительной информации и его индикации в доступной для восприятия форме. Почти всегда устройство для индикации имеет шкалу со стрелкой или другим приспособлением, диаграмму с пером или цифровой указатель, с помощью которых можно производить отсчет или регистрацию значений величины. В случае сопряжения прибора с компьютером отсчет может сниматься с дисплея или распечатки.

Важнейшим различием мер и измерительных приборов является число возможных результатов измерений. Если число результатов, которые можно получить данным средством измерений, один или несколько – это мера (однозначная или многозначная), если много – прибор.

Пример: Гиря – однозначная мера, линейка (число возможных результатов несколько десятков) – многозначная мера, а вольтметр (число возможных результатов измерений несколько тысяч) – измерительный прибор.

Имеется несколько классификаций измерительных приборов.

— по характеру индикации значений измеряемой величины измерительные приборы разделяют на показывающие и регистрирующие. Первые позволяют только считывать значения измеряемой величины, а вторые – также и регистрировать их. Регистрация показаний может проводиться в аналоговой или числовой форме. Существуют приборы, позволяющие регистрировать одновременно несколько значений одной или несколько величин.

Пример: микрометр, аналоговый или цифровой вольтметр, часы.

— По действию (если такое производится) измерительные приборы разделяют на интегрирующие и суммирующие. С помощью интегрирующих измерительных приборов значение измеряемой величины определяется путем ее интегрирования по другой величине (электрический счетчик электроэнергии и т.д). Суммирующие измерительные приборы дают показания, которые функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых по различным измерительным каналам.

Измерительные преобразователи – средства измерений, служащие для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Это – конструктивно обособленные элементы, самостоятельного значения для проведения измерений они, как правило, не имеют. Обычно они являются составными частями более сложных измерительных комплексов и систем автоматического контроля. Управления и регулирования.

Измерительные системы – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, компьютеров и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого пространства. В зависимости от назначения их разделяют на измерительные информационные системы (ИИС), измерительные контролирующие системы (ИКС), измерительные управляющие системы (ИУС) и др.

Измерительные комплексы – функционально объединенная совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе ИИС конкретной измерительной задачи.

5. По уровню автоматизации средства измерений делят на неавтоматические средства измерений, автоматизированные средства измерений, автоматические средства измерений.

Неавтоматические средство измерений не имеет устройств для автоматического выполнения измерений и обработки их результатов.

Пример: рулетка, индикаторная бумага, пирометр, теодолит.

Автоматизированное средство измерений производит в автоматическом режиме одну или несколько измерительных операций.

Пример: компьютеризированные атомно-абсорбционный спектрофотометр с автоматическим пробоотборником.

Автоматическое средство измерений производит в автоматическом режиме измерений и все операции, связанные с получением и обработкой результатов измерений, их регистрацией, передачей данных или выработкой управляющего сигнала.

Пример: автоматический хроматограф, установленный на химическом реакторе и периодически передающей результаты измерений на пульт управления производством.

Источник