Засоби вимірювань

Поняття про вимірювання.

Тема 2. Вимірювання

Кількісна оцінка значення фізичної величини

Кількісну оцінку значення фізичної величини отримують в результаті вимірювання, а саму фізичну величину прийнято називати вимірювальною величиною.

Число, яке виражає відношення вимірювальної величини до одиниці вимірювання, називається числовим значенням вимірювальної величини. Воно може бути цілим або дробовим, але обов’язково абстрактним числом.

Значення величини, прийняте за одиницю вимірювання, називається розміром цієї одиниці.

Якщо A – вимірювальна величина, U – одиниця вимірювання, g –числове значення вимірювальної величини, то результат вимірювання величини Aможна записати у вигляді рівняння:

A = g U,

яке називається основним рівнянням вимірювань. Права частина рівняння називається результатом вимірювання і завжди має розмірність фізичної величини, а число gпоказує скільки разів одиниця вимірювання Uвміщується у вимірювальній величині. Тому при написанні результату вимірювання поряд з числовим значенням вимірювальної величини слід ставити позначення відповідної одиниці.

Наприклад: температура Т = 450 К, струм І = 5 А, тиск р = 70 Па.

Якщо при вимірюванні величини Aзамість одиниці Uвикористовується інша одиниця_,то згадане основне рівняння вимірювань матиме вигляд:

A = g₁U₁,

де g₁ - числове значення вимірювальної величиниAв одиницяхU_1.

В результаті спільного розв’язання цих двох рівнянь отримаємо:

g U = g₁U_1,

g_{1 =}g(U/ U₁).

Останній вираз свідчить про те, що для переходу від результату вимірювання g,вираженого в одиницях U, до результату g_1,вираженого в одиницяхU₁_,необхідно g помножити на співвідношення прийнятих одиниць. Це має велике практичне значення у випадках, коли вимірювальна величина не може вимірюватися у відповідних їй одиницях, а використовується для вимірювання інша фізична величина, яка пов’язана однозначно з першою величиною і зручніша для вимірювання. Наприклад, вимірювання температури за допомогою термометра опору шляхом визначення його електричного опору або при використанні перетворювачів, зокрема неелектричних величин, коли вимірюється значення сигналу перетворювача, а не значення самої вимірювальної величини (тиску, переміщення, сили, деформації і т.д.)

В метрології вимірювання визначається як знаходження значення фізичної величин дослідним шляхом за допомогою спеціальних технологічних засобів вимірювання.

До засобів вимірювань відносяться міри, вимірювальні прилади, масштабні та вимірювальні перетворювачі.

Міра - це засіб вимірювань у вигляді тіла, або пристрою, призначеного для зберігання і (або) відтворення фізичної величини заданого розміру.

Як приклади мір можна назвати гирі, зразкові резистори, нормальні елементи, генератори стандартних сигналів та ін.

Залежно від ступеня точності і сфер використання міри підрозділяються на первинні еталони, вторинні, або робочі міри.

Первинним називають еталон, що забезпечує відтворення і зберігання одиниці фізичної величини з найвищою точністю.

Державні первинні еталони забезпечують найвищу точність відтворення і зберігання одиниці фізичної величини у даній державі і періодично прямо або посередньо звіряються міжнародними еталонами одиниць. Вони мають як правило, одне значення, і є частиною національного надбання. Зразкові міри виготовляються у вигляді незначної кількості типових конструкцій і використовуються для атестації робочих мір. Зберігаються в метрологічних інститутах та державних контрольних лабораторіях.

Робочі міри виготовляються серійно для широкого діапазону номінальних значень фізичних величин і використовуються для перевірки вимірювальних приладів і пристроїв у виробничих підприємствах та наукових організаціях.

Вимірювальний прилад являє собою засіб вимірювань, призначений для вироблення під дією вимірюваної величини сигналу вимірювальної інформації, функціонально зв'язаного з числовим значенням вимірюваної величини та відображення цього сигналу на відліковому (індикаторному) пристрою (испр. пристрої), або його реєстрації. Розрізняють вимірювальні прилади прямого та зрівноважуючого перетворення.

У вимірювальних приладів прямого перетворення передача вимірювальної інформації здійснюється тільки в одному напрямку - від входу до виходу без зворотного зв'язку між ними.

Зрівноважуюче перетворення міститься у тому, що вхідна величина зрівноважується іншою однойменною величиною. Відповідно до форми вимірювальної інформації, що міститься у вихідних сигналах вимірювальних приладів, їх поділяють на аналогові і цифрові.

Аналоговим вимірювальним приладом називають прилад, у якого інформативним вихідним сигналу є неперервною функцією зміни вимірюваної величини (наприклад, неперервним переміщення стрілки вольтметра при зміні вимірювальної напруги).

Цифровим називають прилад, у якого вихідний сигнал є цифровим, тобто містить інформацію про значення вимірювальної величин, закодовану у цифровому коді. Електровимірювальний прилад, що допускає тільки зчитування називається показуючим, а прилад у якому передбачена автоматична фіксація вимірювальної інформації називається реєструючим.

Масштабним перетворювачем називають пристій (испр. пристрій), що забезпечує розширення діапазону виміряння вимірювального приладу через масштабування вимірюваного сигналу, як правило, електричного (наприклад, електричних напруги чи струму). Вихідний сигнал масштабного перетворювача, як фізична величина, подібний вхідному сигналу, а розмір його інформативного параметра у К разів менший розміра (испр. розміру) інформативного параметра вхідного сигналу.

Як приклади масштабного перетворювання можна назвати шунти, додаткові резистори, вимірювальні трансформатори, подільники напруги.

Пристрій, що реалізує вимірювальне перетворення сигналу одного виду енергії в сигнал іншого виду енергії, називається вимірювальним перетворювачем. В більшості вимірювальних перетворювачів вихідний сигнал - це постійні напруга або струм певних рівнів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Еталони фізичних величин	\|	Класи точності засобів вимірювань

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.