• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тема.Основні поняття про вимірювання. Класифікація вимірювань

Лекції №№3 та 4

План

1. Поняття процесу вимірювання

2. Основні рівняння вимірювань

3. Поділ вимірювань за характером зміни вимірюваної величини

4. Поділ вимірювань за способом одержання числового значення

5. Поділ вимірювань за точністю знаходження числових значень

6. Абсолютні та відносні вимірювання

Вимірювання є одним із важливих шляхів пізнання навколишнього середовища, зв'язків між подіями, законо­мірностей природи. Завдяки вимірюванням людство від­крило багато законів природи, що сприяло науково-техніч­ному прогресу.

Вимірювання — це процес експериментального відшу­кування значень фізичної величини за допомогою спеці­альних засобів вимірювання. Точні й вірогідні вимірюван­ня фізичних величин, технологічних параметрів мають ве­лике значення для науки, техніки та управління техноло­гічними та тепловими процесами харчової промисловості.

Відповідно до стандарту ДСТУ 2681—94, вимірювання є відображенням вимірюваних величин, їх значень шляхом експерименту та обчислень за допомогою спеціальних технічних засобів.

Число, яке виражає відношення вимірюваної величини До одиниці вимірювання, називається числовим значенням вимірюваної величини. Воно може бути цілим або дробовим, але обов'язково абстрактним числом. Значення вели­чини, прийняте за одиницю вимірювання, називається розміром цієї одиниці.

Якщо А — вимірювана величина, U— одиниця вимірювання, g — числове значення вимірюваної величини, то результат вимірювання А можна записати у вигляді такого рівняння:

(3.1)

Формула 3.1 називається основним рівнянням вимірю­вань. Права частина рівняння називається результатом вимірювання і завжди має розмірність одиниці фізичної величини, а число g показує, скільки разів одиниця вимі­рювання и вміщується у вимірюваній величині. Тому при написанні результату вимірювання поряд з числовим зна­ченням вимірюваної величини слід ставити позначення відповідної одиниці.

Наприклад: тиск р = 10 МПа, температура Т = 300 К, довжина L= 100 м, струм I = ЗО А. Цифрові значення відпо­відних вимірюваних величин є результатами вимірювань, а скорочені позначення при них — одиниці вимірюваних величин.

Якщо при вимірюванні величини А замість одиниці U взяти іншу одиницю — то формула 3.1 матиме такий вигляд:

(3.2)

Спільно розв'язуючи ці два рівняння, одержимо:

(3.3)

Із формули 3.3 видно, що для переходу від результату вимірювання g, вираженого в одиницях U, до результату вираженого в одиницях необхідно g помножити на співвідношення прийнятих одиниць.

У випадках, коли вимірювана величина не може вимірюватися у відповідних їй одиницях, використовується співвідношення між одиницями вимірюваної величини і одиницями іншої фізичної величини, яка однозначно по­в'язана з першою величиною і зручніша для вимірюван­ня. Наприклад, при вимірюванні температури за допомо­гою термометра опору шляхом визначення його електрич­ного опору або використання у вимірювальній техніці пе­ретворювачів, коли вимірюється значення сигналу, а не значення вимірюваної величини.

На результати вимірювань впливає досить багато чин­ників: зовнішні умови, методи, технічні засоби вимірюван­ня, стан експериментатора та ін. Зважаючи на численність різних чинників та умов проведення експерименту, вимі­рювання можна класифікувати за характером зміни ви­мірюваної величини в часі, за способом одержання число­вого значення, точністю та ін.

За характером зміни вимірюваної величини в часі ви­мірювання можна розділити на статичні та динамічні.

Статичні вимірювання — це вимірювання, при яких протягом певного проміжку часу вимірювана величина майже не змінюється або ж її значення змінюється посту­пово відповідно до процесу виробництва. Статичні вимірю­вання (рис. 3.1) використовуються, як правило, для вста­новлення взаємозв'язку між фізичними величинами одно­го і того самого об'єкта дослідження. Вони застосовують­ся у пасивних експериментах і забезпечують задовільний рівень наочності при зміні вимірюваних величин за пев­ний проміжок часу (годину, зміну, добу). Таким, наприклад, є проведення пасивного експерименту на випарній установці для вимірювання основних її параметрів: температури, рівня, тиску, витрати пари тощо.

Рис. 3.1. Статичні характеристики вимірюваних величин — тиску, температури та рівня за проміжок часу

Динамічні вимірювання — вимірювання, які показують зміну вимірюваної величини в часі при різних збуреннях, що впливають на об'єкт дослідження або ж на засіб вимірювання. Динамічні вимірювання дають можливість вивчати динамічні властивості об'єкта і засобів ви­мірювальної техніки, особливо первинних перетворювачів (датчиків).

На рис. 3.2 показано перехідний процес вимірюваної величини у часі при різкій зміні вимірюваної величи­ни на вході приладу. Як видно з графіка, показання при­ладу досягають сталого значення Y лише через певний час і наближаються до нього поступово відповідно до екс­поненціального закону. Різниця між показаннями прила­ду і дійсним значенням вимірюваної величини Y нази­вається динамічною похибкою: . На графіку (рис. 3.2) показані параметри, які характеризують динамік процесу вимірювання.

Час початку реагування — час від початку зміни вимірюваної величини на вході приладу до початку зміни показів приладу (значення вихідного сигналу).

Час перехідного процесу — час, протягом якого по­казання приладу після початку зміни вхідної вимірюваної величини досягнуть значення з 5-процентним відхиленням ().

Повний час встановлення значення вимірюваної ве­личини — час, протягом якого значення вимірюваної величини досягає свого сталого значення від початку зміни вхідної величини на вході приладу.

Постійна часу Т — час, протягом якого вихідна вимі­рювана величина досягає 0,632 свого сталого значення на виході приладу, тобто де час перехідного процесу, який описується рівнянням експоненти.

У загальному випадку для опису лінійних вимірюваль­них засобів використовуються лінійні диференціальні рів­няння. Якщо ж вимірювальний засіб має нелінійні елементи, то їх характеристики можна лінеаризувати, тобто звести до лінійних диференціальних рівнянь з припустимою і дос­татньою точністю. Це дає змогу використати лінійні дифе­ренціальні рівняння виду

Поряд з диференціальними рівняннями для опису ди­наміки перехідних процесів вимірювальних систем доціль­но використовувати передаточні функції. Динамічні харак­теристики засобів вимірювання, які характеризують їх ре­акцію на гармонійні коливання у широкому діапазоні ча­стот, називають частотними характеристиками, які містять в собі амплітудно-частотні та фазочастотні характеристи­ки. Частотні характеристики можна одержати як експе­риментально, так і розрахунковим шляхом.

Читайте також:

1. II. Класифікація видатків та кредитування бюджету.
2. II. Поняття соціального процесу.
3. V. Класифікація і внесення поправок
4. V. Класифікація рахунків
5. V. Поняття та ознаки (характеристики) злочинності
6. А. Структурно-функціональна класифікація нирок залежно від ступеню злиття окремих нирочок у компактний орган.
7. А/. Поняття про судовий процес.
8. Адміністративний проступок: поняття, ознаки, види.
9. Адміністративні провадження: поняття, класифікація, стадії
10. Акти застосування юридичних норм: поняття, ознаки, види.
11. Аналіз ступеня вільності механізму. Наведемо визначення механізму, враховуючи нові поняття.
12. Аналітичні процедури внутрішнього аудиту та їх класифікація.

Переглядів: 1186