Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


 лассификаци€ средств измерений. ѕо техническому назначению средства измерений подраздел€ютс€ на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи




ѕо техническому назначению средства измерений подраздел€ютс€ на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, вспомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы. ¬се они имеют нормированные метрологические характеристики.

ћетрологическими называютс€ характеристики, оказывающие вли€ние на результат и погрешность измерени€. ќни вход€т в состав технических характеристик, определ€ющих другие свойства средств измерений (диапазоны частот, габаритные размеры, вид элементов питани€).

ѕод нормированиемметрологических характеристик понимаетс€ количественное задание определенных номинальных значений и допустимых отклонений от этих значений. Ќормирование метрологических характеристик позвол€ет оценить погрешность измерени€, достичь взаимозамен€емости средств измерений, обеспечить возможность сравнени€ средств измерений между собой и оценку погрешностей измерительных систем и установок на основе метрологических характеристик вход€щих в их состав средств измерений. »менно нормирование метрологических характеристик отличает средство измерений от других подобных технических средств (например, измерительный трансформатор от силового трансформатора).

ћера Ц средство измерений, предназначенное дл€ воспроизведени€ физической величины заданного размера (кварцевый генератор €вл€етс€ мерой частоты электрических колебаний). ћера, воспроизвод€ща€ р€д одноименных величин различного размера, называетс€ многозначной (конденсатор посто€нной емкости выполн€ет роль однозначной меры, а конденсатор переменной емкости Ц многозначной). „асто используетс€ набор мер Ц специально подобранный комплект мер, примен€емых не только отдельно, но и в различных сочетани€х дл€ воспроизведени€ р€да одноименных величин различного размера.

»змерительныйприбор Ц средство измерений, предназначенное дл€ выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной дл€ непосредственного воспри€ти€ наблюдателем. »змерительные приборы бывают аналоговые и цифровые, показывающие и регистрирующие.

»змерительныйпреобразователь Ц средство измерений, предназначенное дл€ выработки сигнала измерительной информации, удобной дл€ передачи, дальнейшего преобразовани€, обработки и хранени€, но не поддающейс€ непосредственному воспри€тию наблюдателем. ѕервичным называетс€ преобразователь, €вл€ющийс€ первым в электрической цепи и к которому непосредственно подводитс€ измер€ема€ величина. ѕередающий измерительный преобразователь предназначен дл€ дистанционной передачи сигнала измерительной информации; масштабный измерительный преобразователь Ц дл€ изменени€ измер€емой величины в заданное число раз.

¬спомогательноесредствоизмерений Ц средство измерени€ величин, вли€ющих на метрологические свойства другого средства измерений при его применении. Ёти средства примен€ют дл€ контрол€ за поддержанием значений вли€ющих величин в заданных пределах.

»змерительна€установка Ц совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенна€ дл€ выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной (дл€ автоматической обработки, передачи и использовани€ в ј—”) дл€ непосредственного воспри€ти€ наблюдателем и расположенна€ в одном месте.

»змерительна€система Ц совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств соединенных между собой каналами св€зи, предназначенна€ дл€ выработки сигналов измерительной информации в форме удобной дл€ автоматической обработки, передачи и использовани€ в ј—”.

Ќаиболее многочисленной группой средств измерений €вл€ютс€ измерительные приборы и преобразователи, которые обобщенно называютс€ измерительными устройствами (»”). ¬ силу большого разнообрази€ их классифицируют по различным признакам:

ѕо используемым физическим процессам »” раздел€ют на механические, электромеханические, электронные, оптоэлектронные и т.п.

ѕо физической природе измер€емой величины различают вольтметры, амперметры, термометры, манометры, уровнемеры, влагомеры и т.д.

ѕо виду измер€емой величины или сигнала измерительной информации, а также по способу обработки сигнала приборы дел€тс€ на аналоговые и цифровые. ¬ аналоговых приборах показани€ €вл€ютс€ непрерывной функцией измер€емой величины, т.е. могут так же, как и измер€ема€ величина, принимать бесконечное множество значений. ѕри этом во врем€ показани€ могут быть как непрерывной, так и дискретной (прерывистой) функцией измер€емой величины, т.е. различают приборы непрерывногои дискретногодействи€.

¬ цифровом приборе непрерывна€ по размеру и во времени величина преобразуетс€ в дискретную, квантуетс€, кодируетс€ и цифровой код отображаетс€ на цифровом отсчетном устройстве. ¬ результате показани€ цифрового прибора €вл€ютс€ дискретными во времени и квантованными по размеру, т.е. могут принимать лишь конечное число значений.

¬нешним признаком аналоговых или цифровых приборов €вл€етс€ наличие аналогового или цифрового показывающего или регистрирующего устройства. —оответственно, приборы прин€то также раздел€ть на показывающие, допускающие только отсчитывание показаний, и регистрирующие, в которых предусмотрена автоматическа€ регистраци€ показаний. —реди последних, в свою очередь, различают самопишущие и печатающие. ¬ самопишущих приборах (€вл€ющихс€ аналоговыми) показани€ измер€емых значений величины записываютс€ в виде графика осциллограммы, показывающей изменение значени€ величины во времени. ¬ печатающих приборах (€вл€ющихс€ цифровыми) результаты измерений печатаютс€ в цифровой форме.

јналоговые показывающие устройстваэлектронных приборов обычно представл€ют из себ€ электромеханический преобразователь и аналоговое отсчетное устройство. ѕоследнее состоит из шкалы, проградуированной с помощью меры и играющей роль меры при измерении, и указател€, совершающего линейное или угловое перемещение. ¬ качестве указател€ используютс€ либо стрелка, либо луч света.

–оль показывающего устройства может выполн€ть и электронно-лучева€ трубка (ЁЋ“), обладающа€ весьма малой инерционностью, что позвол€ет наблюдать высокочастотные процессы (до сотен мегагерц, до наносекунд импульсы).

¬ качестве аналогово-регистрационных устройств в диапазоне частот до 10 √ц используютс€ самописцы, содержащие электромеханический преобразователь, обеспечивающий перемещение записывающего узла со специальным пером. «апись осуществл€етс€ специальными чернилами (пастами) на бумаге, движущейс€ перпендикул€рно направлению перемещени€ пера. ¬ некоторых случа€х используютс€ термо-, электро-, и химочувствительные бумаги. ¬ диапазоне до 20  √ц примен€ют светолучевые осциллографы, в которых запись осуществл€етс€ с помощью специальных гальванометров лучом света на фотобумаге или фотопленке, а также ультрафиолетовым лучом на специальной бумаге, самопро€вл€ющейс€ на свету. ’ороша€ точность, чувствительность, многоканальность (до 10 и более), малые габаритные размеры €вл€ютс€ причиной широкого применени€ этих приборов. ƒл€ регистрации более высокочастотных процессов используют электронно-лучевые осциллографы с фотографированием процесса с экрана ЁЋ“.

ƒл€ регистрации однократных процессов примен€ют также специальные запоминающие ЁЋ“, позвол€ющие хранить изображение дес€тки часов.

÷ифровое отсчетное устройствообычно состоит из цифровых знаковых индикаторов, обеспечивающих воспроизведение дес€тичных цифр, и алфавитных индикаторов, позвол€ющих указать единицу измер€емой величины. ¬ цифровых регистрирующих приборах, как правило, осуществл€етс€ печатание показаний с помощью алфавитно-цифровых печатающих устройств со скоростью до 103знаков в секунду. ƒл€ долговременного хранени€ информации используютс€ также различные виды запоминающих устройств.

÷ифровое отсчетное или регистрирующее устройство никак не ограничивает точность цифрового прибора, так как цифровой код без какой-либо погрешности может быть изображен на цифровом отсчетном устройстве.

“очность аналоговых приборов ограничиваетс€ погрешност€ми измерительных преобразователей, создающих перемещение указател€, погрешност€ми шкалы и личными (субъективными) погрешност€ми, вносимыми оператором (из-за конечной толщины указател€, длины делени€ шкалы и разрешающей способности глаза, из-за параллакса, из-за погрешности интерполировани€ при положении указател€ между отметками делений шкалы). ¬ результате погрешность аналоговых приборов составл€ет обычно 0,5 %. ¬ то же врем€ погрешность цифровых приборов удаетс€ уменьшить до 10-6%, а при измерении частотно-временных параметров и менее.

ќднако не всегда цифровое отсчетное или регистрирующее устройство лучше аналогового. ѕри большом числе одновременно измер€емых величин (контроль сложного объекта) показани€ аналоговых приборов воспринимаютс€ легче, так как независимо от цифр на шкале пространственное положение указател€ и характер его перемещени€ или осциллограмма регистрируемого процесса позвол€ет более оперативно проводить анализ контролируемого процесса.

ѕодтверждением большей информативности аналогово-отсчетных устройств €вл€етс€ разработка дл€ некоторых цифровых приборов шкалы в виде расположенных в линию светодиодов, управл€емых цифровой схемой. Ёта шкала воспринимаетс€ оператором как аналогова€, хот€ прибор €вл€етс€ целиком цифровым.

Ќар€ду с точностью важной характеристикой €вл€етс€ быстродействие измерительного устройства, характеризуемое числом измерений (преобразований) в единицу времени либо временем одного измерени€. ѕри измерении измен€ющихс€ во времени величин повышение быстродействи€ играет важную роль. ¬ общем случае повышение быстродействи€ измерительного прибора ограничиваетс€ быстродействием используемой элементной базы.

ƒл€ показывающих приборов обычно не требуетс€ высокого быстродействи€ в силу ограниченности возможностей оператора при приеме информации.

ƒл€ регистрационных приборов, а также измерительных преобразователей требование быстродействи€ €вл€етс€ существенным особенно когда обработка информации осуществл€етс€ с помощью Ё¬ћ. ¬ этом случае цифровые измерительные устройства обеспечивают большее быстродействие, так как цифровой код может непосредственно, без участи€ оператора, вводитс€ в цифровые Ё¬ћ, исключени€ составл€ют электронные осциллографы позвол€ющие наблюдать и проводить анализ формы столь быстр протекающих процессов, преобразование которых в цифровой код сопр€жен с большей погрешностью, либо вообще невозможно из-за ограниченного быстродействи€ цифровых средств измерений (параллельна€ обработка), но они привод€т к усложнению прибора.   недостаткам цифровых приборов относ€т их сравнительно высокую стоимость.

ѕо структурному принципу различают измерительные устройства пр€мого действи€ (преобразовани€), в котором реализуетс€ метод непосредственной оценки; измерительные устройства сравнени€, работа, которых основана на методе сравнени€. ¬ измерительных приборах пр€мого действи€ преобразование сигнала происходит в одном направлении последовательно. ≈сли выходной сигнал ” получаетс€ в форме, доступной дл€ непосредственного воспри€ти€, рассматриваема€ структурна€ схема характеризует прибор, если дл€ дальнейшей обработки и хранени€, Ц преобразователь. ќпераци€ сравнени€ осуществл€етс€ с помощью сравнивающего устройства (—”), в котором обычно одна величина вычитаетс€ из другой. »спользу€ выходной сигнал —”, с помощью преобразовател€ можно управл€ть мерой и реализовать нулевой метод сравнени€. ¬ св€зи с тем, что в измерительных устройствах, основанных на методе сравнени€, измер€ема€ величина уравновешиваетс€ (компенсируетс€) величиной, воспроизводимой мерой, их также называют измерительными устройствами с уравновешивающим (компенсационным) преобразователем. »змерительные устройства в общем случае имеют более высокую точность за счет использовани€ меры. ќтмечают также различие требований к отдельным преобразовател€м измерительных устройств с точки зрени€ обеспечени€ измерительных устройств. “ак в »” непосредственной оценки общий коэффициент передачи  = 1 2 и его точность определ€етс€ соответствующей точностью всех преобразователей. ¬ »” сравнени€ имеетс€ отрицательна€ обратна€ св€зь и  =k/(1+kb), где k, b Ц коэффициенты передачи пр€мой и обратной цепей. ѕри kb>>1 получают  =1/b и точность »” тогда определ€етс€ главным образом точностью преобразователей в цепи обратной св€зи (т.е. меры), в то врем€ как коэффициент передачи k может быть нестабильным, лишь бы было большим kb Ц петлевое усиление. ѕриборы сравнени€ могут быть выполнены с развертывающим или след€щим уравновешиванием.

ѕо структурным признакам »” также можно классифицировать по числу каналов и по временной последовательности преобразований входных сигналов. ¬ зависимости от числа входных сигналов, несущих информацию об измер€емой величине, »” бывают с одним (например Ц вольтметр), двум€ (фазометр) и более входами, т.е. соответственно одно -, двух - и многоканальными.

¬ зависимости от временной последовательности преобразований входных сигналов (если их более чем 2) различают »” с одновременным (параллельным) и последовательным преобразованием. ѕри последовательном преобразовании сигналы обрабатываютс€ поочередно, причем за цикл измерени€ каждый сигнал через входное переключающее устройство (коммутатор) подаетс€ на вход преобразовател€ один раз. –азновидностью последовательного преобразовател€ €вл€етс€ периодическое устройство, когда за врем€ одного цикла измерени€ сигналы переключаютс€ многократно. ѕоследовательное преобразование позвол€ет уменьшить аппаратурные затраты за счет перехода от многоканальной структуры к одноканальной с входным коммутатором.  роме того, одноканальна€ структура »” позвол€ет уменьшить р€д погрешностей, обычно вызываемых неидентичностью характеристик разных каналов.

ѕо точности »” дел€т на образцовые, используемые дл€ поверки других »” и утвержденные в качестве образцовых, и рабочие, используемые непосредственно в практических измерени€х, не св€занных с передачей размера единиц.

ѕо частотному диапазону »” дел€т на низкочастотные (Ќ„), высокочастотные (¬„) и сверхвысокочастотные (—¬„), по ширине полосы частот Ц на широкополосные и избирательные (селективные).

ѕо месту использовани€ »” дел€т на лабораторные и производственные, которые резко отличаютс€ по услови€м эксплуатации, по техническим и метрологическим характеристикам.

ƒополним классификацию измерительных преобразователей. »х многообразие определ€етс€ различием требуемых видов преобразователей.

ѕреобразователи физического рода сигнала используютс€ тогда, когда измер€ема€ величина неудобна дл€ непосредственного измерени€. “ак многие неэлектрические величины предварительно преобразовываютс€ в электрические (механическое перемещение или угловое вращение в электрическую величину) или одни электрические величины в другие (сопротивление в напр€жение). Ќазвание таких преобразователей определ€етс€ либо принципом действи€, либо родом входного и выходного сигналов (например, термоэлектрический преобразователь, преобразователь напр€жение-частота)

‘ункциональные преобразователи обеспечивают необходимую зависимость между информативными параметрами входного и выходного сигналов. “акие преобразователи называют: дифференцирующий, интегрирующий, суммирующий, логарифмирующий и т.п.

—огласование по уровню (размеру) входного сигнала осуществл€етс€ с помощью масштабных преобразователей.   ним относ€тс€: делитель, усилитель, трансформатор тока (напр€жени€).

—огласование по сопротивлению обеспечиваетс€ с помощью согласующих преобразователей (согласующий трансформатор, эмиттерный повторитель).

ѕо месту включени€ в общей цепи преобразователи дел€т на первичные, к которым подводитс€ измер€ема€ величина, промежуточные и передающие, предназначенные дл€ дистанционной передачи сигналов.

ѕо виду характеристики преобразовани€ преобразователи дел€т на линейные и нелинейные.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-08; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1118 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

∆изнь - это то, что с тобой происходит, пока ты строишь планы. © ƒжон Ћеннон
==> читать все изречени€...

2000 - | 1796 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.021 с.