Средства измерительной техники

Общие положения и определения

Средства измерительной техники – технические средства, используемые в измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики.

Все многообразие СИТ можно подразделить на следующие виды (см. рис.4.1).

В зависимости от роли, выполняемой СИТ в процессе измерений, они подразделяются на измерительные устройства и средства измерений.

Измерительные устройства (ИУ) – СИТ, в котором выполняется только одна из составляющих частей процедуры измерений (измерительная операция). К измерительным операциям относятся воспроизведение единицы физической величины, измерительное преобразование, сравнение и вычислительные операции, выполняемые во время измерений. Эти операции реализуют соответственно мера, измерительный преобразователь, компаратор и вычислительный компонент.

Мера – ИУ, реализующее воспроизведение и (или) хранение ФВ одного или нескольких размеров, значения которых известны с необходимой точностью.

Меры, воспроизводящие ФВ лишь одного размера, называются однозначными (например, гиря, образцовая катушка сопротивления, индуктивности, образцовый конденсатор постоянной емкости, кварцевый генератор, нормальный элемент, калибр и т.п.).

К однозначным мерам относят стандартные образцы – меры в виде некоторого количества вещества или материала, предназначенные для воспроизведения и хранения размеров величин, характеризующих состав или свойства этого вещества (материала), значения которых установлены по результатам метрологической аттестации, используемые для передачи размера единицы при поверке, калибровке, градуировке СИТ, аттестации

методик выполнения измерений и утвержденные в качестве стандартного образца в установленном порядке. Различают стандартные образцы свойств и стандартные образцы состава.

Многозначные меры могут воспроизводить ряд размеров ФВ, заполняющих (часто даже непрерывно) некоторый промежуток между определенными границами. Примеры – миллиметровая линейка с миллиметровыми и сантиметровыми делениями, вариометр, измерительный конденсатор переменной емкости, кварцевый синтезатор частоты, генератор стандартных сигналов, калибратор напряжения и т.д.

Наборы и магазины мер – объединенные в разных сочетаниях однозначные меры. Пример набора мер: набор гирь, набор концевых мер и т.д.

Магазином называется набор мер, объединенных в единое устройство, в котором имеется приспособление для их соединения в различном сочетании. Например, магазин сопротивлений, индуктивностей, емкостей и т.д.

Указанное на мере значение величины называется номинальным значением меры.

Действительное значение величины, воспроизводимой мерой, называется действительным значением меры.

Разность между номинальным и действительным значением меры называют погрешностью меры.

Измерительным преобразователем (ИП) называется ИУ, реализующее измерительное преобразование. Преобразуемая величина называется входной, а результат преобразования - выходной величиной. Соотношение между ними называется функцией преобразования.

По характеру преобразования различают аналоговые, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. В зависимости от места размещения в измерительной цепи различают первичные и промежуточные преобразователи, по функциональным свойствам выделяют масштабные и передающие ИП.

Первичный ИП (сенсор) – который первым взаимодействует с объектом измерения (например, первичный ИП температуры, давления в параметр электрического сигнала); промежуточный – включенный в цепь после первичного преобразователя; масштабный – предназначен для изменения величины в заданное количество раз. При масштабном преобразовании природа физической величины, подводимой к его входу, не изменяется. К масштабным преобразователям относятся усилители, аттенюаторы, измерительные трансформаторы и т.п.

Компараторы – ИУ, реализующее сравнение размеров однородных ФВ. Пример компараторов – мостовая схема, равноплечие весы. Иногда в роли компаратора выступает человек (например, при измерении частоты с помощью гетеродинного частотомера).

Средства измерительной техники

В зависимости от роли в процессе измерений