Лекция №3
Средства измерений. Характеристика и классификация СИ.
Основные понятия и термины
Измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
Равноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью.
Однократное измерение – измерение, выполненное один раз.
Многократное измерение – измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т.е. состоящее из ряда однократных измерений.
Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение получают непосредственно.
Косвенное измерение – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.
Относительное измерение – это измерение величины путем определения ее отклонения от какой-то заранее известной величины.
Абсолютное измерение – этот термин применяется в противовес относительному измерению. При абсолютном измерении измеряется непосредственно искомая величина. Абсолютные и относительные измерения – всегда прямые.
Совокупные измерения – одновременное измерение нескольких одноименных величин в различных сочетаниях, при этом искомые значения величин получают из решения системы уравнений.
Совместные измерения – проводимые одновременно измерения не одноимённых величин для определения зависимости между ними.
Классификация средств измерений
По конструктивному исполнению СИ подразделяются на:
- мера;
- измерительный инструмент;
- измерительный прибор;
- измерительный преобразователь;
- измерительная установка;
- измерительная машина.
Мера, предназначена для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.
Различают следующие разновидности мер: однозначные – например, гиря; многозначные – например мерный стакан с делениями 100 мл, 200 мл; набормер – например, набор плоскопараллельных концевых мер; магазинмер – набор мер одной и той же физической величины, конструктивно объединенный в единое устройство – например, магазин электрических сопротивлений.
Измерительный инструмент – простое по конструкции СИ, имеющее шкалу – например, линейка, штангенциркуль, микрометр.
Измерительный прибор – более сложное по конструкции СИ, предназначенное для получения значения измеряемой величины в установленном диапазоне. По способу индикации различают показывающие и регистрирующие приборы. Примеры – амперметр, осциллограф и др.
Измерительный преобразователь – средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал, удобный для обработки, хранения и дальнейшего преобразования.
Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, преобразователей и других устройств, предназначенная для измерения одной или нескольких физических величин.
Измерительная машина – измерительная установка крупных размеров, предназначенная для точных измерений физических величин, характеризующих изделие.
По метрологическому назначению принято различать:
1. Рабочее средство измерений – средство, применяемое для измерений, не связанных с передачей размера единиц (электросчетчик - для измерения электрической энергии). Рабочие средства измерений – это все громадное многообразие измерительных приборов, преобразователей, измерительных установок и систем, применяемых во всех областях деятельности человека.
2. Образцовое (метрологическое) средство измерений – мера, измерительный прибор, служащее для поверки по нему других средств измерении и утверждённое в качестве образцового. Разряд образцового средства измерения определяется в ходе измерений метрологической аттестации одним из органов Государственного комитета по стандартам. При необходимости особо точные рабочие средства измерения могут быть аттестованы на обусловленный период как образцовые средства измерения. И наоборот, образцовые средства измерения, не прошедшие очередную аттестацию по разным причинам, используются как рабочие средства измерения.
Основные составные части измерительных устройств:
преобразовательный элемент - элемент средства измерений, в котором происходит одно из ряда последовательных преобразований величины;
измерительная цепь — совокупность преобразовательных элементов средства измерений, обеспечивающая осуществление всех преобразований сигнала измерительной информации;
чувствительный элемент — первый в измерительной цепи преобразовательный элемент, находящийся под непосредственным воздействием измеряемой величины;
измерительный механизм — часть конструкции средств измерений, состоящая из элементов, взаимодействие которых вызывает их взаимное перемещение;
отсчетное устройство — часть конструкции средства измерений, предназначенная для отсчитывания значений измеряемой величины;
регистрирующее устройство — часть регистрирующего измерительного прибора, предназначенная для регистрации показаний.
