Средства измерений (меры, измерительные приборы, измерительные системы).


Это тех. средства, используемые при измерениях и имеющие нормируемые МХ.

Метрологические характеристики (МХ) – характеристики, которые определяют качество (точность).

СИ подразделяются на:

  • Меры – СИ для воспроизведения ФВ заданного одного размера. Мера называется однозначной, если воспроизводит ФВ одного размера. Если мера – ряд одноименных величин различного размера, то это многозначная мера (например, линейка). Набор мер – комплект мер, которые применяются отдельно или в сочетаниях.
  • Измерительные приборы – СИ, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия измерительной информации наблюдением. Результат измерения отображается с помощью различных отсчетных устройств (шкальные, со световым цифровым отсчетным устройством, в виде светящихся столбиков (больше-меньше) – линейчатый индикатор).
  • Измерительная система – совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи и предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи, хранения и использования в автоматизированных системах управления.

Средства измерений характеризуются комплексом свойств, которые позволяют сопоставлять их между собой и выбирать для конкретного применения: метрологические, эксплуатационные, информационные и др.

Метрологические характеристики – характеристики, влияющие на результат измерений и погрешность. МХ, устанавливаемые техническими документами называют нормируемыми МХ, а определяемые экспериментальным путем называют действительными МХ.

Функция преобразования (статическая характеристика преобразования) – функциональная зависимость, связывающая информативные параметры выходного Y=f(x) и входного x сигналов СИ.  F(x), установленная в технической документации средства измерения называют номинальные функцией преобразования. Она может задаваться аналитически, графически или таблично. Позволяет рассчитать значение входной величины по значению входной. Может быть линейной или нелинейной. Характер статической характеристики зависит от конструктивных параметров средства измерения.

Точность (выражается через погрешность). Погрешность средства измерения – отклонение показаний средства измерения от истинного значения.

Чувствительность средства измерения – свойство средства измерения, определяемая отношением изменения выходного сигнала СИ к вызывающему его изменению входной величины. Различают абсолютную и относительную чувствительность.

Sабс = ∆y/∆x

Sотн = ∆y/(∆x/x), x – измеряемая величина

Характеристика чувствительности может быть линейной и нелинейной.

Для линейной статической характеристики СИ чувствительность определяется как тангенс угла наклона статической характеристики к оси абсцисс. Чем выше чувствительность, тем больше крутизна статической характеристики.

Вариация показаний СИ – наибольшая вариация выходного сигнала средства измерений при неизменных внешних условиях. Является следствием трения, люфта в узлах приборов, магнитного и механического гистерезиса.

Группа эксплуатационных характеристик: массо-габаритные, надежности (время наработки на отказ, интенсивность отказов, вероятность отказов, время безотказной работы, время восстановления и т п.), характеристики работы в динамическом режиме измерений (возможность измерять быстро меняющуюся величину).

Цена деления шкалы – разность значений измеряемой величины, соответствующих 2м соседним отметкам шкалы. Шкалы могут быть равномерным(постоянная ЦДШ), неравномерными (ЦДШ на разных участках шкалы разная). Может быть определена как C=1/Sабс .

Порог чувствительности – наименьшее значение изменения ФВ, которое может быть зарегистрировано данным СИ. Выражается в единицах входной величины.

Диапазон измерений – область значений величины, в пределах которой нормированы погрешности СИ.

Нижний и верхний предел измерений - значения измеряемой величины, ограничивающие диапазон измерений снизу и сверху.

В целях повышения точности измерений может быть выделено несколько диапазонов измерений, для каждого из которых устанавливают свои предельные погрешности.

Диапазон показаний - область значения шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значением.

Для цифровых измерительных приборов, выдающих результаты измерений в цифровом коде, указывают цену единицы младшего разряда цифрового отсчетного устройства, а также вид выходного кода, вид выходного код, число разрядов.

Вариация выходного сигнала – разность между значениями выходного сигнала, соответствующими одному и тому же действительному значению входной величины при медленном к ней подходе  слева и справа при неизменных внешних условиях.

Динамические характеристики – характеристики инерционных свойств , т.е. возможность измерения быстро изменяющихся сигналов. Эти свойства описывают обычно дифференциальные уравнениями, переходными характеристиками, импульсными переходными функциями, амплитудными и фазовыми характеристиками. Динамические свойства средства измерения определяют динамическую погрешность.

При выборе СИ для конкретного применения, кроме метрологических, учитываются и не метрологические характеристики: показатели надежности, сопротивление изоляции, устойчивость к климатическим и механическим воздействиям, время установления рабочего режима и т.д.



Предыдущие материалы: Следующие материалы: