Глава
6. Средства измерений. Классификация средств измерений.
6.2.
Классификация средств измерений.
К средствам измерений относятся меры,
измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки,
измерительные системы.
Однозначная мера воспроизводит один размер -
одну единицу, многозначные - больше, чем одна.
Необходимо отметить, что стандартные образцы
также относятся к СИ, но выделены в отдельную группу и не являются мерами.
Измерительные приборы служат для преобразования
какой-либо ФВ и выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной
для непосредственного восприятия наблюдателем. Совокупность преобразователя и
измерительного прибора является измерительным устройством.
Все средства измерений могут классифицироваться
по различным признакам.
По
принципу действия средства измерений могут подразделяться на: - механические;
- электрические;
- электромагнитные;
- электронные;
- оптические.
По
способу определения значения измеряемой величины средства измерения
можно разделить на две группы: прямого действия и сравнения.
СИ прямого действия (непосредственной
оценки) позволяют получать значения измеряемой величины на отсчетном устройстве
(манометр, амперметр, термометр). Характерной особенностью таких приборов
является то, что результаты, полученные с их помощью, не требуют сравнения с
показателями образцовых средств измерений.
В СИ сравнения значение измеряемой
величины определяют сравнением с известной величиной соответствующей ее меры.
Например, при измерении массы тел на рычажных весах.
По
способу образования показаний средства измерения подразделяют на
показывающие и регистрирующие. Показывающие приборы в свою очередь
подразделяют на аналоговые и цифровые.
Аналоговые приборы - это, как правило,
стрелочные приборы с отсчетными устройствами, состоящими их двух элементов -
шкалы и указателя, связанного с подвижной частью прибора. Показания таких
приборов являются непосредственной функцией
измерений измеряемой величины.
Цифровые измерительные приборы автоматически
вырабатывают дискретные сигналы измерительной информации, которые предоставляют
в цифровой форме. Отсчет у них производится с помощью механических или
электронных цифровых отсчетных устройств. Благодаря своим преимуществам
(высокая производительность измерения, исключение ошибок оператора, результат
измерения удобен для ввода в ЭВМ и т.д.), в последние годы они все чаще заменяют
стрелочные приборы.
Регистрирующие измерительные приборы
подразделяют на самопишущие (термографы, барографы, шлейфовые осциллографы),
выдающие показания в форме диаграмм, и печатающие, которые выдают результат
измерения в цифровой форме на бумажной ленте. Регистрирующие измерительные
приборы находят широкое применение при измерении физических величин, параметров
процессов или свойств объектов в динамических процессах, когда непрерывно
изменяются те или иные условия измерения (температура, давление и т.д.).
Измерительный преобразователь - средство
измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в
форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или)
хранения, но не поддающийся непосредственному восприятию наблюдателем.
Преобразуемая физическая величина называется
входной, а результат преобразования - выходной величиной.
Измерительные преобразователи являются составной
частью измерительных приборов, различных измерительных систем, систем
автоматического контроля или регулирования тех или иных процессов.
Преобразователь, стоящий первым в измерительной цепи, обычно называют первичным
(термопара в термоэлектрическом термометре). Преобразователь, предназначенный
для изменения величины в заданное число раз, называется масштабным
(измерительные усилители). Преобразователь, предназначенный для дистанционной
передачи сигнала измерительной информации называется передающим.
Если первичный преобразователь имеет
конструктивную самостоятельность и нормированную функцию преобразования, то его
иногда называют датчиком. Как правило, датчики преобразуют не электрические
величины в электрические.
В настоящее время широко применяются аналоговые,
аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи.
Измерительная установка - совокупность
функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов,
измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных
для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для
непосредственного восприятия наблюдателем и расположенных в одном месте.
Создание измерительных установок, называемых также измерительными стендами,
позволяют наиболее рационально расположить все требуемые средства измерения и
соединить их с объектами измерений для обеспечения наиболее высокой
производительности труда, качества измерений на данном рабочем месте (например,
на рабочих местах операторов в конкретных условиях производства или
измерительных лабораториях).
Измерительная система - совокупность средств
измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи,
предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме,
удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования
автоматических в автоматических системах управления. (АИС - автоматизированная
измерительная система; ИИС - информационно - измерительная система; ИВК -
измерительно-вычислительный комплекс).
Главная цель всех измерительных систем -
автоматизация процесса измерения и использования результатов измерений для
автоматического управления различными процессами производства.
Вспомогательное средство измерения - средство измерения
величин, влияющих на метрологические свойства другого средства измерения при
его применении или поверке. Например, точность измерения расхода газа или
линейных размеров тел зависит от
температуры, измеряемой термометром, который и является вспомогательным
средством измерения.
Вспомогательные устройства, служащие для
обеспечения операций измерений, передачи и обработки информации и т.п. составляют
вид измерительных принадлежностей. К
ним относятся источники питания, коммутаторы, усилители, термопары и др.
В условиях машиностроительного комплекса
средства измерения, применяемые при изготовлении деталей условно подразделяется
на измерительные инструменты и приборы и автоматические средства контроля. По
назначению они могут быть универсальными и специальными, а по числу проверяемых
параметров при одном установке детали: одномерные и многомерные. По степени
механизации процесса измерения: средства измерения могут быть ручного действия,
механизированные, полуавтоматические и автоматические.
| 
