Измерение неэлектрических величин
Неэлектрические величины (перемещение, температуру, давление, скорость и т.д.) измеряют с помощью датчиков (параметрических и генераторных), в которых измеряемая величина преобразуется в электрический сигнал. Датчики, как и другие средства измерений, характеризуются статическими и динамическими характеристиками. Одной из основных статических характеристик является их уравнение преобразования, т.е. зависимость изменения выходного сигнала Y от изменения входной величины X
Y = f(X). (3.40)
Это уравнение может быть задано в аналитической, графической и табличной формах.
Другой важной характеристикой датчиков является чувствительность, которая определяется по формуле
S = dY/dX, (3.41)
где dX и dY - приращение входной и выходной величин датчика.
Кроме перечисленных практическое значение имеют также такие характеристики, как порог чувствительности, входное сопротивление, выходная мощность, рабочий диапазон и ряд других.
Пример 3.27. При измерении скорости вращения якоря индукционного тахометра от 100 до 300 об/мин напряжение на его выходе изменяется линейно от 3 до 10 В. Построить статическую характеристику и определить чувствительность датчика и абсолютную погрешность измерения, если абсолютная погрешность измерительного прибора 0,1 В?
Решение:
1) Откладываем на оси абсцисс входную величину, а на оси ординат - выходную и строим график.
2) Чувствительность определяем по формуле
S = dY/dX = (U2 – U1) / (n1 – n2) =
= (10 – 3) / (300 -100) =
= 0,035 В / (об/мин)
3) Абсолютная погрешность измерения
Dи = Dп / S = 0,1 В / 0,035 В / (об/мин) =
= 2,86 об/мин
Варианты заданий
Таблица 3
 1 | ||
Таблица 4
 |  | |||
Таблица 5
Вопросы к экзамену по метрологии
1. Метрология. Разделы метрологии. Этапы развития метрологии.
2. Организация процесса измерений.
3. Аксиомы метрологии. Измеряемые свойства. Объекты измерений.
4. Характеристики объектов измерений. Основные правила теории размерностей.
5. Измерительные шкалы. Единицы измерений. Системы единиц физических величин.
6. Виды измерений.
7. Методы измерений.
8. Средства измерений. Характеристики средств измерений.
9. Погрешности. Их классификация.
10. Условия измерений.
11. Законодательная метрология. Причины её появления. Меры, принимаемые для обеспечения единства измерений.
12. Сертификация. Стандартизация.
13. Принцип действия и классификация аналоговых приборов.
14. Преобразователи. Их виды.
15. Масштабные преобразователи. Шунты. Добавочные сопротивления. Делители напряжения. Трансформаторы тока. Трансформаторы напряжения. Усилители.
16. Выпрямительные преобразователи. Выпрямительные преобразователи с однополупериодной схемой выпрямления. Выпрямительные преобразователи с двухполупериодной схемой выпрямления.
17. Преобразователи неэлектрических величин в электрические: реостатные, тензочувствительные, термочувствительные, электролитические, индуктивные, емкостные, термоэлектрические, индукционные, пьезоэлектрические.
18. Измерительные мосты постоянного и переменного тока. Автоматические мосты.
19. Компенсаторы
20. Цифровые измерительные приборы (ЦИП).
21. Основные методы преобразования аналог-код в ЦИП. Основные характеристики ЦИП.
22. ЦИП последовательного счета.
23. Кодоимпульсные вольтметры.
24. Приборы считывания.
25. Осциллографы. Классификация. Устройство и принцип действия осциллографа.
26. Измерения с помощью осциллографа.
27. Информационно-измерительные системы.
Литература
1. Сергушичева А.П. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. Часть1 / А.П. Сергушичева – Вологда: ВоГТУ, 2004. – 188 с.
2. Сергушичева А.П. Основы метрологии: Учебное пособие. Часть1 ./ А.П. Сергушичева – Вологда: ВоГТУ, 2001. – 108 с.:ил.
3. Сергушичева А.П. Основы метрологии: Учебное пособие. Часть2 ./ А.П. Сергушичева – Вологда: ВоГТУ, 2005. – 112 с.:ил.
4. Быстров, В.М. Метрология, стандартизация и сертификация. Учеб. пособие Часть1 / В.М. Быстров. – Вологда: ВоГТУ,2002.-96с
5. Быстров, В.М. Метрология, стандартизация и сертификация. Учеб. пособие Часть2/ В.М. Быстров. – Вологда: ВоГТУ,2002.-71с.
6. Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения: Учебное пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1993. - 320 с.
7. Клаассен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. – М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.
8. Лифиц И.М. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: Учебник. - М.Юрайт-М, 2001.-268с.
9. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебник для вузов /-М.:Высш.шк. ,2001.-
10. Назаров Н.Г. Метрология . Основные понятия и математические модели: Учебное пособие для вузов. / Н.Г. Назаров – М.:Высш.шк., 2002. – 348 с.: илл.
11. Никифоров А.Д. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учеб. пособие для вузов по машиностроит. спец. -М.:Высш.шк.,2000.-510с.
12. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Под pед. Е.М.Душина.- Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 480 с.
13. Сергеев А.Г. Метрология. Учеб.пособие для вузов-М.:Логос,2000.-407с. 30.10я73
14. Сертификация сложных технических систем / Л.Н. Александровская, И.З. Аронов, В.В. Смирнов, А.М. Шолом; Под ред. В.И.Круглова: Учебное пособие. – М.: Логос, 2001. – 312 с.:ил.
15. Тартаковский Д.Ф. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. Учебник для вузов - М.:Высш.шк.,2001.-205с.
16. Харт Х. Введение в измерительную технику: Пер. с нем. – М.: Мир, 1999.-391 с.
17. Шишкин И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и контроля качества: Учебное пособие. - М.: Изд-во стандартов, 1988.- 320 с.
18. Электрические измерения: Учебник для вузов / Под ред.А.В.Фремке и Е.М.Душина. - Л.: Энергия, 1980.- 392 с.
19. Электрические измерения: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.Н.Малиновского.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 416 с.
20. Информационно-измерительные устойства систем управления: Методические указания к практическим занятиям. Часть 1-3 / В.М.Быстров. - Вологда: ВоПИ, 1992. - 34с.
21. Метрология: Методические указания к выполнению лабораторных работ №1,2 Сост.Вологда: ВоПИ,1998. – 38 с.
22. Метрология: Методические указания к выполнению лабораторных работ №3,4 Вологда: ВоПИ,1998. – 28 с.
Содержание
1.ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ... 3
2. ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ... 3
2.1. Курс лекций. 3
Введение.. 3
Тема 1. Стандартизация.. 3
Тема 2. сертификация.. 3
Тема 3. ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРетической метрологии.. 4
Тема 4. Законодательная метрология.. 4
Тема 5. Элементарные Средства измерений.. 4
Тема 6. Измерительные приборы... 4
Тема 7. Измерительные установки и измерительные системы... 5
2.2. Перечень лабораторных работ. 5
2.3. Темы практических работ. 5
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.. 5
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ контрольной работы. 5
3.1. Основные характеристики прибора и точность измерений.. 5
3.1.1. Основные определения и формулы.. 5
3.1.2. Примеры решения задач. 8
3.2. Электрические измерительные преобразователи.. 10
3.2.1. Основные определения и формулы.. 10
2.2. Примеры решения задач. 16
3.3. Измерительные мосты... 18
3.3.1. Основные определения и формулы.. 18
3.4. Измерение параметров электрических сигналов электронным осциллографом. 23
3.4.1. Основные определения и формулы.. 23
3.4.2. Примеры решения задач. 25
3.5. Измерение неэлектрических величин.. 28
Вопросы к экзамену по метрологии.. 31
Литература. 32