Структурные элементы средств измерений

В общем случае в состав СИ входят (рис. 2.5.) измерительная цепь (ИЦ), измерительный механизм (ИМ), показывающее устройство (ПУ) и регистрирующее устройство (РУ).

иц

Рис. 2.5. Обобщенная структурная схема СИ

ИЦ - совокупность элементов СИ, образующих непрерывный путь прохождения измерительного сигнала одной ФВ от входа до выхода. ИЦ измерительной системы называют измерительным каналом. В состав СИ могут входить несколько измерительных цепей. ИЦ представляет собой набор последовательно соединенных измерительных преобразователей П_ь П₂, ..., П_п. Входной сигнал X воздействует на чувствительный эле­мент и последовательно преобразуется в преобразователях в выходной сигнал Y, который подается в ИМ.

Чувствительный элемент СИ - часть ИП в измерительной цепи, вос­принимающая входной измерительный сигнал.

ИМ - совокупность элементов СИ, которые обеспечивают необходи­мое перемещение указателя (стрелки, светового пятна и т.д.).

Пример 2.36. ИМ магнитоэлектрического милливольтметра состоит из постоян­ного магнита и подвижной рамки.

ПУ - совокупность элементов СИ, которые обеспечивают визуальное восприятие значений измеряемой величины или связанных с ней величин. ПУ приборов называют также о тенетным устройством. ПУ электроме­ханических приборов и аналоговых электронных приборов включает ука­затель и циферблат, на котором нанесена шкала. ПУ цифрового измери­тельного прибора является цифровое табло.

Указатель СИ - часть ПУ, положение которой относительно отметок шкалы определяет показания СИ.

Пример 2.37. У барометра-анероида указателем является подвижная стрелка, у вольтметра Ф563 — световой «зайчик», у ртутного термометра — верхняя поверхность столбика жидкости.

Шкала СИ - часть показывающего устройства СИ, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ними нумераци­ей. Отметки на шкалах могут быть нанесены равномерно или неравномер­но. Соответственно, выделяют равномерные и неравномерные шкалы.

РУ - совокупность элементов СИ, которые регистрируют значение измеряемой или связанной с ней величины.

Пример 2.38. РУ измерительного прибора включает ленту для записи, лентопро­тяжный механизм и пишущий элемент.

Отметим, что ИМ, ПУ и РУ по существу являются выделенными из­мерительными цепями. В составе СИ выделяют также ряд измерительных устройств.

Измерительное устройство - часть измерительного прибора (уста­новки или системы), связанная с измерительным сигналом и имеющая обособленную конструкцию и назначение.

Пример 2.39. Измерительными устройствами являются РУ, ИП.

Рассмотрим особенности шкал СИ. У шкал имеются отметки и нуме­рация.

Отметка шкалы - знак на шкале СИ (черточка, зубец, точка и др.), соответствующий некоторому значению ФВ.

Числовая отметка шкалы - отметка шкалы СИ, у которой проставле­но число.

Деление шкалы - промежуток между двумя соседними отметками шкалы СИ.

Длина деления шкалы - расстояние между осями (или центрами) двух соседних отметок шкалы, измеренное вдоль воображаемой линии, прохо­дящей через середины самых коротких отметок шкалы.

Цена деления шкалы или постоянная СИ - разность значений величи­ны, соответствующих двум соседним отметкам шкалы СИ.

Длина шкалы - длина линии, проходящей через центры всех самых коротких отметок шкалы средства измерений и ограниченной начальной и конечной отметками. Линия может быть реальной или воображаемой, кривой или прямой. Длина шкалы выражается в единицах длины незави­симо от единиц, указанных на шкале.

Начальное значение шкалы - наименьшее значение измеряемой вели­чины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений.

Конечное значение шкалы - наибольшее значение измеряемой вели­чины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений.

Пример 2.40. На равномерной шкале вольтметра (рис. 2.6) отметки шкалы - чер­точки (штрихи), числовые отметки - штрихи с числами 0, 1, 2, 3, 4, 5. Шкала содер­жит 25 делений. Длина деления равна 2 мм. Цена деления составляет 0,2 В/дел. Длина шкалы равна длине отрезка между числовыми отметками 0 и 5, т.е. 50 мм. Начальным значением шкалы является 0 В, конечным значением шкалы - 5 В.

Рис. 2.6. Равномерная шкала вольтметра