I. По способу представления информации

Основные понятия метрологии

Измерение– процесс получения информации, заключающейся в сравнении опытным путем измеряемых и известных величин или сигналов, и представлении информации в удобной для восприятия и передачи форме.

Измерение физической величины – совокупность операций по использованию технического средства, хранящего единицу физической величины, для сравнения размера этой величины с ее единицей, с целью получения значения в форме, удобной для использования.

Равноточные измерения – измерения, выполненные при одних и тех же условиях одинаковыми по точности средствами измерения, а неравноточныете, при которых одно из условий не выполняется.

Многократные измерения – измерения, производимые более 4 раз.

Динамические измерения – измерения, при которых значение измеряемой величины в процессе измерения изменяет свой размер, и требует точной фиксации времени момента измерения.

Статические измерения – измерения, при которых измеряемая величина не изменяется в процессе измерения.

Технические измерения – измерения, производимые при помощи технических средств с целью контроля параметров технологического процесса.

Метрологические измерения – измерения, целью которых является воспроизведение единиц физических величин или передачи их размера рабочим средствам измерения.

Средства измерения – устройства или комплексы технических устройств, предназначенных для измерений, имеющие нормированные технические характеристики, и хранящие одну или несколько воспроизводимых в течении определенного времени единиц физических величин. Они включают: меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительно-вычислительные комплексы, измерительные преобразователи, измерительные устройства, измерительные принадлежности и средства сравнения.

Меры – это средство измерения, воспроизводящее и хранящее физическую величину одного или нескольких размеров.

Однозначные меры - воспроизводят единицы измерения или их кратные или дольные аналоги (гири).

Многозначные меры – образуются из наборов однозначных мер (наборы гирь).

Метод измерения – способ решения измерительной задачи, характеризуемый его теоретическим обоснованием и разработкой основных приемов применения принципов и средств измерения.

Методы измерений

1. Метод непосредственной оценки заключается в определении измеряемой величины непосредственно по отчетному устройству средства измерения. Структурная схема средства измерения показана на рис. 1.

Хвх

Хвых

Х1

1 – чувствительный элемент; 2 – первичный измерительный преобразователь; 3 – нормирующий усилитель; 4 – отсчетное устройство.

Измеряемая входная величина Х_вх воздействует на чувствительный элемент, который вырабатывает сигнал измерительной информации Х₁, который в свою очередь, преобразуется первичным преобразователем, усиливается и передается на отсчетное устройство в виде показаний средства измерения Х_вых, откладываемое по заранее нанесенной шкале.

При использовании данного метода сравнение измеряемой величины с единицей измерения осуществляется косвенным путем, при этом перед началом измерения требуется градуировка средства измерения по образцовому средству. Примером данного метода может служить взвешивание массы продуктов на весах со шкалой.

2. Метод сравнения с мерой заключается в сравнении измеряемой величины с величиной воспроизводимой мерой. Средства измерения при этом выполняются по схеме уравновешивании измеряемого сигнала, при этом в структуре средств измерения обязательно предусматривается обратная связь. Структурная схема средства измерения показана на рисунке 2.

– Ен

Хвх

Хвых

Ен

ЕВ

ΔЕ

Х

Входной сигнал Х_вх от чувствительного элемента 1 поступает на первичный измерительный преобразователь 2, с которого сигнал измерительной информации Е_В поступает на элемент сравнения 3. На этот элемент также подается сигнал обратной связи Е_н, имеющий обратный знак по отношению к Е_В. Разность поступает на индикатор рассогласования4, нормирующий усилитель 5, изменяемую меру 6, отсчетное устройство 8. Изменяемая мера позволяет получить образцовый сигнал Е_н, который через элемент компенсации 7 подается на элемент сравнения. При равенстве происходит уравновешивание (заканчивается измерение) и на отсчетном устройстве инициируется результат измерения Х_вых.

3. Метод противопоставления меры и измеряемой величинызаключается в одновременном воздействии величины воспроизводимой мерой и измеряемой величины на элемент сравнения.

4. Метод замещениязаключается в разновременном измерении измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой. Поочередное взвешивание на одной тарелке весов массы и гирь, с откладыванием полученных величин на шкале.

5. Нулевой методявляется разновидностью метода сравнения с мерой. При этом методе результирующее воздействие двух величин (измеряемой и воспроизводимой мерой),доводится до нуля. Примером может служить измерение массы вещества на рычажных весах с уравновешиванием ее калиброванными грузами (гирями).

6.При сведении измерения к противопоставлению измеряемой величины и меры и измерению разности между ними.

Классификация приборов

I. По способу представления информации

1. Показывающие – предусматривают только визуальный отсчет результатов измерений.

2. Регистрирующие – имеют устройства для регистрации (записи, печати) результатов измерений.

3. Самопишущие – регистрирующие приборы с автоматической записью результатов измерения.

4. Индикаторные – предназначены для указания наличия или отсутствия сигнала в линиях передачи информации.

II. По назначению

1. Эталонные приборы – предназначены для поверки образцовых приборов

2. Образцовые приборы – предназначены для поверки контрольных приборов

3. Контрольные приборы – предназначены для поверки технических приборов.

4. Лабораторные приборы – предназначены для применения в экспериментальной технике

5. Технические (рабочие) приборы – предназначены для контроля параметров технологического процесса.