7.4.2. Види та основні характеристики засобів вимірювань


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 

Загрузка...

Засобами вимірювань називають технічні засоби, що вико-ристовуються при вимірюваннях і мають нормовані метро-логічні властивості.

Розрізняють декілька видів засобів вимірювань: міра; вимі-рювальний перетворювач; вимірювальний прилад; вимірюваль-на установка; вимірювальна інформаційна система (ВІС), вимірювальний комплекс.

Мірою називають засіб вимірювань, призначений для відтво-рення фізичної величини заданого розміру. Розрізняють одно-значні, багатозначні міри і набори мір.

Однозначна міра відтворює фізичну величину одного роз-міру, наприклад вимірювальна котушка опору. Багатозначна міра відтворює ряд однойменних розмірів різного розміру, на-приклад конденсатор змінної ємності.

Набір мір являє собою спеціально підібраний комплект мір, застосовуваних не тільки окремо, але й у різних сполученнях із метою відтворення ряду однойменних розмірів різної вели-чини, наприклад магазин індуктивності.

Вимірювальний перетворювач — засіб вимірювань, призна-чений для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній для передачі, подальшого перетворення, оброб-ки або збереження, але не доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем. В області електричних вимірювань найбільше поширення одержали масштабні перетворювачі, тобто такі, у яких значення вихідної величини в задане чис-ло раз відрізняється від значення вхідної. До них відносяться вимірювальні трансформатори, дільники напруги, шунти, до-даткові резистори, вимірювальні підсилювачі. Ці перетворю-вачі дозволяють розширити межі вимірювання приладів, ство-рити багатограничні засоби вимірювань, підвищити безпеку вимірювальних робіт.

Вимірювальний прилад – засіб вимірювання, призначений для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачемРозділ 7. Засоби промислової автоматики

Сполучення вимірювального приладу і вимірювальних пе-ретворювачів, що мають самостійне застосування, часто нази-вають вимірювальним пристроєм.

Вимірювальна установка – сукупність функціонально об’єдна-них засобів вимірювань (мір, вимірювальних перетворювачів, вимірювальних приладів) і допоміжних пристроїв, призначена для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній для безпосереднього сприйняття спостерігачем, і роз-міщена в одному місці, наприклад установка для перевірки вимірювальних трансформаторів струму, установка для випро-бування магнітних матеріалів та ін.

Вимірювальна інформаційна система – сукупність засобів вимірювань (мір, вимірювальних перетворювачів, вимірюваль-них приладів) і допоміжних пристроїв, з’єднаних між собою каналами зв’язку, призначена для вироблення сигналу вимірю-вальної інформації у формі, зручній для автоматичної обробки, передачі і використання в автоматичних системах управління.

Вимірювальні комплекси служать для одержання й обробки ви-мірювальної інформації від складного об’єкта, необхідної для управ-ління об’єктом. Вони дозволяють не тільки здійснити звичайні кон-трольно-вимірювальні функції, але і вирішувати принципово нові завдання, пов’язані з діагностикою і прогнозуванням стана об’єкта досліджень, статистичною обробкою результатів експериментів. З цією метою сучасні засоби вимірювань усе ширше використовують у своїй структурі елементи обчислювальної техніки.

Залежно від метрологічного призначення всі засоби вимі-рювань діляться на еталонні, зразкові і робочі.

Еталонні – засоби вимірювань (комплекс засобів вимірів), що забезпечують відтворення і збереження одиниць фізичних величин із метою передачі їх розміру зразковим і робочим за-собам вимірювань.

Зразкові засоби вимірювань призначені для передачі величи-ни одиниць від еталонів до робочих засобів вимірювань, на-приклад зразкова міра електричного опору, зразковий прилад для вимірювання температури та ін. До зразкових засобів вим-ірювань відносяться зразкова речовина і стандартний зразок.

 «Товарознавство»

Зразкова речовина - зразкова міра у вигляді речовини з визначеними властивостями, що відтворюються при дотри-манні умов виготовлення, затверджених у специфікації на цю міру, наприклад чисті гази (водень, кисень), чисті метали (срібло, платина й ін.); неметали, з’єднання.

Стандартний зразок - міра для відтворення одиниць розмірів, що характеризують властивості або склад речовин і матеріалів, наприклад стандартний зразок властивостей лего-ваної сталі, феромагнітного матеріалу визначеної марки.

Робочі засоби вимірювань призначені для вимірювань, не зв’язаних із передачею величини одиниць фізичних величин. У цій групі виділяють більш точні засоби вимірювань - лабо-раторні і менш точні - технічні.

Технічні засоби вимірювань служать для безпосередніх практичних вимірювань.

Кожний вид засобів вимірювань може бути класифікований за низкою ознак. Для прикладу розглянемо класифікацію вим-ірювальних приладів за такими ознаками:

♦          за видом вихідного розміру: аналогові - вихідна вели-чина яких (лінійне або кутове переміщення рухомої ча-стини вимірювального механізму, тобто відлік ведеть-ся за шкалою) є безперервною за часом функцією зміни вимірюваної величини; цифрові - вихідна величина яких - цифровий код - є дискретна функція вимірю-ваної величини;

♦          за елементною базою - електромеханічні; електронні;

♦          за формою представлення інформації - показуючі, що допускають тільки відлік показань; реєструючі, у яких пе-редбачена реєстрація показань. Крім того, показання мо-жуть бути записані на діаграмі (самописні прилади) або друкуватися в процесі вимірювання в цифровій формі (друкуючі прилади ).

♦          за методом вимірювального перетворення - прямої дії, у яких передбачено одне або декілька перетворень сигналу вимірюваної інформації в одному напрямку (без зворот-ного зв’язку); прилади порівняння, призначені для безпо-

Розділ 7. Засоби промислової автоматики

середнього порівняння вимірюваної величини із величи-ною, значення якої відомо;

♦          за вимірюваною величиною - засоби вимірювань темпера-тури, тиску, витрати речовин, електричних величин та ін;

♦          за призначенням - термометри, амперметри, вольтметри, частотоміри, омметри;

♦          за принципом дії засобу вимірювання, тобто фізичним законом або явищем, використовуваним для одержання результату вимірювання. Цей принцип часто відбиваєть-ся в найменуванні засобу вимірювання, наприклад термо-метр рідинний, або манометр пружинний, або ватметр електродинамічний.

Є й інші класифікаційні ознаки, наприклад габарити при-ладів, відношення до вібрацій та ін.

Важливою характеристикою засобів вимірювання є повірка -визначення погрішностей засобів вимірювань і встановлення їх придатності до застосування.

Погрішність засобу вимірювання це відхилення його пока-зань від справжнього значення вимірюваної величини. Не-відповідність показань справжнім значенням обумовлена недоско-налістю засобів і методів вимірювань, впливом навколишнього середовища й інших причин. При перевірці порівнюють показан-ня засобу вимірювання, зокрема вимірювального приладу, із по-казаннями більш точного (зразкового) приладу Показання зраз-кового приладу вважають дійсним значенням вимірюваної величини, воно відрізняється від справжнього, тому що зразковим приладам також властиві деякі погрішності.

Погрішності приладу характеризують точність його пока-зань - чим вони менші, тим вище точність. Залежно від зна-чень найбільших (граничних) допустимих погрішностей, ха-рактерних для даного приладу, йому привласнюється визначений клас точності. Клас точності є основною характе-ристикою якості вимірювального приладу і будь-якого іншого засобу виміру. Знаючи клас точності засобу виміру, можна визначити його найбільші погрішності і внести відповідні виправлення в показання.

 «Товарознавство»

Клас точності вказують у документації і на самому засобі вимірювання (на циферблаті, щитках або корпусі) у вигляді чисел або літер, причому ці умовні позначення залежать від того, яка погрішність була покладена в основу присвоєння да-ному засобу класу точності. Справа в тому, що погрішності можуть бути описані різними математичними способами. За способом вираження розрізняють абсолютну, відносну і приве-дену погрішність.

Абсолютна погрішність (Ап) вимірювального приладу – це різниця між показанням приладу і справжнім (на практиці – дійсним) значенням вимірюваної величини. Вона виражається в одиницях вимірюваної величини або в діленнях шкали засо-бу виміру. Якщо приладу привласнюють клас точності за зна-ченням абсолютної погрішності, то він умовно позначається літерами, наприклад, К або М, іноді з додаванням цифр (К-1, К-П, К-1П), причому дальша від початку алфавіту літера, але менша цифра означають більш високий клас точності. Іноді зустрічаються і такі позначення: Кл1, Кл2, Кл3 або просто 1, 2, 3, що означає 1,2 і 3-й класи точності відповідно.

У ряді випадків клас точності встановлюють за відносною погрішністю, що представляє собою відношення абсолютної погрішності приладу до справжнього значення вимірюваної величини.

Тоді клас точності умовно позначають або дробом, або од-ним числом, або літерою, наприклад 0,5; 0,02/0,01. Це залежить від того, яким чином визначають відносну погрішність прила-ду. Крім класів точності важливими характеристиками при-ладів, які вказують в паспорті та іншій документації, є діапазон вимірів, ціна ділення шкали, варіація, швидкодія та ін.

Зразкові засоби вимірів за точністю поділяють на засоби 1, 2 і 3-го розрядів і еталони. Еталони мають найвищу, досяжну при даному рівні техніки, точність і служать для відтворення одиниць розмірів.

Розділ 7. Засоби промислової автоматики