Метрологические характеристики.

Метрологическая характеристика средств измерений – характеристика средств измерений, связанная с показателем точности или с соотношением выходного или входного измерительных сигналов.

Различают номинальные метрологические характеристики, установленные расчетным путем в нормативно-технической документации, и действительные, определяемые экспериментально. Характеристики могут быть статическими, определяющими показатели точности в статическом или в установившемся режиме работы, и динамическими, определяющими временное изменение выходного измерительного сигнала в момент измерения. Метрологические характеристики средств измерений задаются для нормальных и рабочих условий, регламентируемых ГОСТ 8.050 – 73.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средств измерений.

Чувствительность – отношение изменение сигнала на выходе к вызвавшему его изменению измеряемой величины.

Порог чувствительности (разрешающая способность) – наименьшее изменение входной величины, вызывающее изменение выходного сигнала.

Вариация – разность между значениями выходных сигналов, соответствующая одинаковым входным сигналам, устанавливаемым плавным многократным изменением их в сторону возрастания и в сторону убывания.

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Поскольку истинное значение измеряемой величины неизвестно, то на практике за истинное значение измеряемой величины принимают значение, определенное экспериментальным путем с наименьшей погрешностью, необходимой для поставленной задачи измерения.

Систематическая погрешность измерения (средств измерений) – составляющая погрешности измерения (средств измерений), остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.

Случайная погрешность измерения (средств измерений) – составляющая погрешности измерения (средств измерений), изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Класс точности средства измерений – обобщенная характеристика средства измерений, определяемая пределами допускаемых и дополнительных погрешностей, а так же другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность и определяемыми стандартами на отдельные виды средств измерений.

Структурные схемы измерительных приборов.

Измерительный прибор – это цепь соединенных последовательно информационных преобразователей, включая датчик с чувствительным элементом на входе, измерительный преобразователь и индикатор на выходе, если информация предназначена для восприятия человеком рис.2.2.1. Применение информационных и измерительных преобразователей является единственным методом практического построения любых информационно-измерительных устройств.

Измерительный прибор в общем случае включает в себя три самостоятельные конструктивные совокупности элементов: датчик (Д), содержащий чувствительный элемент (ЧЭ); измерительный преобразователь (ИП), включающий в себя меру, и индикатор (И), которые размещаются совместно или раздельно и соединяются между собой линиями связи. Для согласования сигналов по роду энергии, природе носителя информационного параметра и виду модуляции используются информационные преобразователи (ИнП1 и ИнП2), которые при недостаточном по величине сигнале с датчика могут выполнять функции усилителя.

Если ИП не осуществляет квантование и кодирование, то процесс измерения выполняется не автоматически, а наблюдателем (человеком-оператором) путем нахождения числового эквивалента величины, как правило, по шкале (отсчетному устройству) стрелочного индикатора методом считывания. При наличии ИП и цифрового индикатора прибор называется цифровым.

Влияющие факторы

Q Д

Рис. 2.2.1 Структурная схема измерительного прибора

На Рис.2.2.2 показана структурная схема командного прибора для активного контроля, с помощью которого измеряется размер детали непосредственно во время обработки и с помощью команд, выдаваемых этим прибором на станок, изменяются режимы обработки.

На станке располагается измерительный узел 2, который измеряет деталь 1 во время ее обработки. Сигнал с измерительного узла 2, характеризующий размер детали, поступает одновременно в блок отсчетного устройства 3, светофорный блок 4 и командный блок 5.Сигнал после усилителя 6 поступает на станок для изменения режимов обработки в зависимости от размера детали в момент измерения. На блоке 3 по стрелке можно отсчитать отклонение размера от настроенного, а по блоку 4, в зависимости от того, какая лампочка горит, можно определить, на каком режиме работает станок.

на станок

Рис. 2.2.2 Структурная схема прибора для измерения в процессе обработки

Измерительный прибор Рис.2.2.3,как правило, состоит из первичного преобразователя (датчика Д), указателя или регистратора (УК), представляющего измеряемую величину в удобной для использования форме, и измерительного устройства (ИУ), осуществляющего преобразование выходного сигнала датчика во входной сигнал указателя. Например, при измерении температуры можно в качестве датчика использовать терморезистор (резистор, меняющий свое сопротивление при изменении температуры), в качестве указателя можно взять амперметр с соответствующей градуировкой; измерительным устройством здесь будет электрическая схема контроля изменения сопротивления терморезистора, включающая измерительный мост М и усилитель УС. Таким образом, измеряемая величина подвергается в измерительном приборе серии преобразований.

Условия на реальном объекте измерения обычно значительно более жесткие, чем в месте регистрации (повышенная температура, вибрации, влажность, пыль, недостаток места). Поэтому в точке , в которой необходимо провести измерение, размещается минимум преобразователей, достаточный для фиксации значения измеряемой величины и преобразования его в форму, пригодную для передачи из зоны объекта в более благоприятную зону (хотя бы на расстояние нескольких метров), где размещается измерительное устройство.

М ИУ

Рис. 2.2.3. Структура измерительного прибора

Государственная система приборов ГСП