Средства измерений и их метрологические характеристики

– техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и(или) хранящие единицу физической величины, размер которой принимают неизменным ( в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени

преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи.

ИП

2

1

1 - идеальный ИП:

2 - реальный ИП:

наклон
смещение нуля
- нелинейная составляющая

Измерительные преобразователи

сигнал, чаще всего электрический.
Датчики

Промежуточный измерительный преобразователь осуществляет преобразование сигналов.
Масштабные преобразователи – усилители, делители напряжения, детекторы, умножители частоты, фильтры частот, АЦП, ЦАП

Оконечный измерительный преобразователь осуществляет преобразование сигналов в форму, пригодную для восприятия оператором.
Электроизмерительные механизмы, цифровые индикаторы

величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

Однозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину одного размера
Пример: резистор – мера электрического сопротивления

Многозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину разных размеров
Пример: реостат

Набор мер – комплект мер разного размера одной и той же физической величины, предназначенных для применения на практике как в отдельности, так и в различных сочетаниях
Пример: наборы сопротивлений, набор концевых мер длины

Магазин мер – набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различных комбинациях

физической величины в установленном диапазоне

По форме индикации результатов измерения:
Показывающие
Регистрирующие

По методу преобразования измеряемой величины:
Прямого преобразования
Компенсационного (уравновешивающего) преобразования
Смешанного преобразования

По форме преобразования сигнала:
Аналоговые
Цифровые

значения измеряемой физической величины, в том числе и при дискретизации величины во времени

ПИП

ИП

ПУ

ИМ

Шкала

Измерительный механизм – это электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования электрической величины в механическую величину в виде угла поворота подвижной части механизма

Шкала – часть показывающего устройства, представляющая собой ряд отметок, соответствующих последовательному ряду значений величины вместе со связанной с ними нумерацией

величины

1 – стрелка; 2 – катушка; 3 – постоянный магнит; 4 – пружина;
5 – магнитный шунт; 6 – полюсные наконечники;

Длина деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок.

Цена деления шкалы – модуль разности значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

преобразователь цифровых кодов
ЦИ – цифровой индикатор

нелинейность напряжения ГЛИН;
Погрешности сравнения напряжений в компараторах;
Нестабильность кварцевого генератора счетных импульсов;
∙ Погрешность дискретности, заключающаяся в отсутствии в общем случае
кратности периода счетных импульсов и длительности времени счета. Она определяет разрешающую способность АЦП.

Достоинства:
Дешевизна;
Высокая точность

Недостатки:
Низкая помехоустойчивость

измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте.
Измерительная машина – измерительная установка крупных размеров, предназначенная для точных измерений физических величин, характеризующих изделие.

Установка для испытания технических средств на устойчивость к воздействию непрерывного или кратковременного магнитного поля промышленной частоты

измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях.

Делятся на:
Измерительные информационные
Измерительные контролирующие
Измерительные управляющие

Измерительно-вычислительный комплекс – Функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи

совокупность средств измерения), предназначенное для воспроизведения и/или хранения единицы физической величины, изготовленной по особой спецификации и утвержденная в особом порядке в качестве эталона.
2. Образцовое средство – средство измерения, предназначенное для передачи размера единицы истинной величины нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений.
3. Рабочее средство – средство измерения, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размеров единиц.

Классификация средств измерений по классу точности

1. Эталоны делятся на первичные, вторичные, рабочие.
2. Образцовые средства делятся на разряды (I-вый, II-ой, III-ий, …).
3. Рабочие средства делятся по классам точности.

зависимость между информативными параметрами выходного и входного сигналов средств измерений.
2. Чувствительность – отношение приращения выходного сигнала средства измерений к вызвавшему это приращение изменению входного сигнала.
3. Деление шкалы – участки шкалы, на которые делят шкалу с помощью меток.
4. Постоянная прибора – величина обратная чувствительности
5. Порог чувствительности – наименьшее изменение входной величины, обнаруживаемое с помощью данного средства измерений.

допускаемые погрешности средства измерений.
7. Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченную начальным и конечными значениями шкалы.
8. Цена деление шкалы – разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.
9. Входное полное сопротивление – параметр, характеризующий изменение измеряемой величины при подключении средства измерения к объекту измерения.
10. Выходное полное сопротивление – параметр, характеризующий изменение сигнала измерительной информации при подключении к выходу средства измерения нагрузки фиксированной величины.

Метрологические характеристики средств измерения

измерений.
12. Приведенная погрешность средства измерений – отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению.
13. Основная погрешность средства измерений – это погрешность средства измерения в нормальных условиях (климатических, механических и так далее)
14. Дополнительная погрешность средства измерений – это изменение основной погрешности средства измерения при отклонении влияющего параметра от нормального значения либо выходе его за пределы нормальной области значений.

Метрологические характеристики средств измерения

соответствующих одной и той же точке диапазона измерения при медленном подходе к этой точке со стороны меньших и со стороны больших значений.
16. Время установления показаний прибора – это интервал времени между скачкообразным измерением измеряемой величины на входе средства измерения и моментом установления выходного сигнала измерительной информации.

Метрологические характеристики средств измерения

установления рабочего режима