Виды средств измерений

Средство измерения (СИ) – это техническое устройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства.

По метрологическому назначению СИ делятся на образцовые и рабочие.

Образцовые предназначены для поверки (калибровки) по ним других СИ, как рабочих, так и образцовых менее высокой точности.

Рабочие СИ предназначены для измерения размеров величин, необходимых в разнообразной деятельности человека.

Сущность разделения СИ образцовые и рабочие состоит не в конструкции и не в точности, а в их назначении.

К средствам измерения относятся:

- меры, предназначенные для воспроизведения ФВ заданного размера. Различают однозначные и многозначные меры, а также наборы мер. Меры, воспроизводящие ФВ одного размера, называются однозначными. Многозначные меры могут воспроизводить ряд размеров физической величины, часто даже непрерывно заполняющих некоторый промежуток между определёнными границами.

Сравнение с мерой выполняют с помощью специальных технических средств – компараторов.

К однозначным мерам относятся также образцы и образцовые вещества.

Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов представляют собой специально оформленные тела или пробы вещества определённого и строго регламентированного содержания, одно из свойств которых при определённых условиях является величиной с известным значением.

Стандартные образцы используют для градуировки, поверки и калибровки химического состава и различных свойств материалов (механических, теплофизических, оптических и других). К ним относятся образцы твёрдости, шероховатости, белой поверхности, а также стандартные образцы при поверке (калибровке) СИ.

Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов - это образцы веществ и материалов, химический состав или физические свойства которых типичны для данной группы веществ (материалов), определены с необходимой точностью, отличаются высоким постоянством и удостоверены сертификатом.

Стандартные образцы подвергаются специальным испытаниям, по результатам которых они получают свидетельства (сертификаты) и вносятся в государственный реестр стандартных образцов, а он, в свою очередь, является составной частью (разделом) Государственного реестра средств измерений.

Образцы состава и образцы свойств веществ и материалов в зависимости от уровня утверждения подразделяются на государственные, отраслевые и предприятий.

В зависимости от погрешности аттестации меры подразделяются на разряды (меры 1-го, 2-го и т. д. разрядов), а погрешность мер является основой их деления на классы. Меры, которым присвоен тот или иной разряд, применяются для поверки (калибровки) СИ и называются образцовыми;

- измерительные преобразователи – это СИ, перерабатывающие измерительную информацию в форму, удобную для дальнейшего преобразования, передачи, хранения и обработки, но, как правило, не доступную для непосредственного восприятия наблюдателем.

Преобразуемая величина называется входной, а результат преобразования – выходной величиной. Соотношение между ними задаётся функцией преобразования (статистической характеристикой). Если в результате преобразования физическая природа величины не изменится, а функцией преобразования является линейной, то преобразователь называется масштабным, или усилителем. В тех случаях, когда в преобразователе входная величина превращается в другую по физической природе величину, он получает название по видам этих величин.

По месту, занимаемому в приборе, преобразователи (рис. …) подразделяются на:

- первичные, к которым подводится непосредственно измеряемая ФВ;

- передающие, на выходе которых образуются величины, удобные для их регистрации и передачи на расстояние;

- промежуточные, занимающие в измерительной цепи место после первичных.

чувствительный > первичный > промежуточный > передающий

элемент преобразователь преобразователь преобразователь

К отсчётному устройству

Рисунок … Преобразование измерительной информации

- измерительные приборы относятся к СИ, предназначенным для получения измерительной информации о величине, подлежащей измерению, в форме, удобной для восприятия наблюдателем.

Наибольшее распространение получили приборы прямого действия, при использовании которых измеряемая величина подвергается ряду последовательных преобразований в одном направлении, то есть без возвращения к исходной величине.

Значительно большими точностными возможностями обладают приборы сравнения, предназначенные для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Сравнения осуществляются с помощью компенсационных или мостовых цепей. Компенсационные цепи применяются для сравнения активных величин, то есть несущих в себе некоторый запас энергии (сил, давлений и моментов сил, электрических напряжений и токов, яркости источников излучения и т. д.). Сравнение проводится путём встречного включения этих величин в единый контур и наблюдения их разностного эффекта.

Для сравнения пассивных величин (электрические, гидравлические, пневматические и другие сопротивления) применяются мостовые цепи типа электрических уравновешенных и неуравновешенных мостов.

По способу отсчёта значений измеряемых величин приборы подразделяются на показывающие, в том числе аналоговые и цифровые, и на регистрирующие.

Наибольшее распространение получили аналоговые приборы, отсчётные устройства которых состоят из двух элементов – шкалы и указателя, причём один из них связан с подвижной системой прибора, а другой – с корпусом. В цифровых приборах отсчёт осуществляется с помощью механических, электронных или других цифровых отсчётных устройств.

По способу записи измеряемой величины регистрирующие приборы делятся на самопишущие и печатающие. В самопишущих приборах запись показаний представляет собой график или диаграмму. В печатающих приборах информация о значении измеряемой величины выдаётся в числовой форме на бумажном носителе.

Автоматические приборы сравнения выпускаются чаще всего в виде комбинированных приборов, в которых шкальный или цифровой отсчёт сочетается с записью на диаграмме или с печатным результатом измерений;

- вспомогательные СИ – это СИ величин, влияющих на метрологические свойства другого СИ при его применении или поверке (калибровке). Показания вспомогательных СИ используются для вычисления поправок к результатам измерений или для контроля над поддержанием значений влияющих величин в заданных пределах;

- измерительные установки – это комплексы расположенных в одном месте и функционально объединённых друг с другом СИ, которые используют в тех случаях, когда для измерения какой-либо величины или одновременно нескольких величин недостаточно одного измерительного прибора;

- измерительные системы – это средства и устройства, территориально разобщённые и соединённые каналами связи. Информация может быть представлена в форме, удобной как для непосредственного восприятия, так и для автоматической обработки, передачи и использования в автоматизированных системах управления.

Технические устройства, предназначенные для обнаружения (индикации) физических свойств, называются индикаторами. С помощью индикаторов устанавливается только наличие измеряемой ФВ интересующего свойства материи.