- •Метрология, стандартизация, сертификация
- •1. Теоретические основы метрологии
- •1.1. Основные понятия метрологии.
- •1.1.1. Основные термины и определения.
- •1.1.2. Погрешности измерений.
- •Поскольку истинное значение Xи неизвестно, погрешность находят по приближенной формуле
- •1.1.3. Формы представления результатов измерений.
- •1.2.2. Погрешности средств измерений.
- •1.2. Метрологические характеристики средств измерительной техники.
- •1.2.1. Основные термины и определения.
- •1.2.3. Погрешности измерительных преобразователей.
- •1.2.4. Аддитивная, мультипликативная и нелинейная составляющие погрешности.
- •1.2.5. Основная и дополнительные погрешности.
- •1.2.6. Классы точности средств измерений.
- •1.2.7. Статическая модель средства измерений.
- •1.2.8. Суммирование погрешностей.
- •1.2.9. Обработка прямых измерений.
- •1.2.10. Обработка косвенных измерений.
- •2. Методы измерений электрических величин
- •2.1. Измерение напряжений и токов.
- •2.1.1. Общие сведения.
- •2.1.2. Измерение постоянных напряжений электромеханическими приборами.
- •2.1.3. Измерение постоянных токов электромеханическими приборами.
- •2.1.4. Измерение переменных токов и напряжений электромеханическими приборами.
- •2.1.5. Измерение постоянных напряжений аналоговыми электронными вольтметрами.
- •2.1.6. Измерение переменных напряжений аналоговыми электронными вольтметрами.
- •2.1.7. Измерение напряжений компенсаторами.
- •2.1.8. Измерение напряжений цифровыми вольтметрами.
- •2.2. Измерение параметров электрических цепей.
- •2.2.1. Измерение сопротивлений постоянному току.
- •2.2.2. Измерение параметров электрических цепей на переменном токе.
- •3.1. Введение.
- •3.2. Реостатные измерительные преобразователи.
- •3.2.1. Принцип действия.
- •3.2.2. Измерительные цепи.
- •3.3. Тензорезисторные измерительные преобразователи.
- •3.3.1. Принцип действия.
- •3.3.2. Особенности тензорезисторных ип. Разовое действие.
- •3.3.3. Измерительные цепи.
- •3.4. Терморезисторные измерительные преобразователи.
- •3.4.1. Принцип действия.
- •3.4.2. Разновидности терморезисторных ип.
- •3.4.3. Измерительные цепи.
- •3.5. Индуктивные измерительные преобразователи.
- •3.5.1. Принцип действия.
- •3.5.2. Измерительные цепи.
- •3.5.3. Применение индуктивных ип.
- •3.6. Емкостные измерительные преобразователи.
- •3.6.1. Принцип действия.
- •3.6.2. Измерительные цепи.
- •3.7. Индукционные измерительные преобразователи.
- •3.7.1 Принцип действия.
- •3.7.2. Измерительные цепи.
- •3.8. Пьезоэлектрические измерительные преобразователи
- •3.8.1. Принцип действия.
- •3.8.2. Измерительные цепи.
- •3.9. Термоэлектрические измерительные преобразователи
- •3.9.1. Принцип действия.
- •3.9.2. Измерительные цепи.
- •3.10. Методы электрических измерений неэлектрических величин
- •3.10.1. Введение.
- •3.10.2. Методы измерения линейных размеров.
- •3.10.3. Методы измерения механических напряжений и усилий. Механическое напряжение
- •Механические усилия
- •3.10.4. Методы измерения параметров движения.
- •3.10.5. Методы измерения температуры.
- •4. Метрологическое обеспечение.
- •4.1. Основы метрологического обеспечения.
- •4.1.1.Определение.
- •4.1.2. Четыре основы мо.
- •4.1.3. Нормативная база мо.
- •4.1.4. История законодательной метрологии.
- •4.1.5. Эталоны.
- •4.1.6. Поверочные схемы.
- •4.1.7. Государственные первичные эталоны ампера, вольта, ома, фарада и генри.
- •4.2. Метрологические службы.
- •4.2.1. Государственный комитет рф по стандартизации и метрологии.
- •4.2.2. Государственная метрологическая служба.
- •4.2.3. Международные метрологические организации.
- •4.3. Государственный метрологический надзор и контроль.
- •4.3.1. Понятие о надзоре и контроле.
- •4.3.2. Государственные испытания средств измерений.
- •4.3.3. Поверка средств измерений.
- •4.3.4. Калибровка средств измерений.
- •4.3.5. Метрологическая аттестация средств измерений и испытательного оборудования.
- •5. Стандартизация
- •5.1. Введение.
- •Принципы стандартизации:
- •5.2. Виды стандартов.
- •5.3. Национальные органы по стандартизации.
- •5.4. Обозначения стандартов.
- •5.5. Международное сотрудничество в сфере стандартизации.
- •6. Сертификация
- •6.1. Введение.
- •6.2. Подтверждение соответствия.
- •6.2.1. Цели и принципы подтверждения соответствия.
- •6.2.2. Формы подтверждения соответствия.
- •6.2.3. Добровольное подтверждение соответствия.
- •6.3. Декларирование соответствия.
- •6.2.4. Обязательное подтверждение соответствия.
- •6.4. Обязательная сертификация.
- •6.5. Организация обязательной сертификации.
- •6.6. Знак обращения на рынке.
- •6.7. Права и обязанности заявителя в области
- •Опд.Ф.05. Метрология, стандартизация и сертификация.
3.10. Методы электрических измерений неэлектрических величин
3.10.1. Введение.
В предыдущих разделах мы рассмотрели принципы, на которых основано большинство широко распространённых измерительных преобразователей (ИП) неэлектрических величин (НВ) в электрические (ЭВ), их конструкции, измерительные цепи, в которые включаются эти преобразователи. В ряде случаев один и тот же ИП может быть применён для измерения разных неэлектрических величин. Вместе с тем одна и та же НВ может быть измерена с использованием разных ИП.
Кроме того, не всегда та неэлектрическая величина, на которую непосредственно реагирует ИП, – её называют «естественной входной величиной», – например, деформация тензопреобразователя, является предметом измерения. Предметом измерения может быть другая НВ, например, давление жидкости. Поэтому датчики часто содержат не только ИП какой-либо естественной НВ в ЭВ, но и предварительный преобразователь измеряемой неэлектрической в эту естественную для данного ИП неэлектрическую величину. В приведённом примере это может быть мембрана, на которую наклеены тензорезисторы, т.е. преобразователь давления в деформацию.
Названное многообразие побуждает сделать краткий обзор методов измерения неэлектрических величин. Мы далее придерживаемся в нём классификации, принятой во многих отечественных и зарубежных книгах, например, в [1] ÷ [3].
3.10.2. Методы измерения линейных размеров.
Измеряемые линейные размеры находятся в очень широком диапазоне: от долей микрометра до многих километров. В [1] этот общий диапазон условно разделё на четыре:
очень малые размеры – от долей до единиц микрометров;
малые – до 100 мм;
большие – до нескольких метров;
очень большие – от нескольких метров и выше; это область радиолокационных измерений, которые у нас не рассматриваются.
Измерение очень малых размеров преимущественно связано с контролем шероховатости поверхности для оценки качества её обработки. Соответствующие приборы основаны на методе ощупывания испытуемой поверхности и называются профилометрами и профилографами. Первые позволяют оценить только визуально высоту шероховатости, а вторые дают возможность получить профилограмму поверхности. В этих приборах используются индуктивные, емкостные и пьезоэлектрические ИП.
Приборы для измерения малых размеров – это так называемые микрометры и толщиномеры. В них используются все рассмотренные ИП, кроме, разумеется, терморезисторов и термопар.
Измерение больших размеров – это в основном уровнемеры. В них используются реостатные, индуктивные и емкостные ИП. В них часто используется идея поплавка. Положение поплавка определяется измеряемым уровнем жидкости, например, бензина. Через тяги и рычаги перемещение поплавка передаётся на подвижную часть ИП, например, на подвижный контакт реостатного ИП. Таким образом, здесь есть предварительное преобразование сравнительно большого размера (положения поплавка) в сравнительно малое
(положение подвижной части ИП).
3.10.3. Методы измерения механических напряжений и усилий. Механическое напряжение
Механическое напряжение материала – важнейший показатель при испытаниях различных конструкций на прочность. Оно непосредственно связано с относительной деформацией:
σ =Еεl,
где Е – модуль упругости (модуль Юнга).
Для стали, например, Е = 2,06·1011 Па.
Деформация является естественной входной величиной тензорезисторных ИП. Именно они и применяются для измерения механических напряжений. Тензорезисторы наклеивают на детали испытуемого механизма, машины, конструкции.