Тема 4. Методы и средства экспериментального исследования кинематики и динамики машин

4.1. Средства измерений (си) и их классификация по гси

4.1.1. Классификация СИ по определяющим признакам

В метрологии СИ принято классифицировать по виду, принципу действия и метрологическому назначению.

Различают следующие виды СИ:

- меры;

- измерительные устройства;

- измерительные установки;

- измерительные системы.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Измерительное устройство – применяется самостоятельно или в составе измерительных установок и измерительных систем. В зависимости от формы представления сигнала измерительной информации измерительные устройства подразделяются на измерительные приборы и измерительные преобразователи.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

Измерительный преобразователь – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но непосредственно не воспринимается оператором.

Измерительный прибор и измерительный преобразователь в блок– схеме соответственно подразделяются на четыре подтипа: два первых из них одинаковы, а два других имеют между собой различия.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных СИ (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенных в одном месте. Обобщенная структурная схема СИ представлена на рисунке 4.1.

Для удобства анализа различных соединений СИ в Измерительные устройства или Информационно-Измерительные Системы между собой и со средствами автоматического управления любое устройство измерения принято рассматривать как некоторый преобразователь, служащий для преобразования входного сигнала Х в выходной сигнал Y. Такое представление Измерительных Устройств позволяет применять при анализе систем хорошо разработанный аппарат теории автоматического регулирования. Если входной и выходной сигналы представляют собой некоторые физические процессы, характеризуемые несколькими параметрами, то среди них различают информативные и неинформативные. Для конструкторов СИ и приборостроителей чрезвычайно важной является информация о внутренней структуре измерительного устройства. А она состоит из некоторого числа элементов (составных частей), предназначенных для выполнения определенных функций, таких, как:

- преобразование поступающего сигнала по форме или виду энергии;

- успокоение колебаний, защита от помехонесущих полей;

- коммутация электрических цепей, представление информации

(цифровая, диаграммная по кругу или в ленту, только показывающая результат без регистрации и т.д.).

К элементам измерительных устройств относятся опоры, направляющие пружины, магниты, контакты, множительно-передаточные механизмы и т. д.

Основные элементы структурных схем СИ: меры, компараторы, первичные и вторичные преобразователи, устройства обработки информации, устройства представления и регистрации информации, каналы связи, вспомогательные элементы СИ.

Преобразовательный элемент - элемент СИ, в котором происходит одно из ряда последовательных преобразований измерительных величин.

Измерительная цепь - совокупность преобразовательных элементов СИ, обеспечивающая осуществление всех преобразований сигнала измерительной информации. Чувствительный элемент - первый в измерительной цепи преобразовательный элемент, находящийся под непосредственным воздействием измеряемой величины.

Измерительный механизм - часть конструкции СИ, состоящая из элементов, взаимодействие которых вызывает их взаимное перемещение.

Отсчетное устройство - часть конструкции СИ, предназначенная для отсчитывания значений измеряемой величины.