Введение
Измерение – это определение количественного значения физической величины путем эксперимента при ее сравнении с однородной физической величиной, принятой за единицу.
При производстве измерений на передний план выдвигается вопрос о их достоверности и одинаковом восприятии их результатов.
Вопросами единства и точности измерений занимается метрология.
В отличие от измерений при контроле определяется, выходит ли физическая величина за пределы наперед заданного допуска.
Техническая диагностика ставит вопрос еще шире: выходит ли состояние объекта за пределы, обеспечивающие его нормальное функционирование.
При выполнении операций измерения, контроля и диагностики решаются четыре основные задачи:
1.Обеспечение достоверного преобразования (кодирования) измеряемых физических величин в сигналы, обеспечивающие передачу информации по каналам связи для дальнейшего практического использования.
2.Защита этих результатов от дестабилизирующих факторов.
|
|
3.Сопряжение измерительных звеньев в приборы и системы.
4. Создание эффективных алгоритмов обработки результатов с целью получения достоверной информации, достаточной для принятия решений.
Условная обобщенная структура средств измерений представлена на рис. 1:
|
Измерительный преобразователь – устройство для однозначного преобразования однородных или разнородных физических величин, для которого нормированы метрологические (точностные) характеристики.
Совокупность измерительных преобразований, объединенных единой конструкцией, расположенных на объекте и эксплуатирующихся в условиях объекта называются датчиками.
Например, в микрофоне: звуковое давление преобразуется в перемещение мембраны, далее в изменение емкости (индуктивности) – изменение тока, напряжения на выходе микрофона.
Как правило, с выхода датчиков электрические сигналы нормализуются (преобразуются) в унифицированные аналоговые или цифровые электрические сигналы, позволяющие передавать информацию по каналам связи, обеспечивать ее хранение, обработку и отображение.
Наряду с измерительными преобразователями существуют другие средства измерений (СИ) с нормированными метрологическими характеристиками, воспроизводящие или хранящие единицу физической величины.
К ним относятся эталоны, меры, измерительные приборы, измерительные установки и системы, а также измерительные принадлежности.
Эталоном называется СИ, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины и передачи ее другим средствам измерения.
|
|
Эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, называется первичным, или государственным.
Измерительные приборы – средства измерений, предназначенные для получения, отображения или регистрации измерительной информации.
Измерительные установки и системы – это совокупность функционально объединенных средств измерений, в большинстве случаев обеспечивающих автоматизацию процесса измерения, обработки и отображения измерительной информации.
I. Общие сведения о методах и средствах измерительной техники
1.1 Параметры средств измерений и измерительных преобразователей.
Параметрами средств измерения являются:
1. Погрешность измерений.
Погрешность – это разность между истинным и измеренным значением физической величины.
2.Рабочий диапазон средства измерений– диапазон значений физической величины, которая преобразуется с погрешностью, не превышающей заданной.
Зависимость между величиной входного воздействия и называется функцией преобразования. Идеальной функцией преобразования является прямая линия.
3.Динамический диапазон средств измерений определяется выражением:
где , - нижняя и верхняя границы диапазона
4.Быстродействие.
Определяется время реакции средства измерений на изменение входного воздействия.
5.Чувствительность – отношение приращения выходной величины к вызвавшему это приращение изменению входной величины (крутизна).
6. Входной импеданс. Определяет степень влияния средства измерения на объект исследования (обобщённый параметр). Для средств электрических измерений в качестве импеданса выступают такие параметры как входное сопротивление и входная ёмкость.
|
| |||||||
Входное сопротивление – гипотетическая величина, которая представляет собой отношение напряжения на входе к потребляемому току: .
Входная ёмкость – гипотетическая величина, определяемая емкостью между входными зажимами.
Влияние величины существенно при работе с переменными токами, т.к. уменьшается эквивалентное входное сопротивление. При работе с импульсными сигналами должно быть как можно меньше.
7. Габариты.
8. Потребляемая мощность.
9. Стоимость.