СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

В историческом плане началось с механических приборов, которые были вытеснены электрическими, затем электронными, в дальнейшем превратились из аналоговых в цифровые и объединились в комплексы и системы. В настоящее время идет широкое внедрение цифровых систем. Если говорить о локальных измерительных средствах, то это уже не стрелочные, а индикаторные приборы, а визуализация данных в ИУК осуществляется с помощью компьютерных мнемосхем, на экране, где в специальных окошечках высвечивается цифровая информация. Точность вывода информации «в цифре» выше, но с точки зрения инженерной психологии, оператор технологического процесса привыкает к положению стрелки и, бросив взгляд на комплекс стрелочных приборов, сразу заметит даже небольшое отклонение параметра. С другой стороны, современные цифровые информационные системы легко дополнить элементами световой и звуковой сигнализации, срабатывающими при отклонении параметра от заданного диапазона.

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. К ним относятся гири, концевые меры длины и т.п. На практике используют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер. Однозначные меры воспроизводят величины только одного размера (гиря). Многозначные меры воспроизводят несколько размеров физической величины. Например, миллиметровая линейка дает возможность выразить длину предмета в сантиметрах и в миллиметрах.

Измерительный преобразователь — это метрологическое средство, которое обеспечивает перевод сигнала информации в форму, удобную для обработки, передачи в последующий элемент измерительной цепи или хранения. Измерительные преобразователи либо входят в конструктивную схему измерительного прибора, либо применяются совместно с ним, но сигнал преобразователя не всегда поддается непосредственному восприятию наблюдателем. Например, преобразователь может быть необходим для передачи информации в память компьютера, для усиления напряжения и т.д. Преобразуемую величину называют входной, а результат преобразования — выходной величиной. Основной метрологической характеристикой измерительного преобразователя считается соотношение между выходной и входной величинами, называемое функцией преобразования (коэффициентом усиления).

 

Преобразователи подразделяются на:

первичные - непосредственно воспринимают измеряемую величину, на выходе у них сигнал иной природы, но с ним можно далее работать (перемещение, параметр электрической природы) датчик, сенсор;

передающие, на выходе которых величина приобретает форму, удобную для передачи на расстояние или регистрации, предназначены для дистанционной передачи технологических данных;

промежуточные, работающие в сочетании с первичными и не влияющие на изменение рода физической величины (усилители или масштабирующие).

Измерительный прибор – метрологическое средство, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Может быть совмещен с датчиком. Бывают аналоговые и цифровые, показывающие и регистрирующие.

В аналоговых приборах показания являются непрерывной функцией измеряемой величины, т.е. могут также, как и измеряемая величина, принимать бесконечное множество значений. В цифровом приборе непрерывная по размеру и во времени величина преобразуется в дискретную, квантуется, кодируется и цифровой код отображается на индикаторном отсчетном устройстве. В результате, показания цифрового прибора являются дискретными во времени и квантованными по размеру, т.е. могут принимать лишь конечное число значений. Внешним признаком аналоговых или цифровых приборов является наличие аналогового (стрелки) или цифрового (индикатор) показывающего или регистрирующего устройства.

Вторичный измерительный прибор предназначен для визуализации показаний датчика или сигнала нормирующего преобразователя.

Измерительные установки и системы — это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами, для измерения одной или нескольких физических величин технологического объекта. Предназначены для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для автоматической обработки, передачи и использования в АСУ. На современном уровне развития техники они автоматизированы, обеспечивают ввод информации, автоматизацию самого процесса измерения, обработку и отображение результатов для восприятия их пользователем. Такие установки используют для контроля производственных процессов или в научных экспериментах, они входят в современные микроконтроллерные АСУ ТП.

Вспомогательное средство измерений определяет величины, влияющие на метрологические свойства основного средства измерений при его применении. Его применяют для контроля за обеспечением значений влияющих величин в заданных пределах.

Измерительные принадлежности — это вспомогательные метрологические средства. Они необходимы для вычисления поправок к результатам измерений, если требуется высокая степень точности. Например, термометр может быть вспомогательным средством, если показания прибора достоверны при строго регламентированный температуре; психрометр — если строго оговаривается влажность окружающей среды. Следует учитывать, что измерительные принадлежности вносят определенные погрешности в результат измерений, связанные с погрешностью самого вспомогательного средства.

По метрологическому назначению измерительные устройства делят на два вида — рабочие средства измерений и эталоны.

Рабочие средства применяют для определения параметров технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и др. Они могут быть лабораторными (для научных исследований), производственными (для контроля характеристик технологических процессов), полевыми (для самолетов, автомобилей, судов и т.п.). Каждый из этих рабочих средств отличается особыми показателями. Так, лабораторные приборы — самые точные и чувствительные, а их показания характеризуются высокой стабильностью. Производственные обладают устойчивостью к воздействиям различных факторов производственного процесса: температуры, влажности, вибрации и т.п., что может сказаться на достоверности и точности показаний приборов. Полевые работают в условиях, постоянно изменяющихся в широких пределах внешних воздействий.

Меры, измерительные приборы и первичные преобразователи, служащие для воспроизведения и хранения единиц измерения с наивысшей метрологической точностью, достижимой для данного уровня науки и техники, называются эталонами.

Образцовые средства измерений находятся в ведении метрологических служб и для практических измерений, как правило, не применяются, они служат только для передачи размеров единиц от эталонов рабочим средствам измерений.

Передача размеров единиц рабочим средствам измерений осуществляется, прежде всего, при их изготовлении: в результате градуировки шкал показывающих приборов, подгонки мер и определения действительных значений величин, ими воспроизводимых, и т. д. В дальнейшем контроль средств измерений и сохранность переданных им размеров единиц обеспечиваются путем периодических поверок, обязательных для всех средств измерений. Поверка осуществляется органами государственной или ведомственной метрологической службы.