По числу измерительных каналов ИС подразделяются на одно-, 2х-, 3х- и многоканальные.

Классификация средств измерительной техники. Основные понятия

 

РМГ 29-99 – «Метрология. Термины и определения»;

МИ 2314- 2006 «Кодификатор групп средств измерений по видам и областям измерений».

 

I - Классификация средств измерительной техники (СИТ) по РМГ 29-99

СИТ - обобщающее понятие, охватывающее технические средства, специально предназначенные для измерений.

К СИТ относят

1 - средства измерений (СИ) и их совокупности,

2 - измерительные принадлежности,

3 - измерительные устройства

Средство измерений (СИ) – тех-кое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные МХ, воспроизводящее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени..

- Измерительные принадлежности - вспомогательные средства, служащие для обеспечения необх-х условий для выполнения изм с треб точностью (тренога для установки пр. по уровню, спец. противовибрационн фундаменты, барокамера; уст-ва, экранирующие влияние эл/м п и т.д.)

- Измерительное устройство - часть измерит-го прибора (ИУ; ИС), связанная с измерит-ным сигналом и имеющая обособленную конструкцию и назначение (регистрирующее устр-во прибора; измерительные преобразователи с измерительными приборами)

 

К СИ относятся (классиф. по назначению и конструктивному исполнению ):

- меры,

- измерительные преобразователи (ИП),

- измерительные приборы (изм. пр.),

К совокупностям СИ относят:

- измерительные установки (ИУ) и

- измерительные системы (ИС).

1. - Мера ФВ - СИ, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения ФВ одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

Гл. о тличительная особенность – отсутствие каких-либо преобразованй измер инф-и самим СИ (мерой)

Разновидности мер: однозначная мера (гиря, концевая мера), многозначная (штриховые меры (лин-ка, транспортир, мерит сосуд), многогран-е угл-е меры, ступенчатый шаблон), набор мер, магазин мер.

2 - Измерительный преобразователь (ИП) — тех. средство с нормативными МХ, служащее для преобраз-я изм-мой вел-ны в др. вел-ну или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи.

О тличительные особенности:

- ИП или входит в состав какого-либо СИ или применяется вместе с каким-либо СИ

- сигнал на выходе ИП не может восприниматься наблюдателем (в отличие от измер-го прибора).

- основной метрологической хар-кой (МХ) ИП явл функция преобразования( ФП) - соотношение, устанавливающее связь между вх. и вых. вел-ми ( м.б. выражена формулой, графиком, табл).

Для категории СИ, охватывающей изм пр и ИП, прим термин " измерительное устройство".

Некоторые классификации ИП:

2.1 - По характеру преобразования: аналоговые, аналого-цифровые (АЦП), цифро-аналоговые (ЦАП)

2.2 - По месту в измерительной цепи: первичные (ПИП), промежуточные

Датчик — конструктивно обособленный П ИП.

Требования, предъявляемые к датчикам: - однозначная завис-сть вых-й вел от вх; - стабильность хар-к во времени; - выс чувств-сть; - мал размеры и масса; - отсутствие обратного возд-я на контр-й процесс и на контр-й пар-тр;- работа при разл-х усл экспл; - разл варианты монтажа.

2.3 - По назначению:

– для преобраз эл вел в эл вел (шунты, делители U, измерительные трансформаторы и др)

– для преобраз магн вел в эл (измерит-е катушки; феррозонды; преобраз., осн на эф.Холла, Гаусса, и др)

– для преобр неэл вел в эл (реостатные, ёмкостные, индуктивные, термо -, тензоП)

2.4 – По принципу преобразования: генераторные и параметрические

а) - генераторные (активного типа) – выходной вел-й явл э.д.с или заряд, функционально связанные с изм-й неэл вел (т.е изм-я вел преобраз-ся в э.д.с) – термоэл-е, индукционные, пьезоэл-е, гальванич-е

б) - параметрические ИП – в кот выходной вел явл пар-р эл ц (R, L, взаимная L, C, М), т.е изм-я вел обуславливает изменение параметров эл.ц (С,L, R…) - резистивные, индуктивные, ёмкостные

! При использ параметрических ИП необходим дополнительный источник питания.

2.5 - По выполняемым функциям - масштабные, передающие

Передающие ИП — для дистанционной передачи сигнала измер инф. Масштабный ИП - для изменения размера вел-ны или изм. сигнала в заданное число раз

2.6 – По физическому принципу действия: эл/м, мех, тепловые, акуст, опт, хим и др

 

3 -Измерительный прибор – СИ, предназ-е для выработки сигнала измер-й инф-ции в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Некоторые классификации изм. пр.:

3.1. По способу индикации значений изм-мой вел (получения рез-та изм):

- Показывающи е – допускающие только отсчитывание показаний значений изм. вел.

- Регистрирующие - в кот-х предусмотрена регистрация показаний (в аналоговой / цифровой формах).

3.2. П о способу опр-я значения изм вел (по методу изм): - пр. прямого действия и пр. сравнения - пр. прямого действия — в кот осущ-ся одно или несколько преобразований измеряемой вел-ны и значение её находится без сравнения с известной одноимённой вел - наиболее распростр.

3.3. По форме представления показаний: аналоговые и цифровые. - Аналоговые — показания которых (вых. сигнал) явл непрерывной функцией изменений изм-й вел-ны - Цифровые – авт-ски вырабатывающие дискретные сигналы измер инф-и(показания в цифр-й форме)

3.4. По действию (по типу вычисл-го устр-ва) - с уммирующие, интегрирующие - Сумм-е - показания функц-но связаны с ∑ 2х или неск вел-н, подводимых к нему по разл каналам - Интегрирующий — значение изм-мой вел-ны опред путем ее интегрирования по др. величинам

Для изм.пр обязательно д.б. нормированы хар-ки, оказывающие влияние на результат изм (МХ), напр, предельнодопустимая погрешность СИ и др (для аналоговых пр- ц.д. шкалы, диап изм шк; для ЦИП - выходной код, число его разрядов, номинальная цена ед-цы наименьшего разряда кода)

4 - Измерительная установка (ИУ) – - совокупность функционально объединенных мер, изм пр., ИП и др.устр, предназ-ная для изм одной или неск.ФВ и расположенная в одном месте

Примеры И У: - ИУ для изм уд. R электротехнических материалов;

- поверочная ИУ (применяемая для поверки); - эталонная ИУ (входящая в состав эталона)

Некоторые большие ИУ называют измерительными машинами.

5- Измерительная система (ИС) - совокупность функционально объединенных мер, изм.пр, ИП, ЭВМ и др. тех. средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью изм одной или нескольких ФВ, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. Некоторые классификации ИС:

5.1 - В завис от назнач - информационные (ИИС), контролирующие (ИКС), управляющие (ИУС)

- ИИС - для представления измер инфор в виде, необходимом потребителю - разновидн-ю ИИС явл измерительно-вычислительные комплексы (ИВК)

По числу измерительных каналов ИС подразделяются на одно-, 2х-, 3х- и многоканальные.

5.3 - По организации алгоритма функционирования различают ИС: - с заранее заданным алгоритмом работы, правила функционирования которых не меняются, поэтому они могут использ только для исследобъектов, раб-щих в постоянном режиме; - программируемые, алгоритм работы кот-х меняется по задан-й программе, составляемой в соотв с усл функционирования объекта исследования; - адаптивные, алгоритм работы которых, а в ряде случаев и структура, изменяются,приспосабливаясь к изменениям изм-х вел-н и условий работы объекта. ИС перестраиваемую в завис от изменения измер задачи, называют гибкой ИС (ГИС )

6 - Дополнительные понятия:

а) - Особую категорию СИ составляют стандартные образцы (СО) состава и свойств веществ иматериалов - СИ в виде вещества (материала), состав и свойства которого устанавливаются при метрологической аттестации (аттестуются по ГОСТ 8.316 -78).

Напр: СО свойств: образец твердости, образец цвета и др., и

СО состава: чистые металлы, образцы марки стали, газовые смеси и др.

б) - Индикатор – тех. средство/ вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо ФВ или превышения уровня ее порогового значения (осциллограф, нуль-индикатор, отвертка-индикатор).

в) - Средство сравнения – тех. ср-во или спец. создаваемая среда, посредством которых возможно выполнять сравнения друг с др. мер однородных величин или показания изм. приборов. Иногда тех. ср-во снабжается СИ, обеспеч-щим функцию сравнения (рычажн весы, температурное поле, давл. среды)

Компаратор – ср-во сравнения, предн-е для сличения мер однородных вел-н (комп. для сличения НЭ)

г) - Средства поверки - эталоны, поверочные установки и др СИ, применяемые при поверке в соответствии с установленными правилами.

д) Эталон - СИ (или комплекс СИ), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.