Файл: Основные понятия метрологии. Классификация измерений и средств измерений. Принципы и методы измерений.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 740
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Эталоны классифицируют в зависимости от метрологического назначенияПервичный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью. Они составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений.Первичный эталон может быть:
Стандарт сопротивления исп.эффект Холла, мера стандарта – образцовые рез-торы, с большим удел.сопротивлением и малая завис-ть от температуры; мера индуктивности – образцовые катушкиВоспроизведение и передача размеров единиц электрических величинДля обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все существующие средства измерений одной и той же величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установочных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средства измерений.Воспроизведение единицы физической величины — это совокупность операций по материализации единицы физической величины с наивысшей в стране точностью посредством государственного эталона или исходного образцового средства измерений.Воспроизведение основной единицы — это воспроизведение единицы путем создания фиксированной по размеру физической величины в соответствии с определением единицы. Оно осуществляется с помощью государственных первичных эталонов.Воспроизведение производной единицы — это определение значения физической величины в указанных единицах на основании косвенных измерений других величин, функционально связанных с измеряемой.Передача размера единицы — это приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке или калибровке. Размер единицы передается «сверху вниз» — от более точных средств измерений к менее точным.Хранение единицы — совокупность операций, обеспечивающая неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерений.Прямая передача размеров единиц физических величин от эталонов рабочим средствам измерений затруднена из-за их большого парка, находящегося в работе. Поэтому необходима промежуточная категория средств измерений, предназначенная для реализации на практике этой передачи, — образцовые средства измерения.Образцовым средством измерений называется мера, измерительный прибор или преобразователь, утвержденные в качестве образцовых и служащие для поверки по ним других средств измерений. От образцовых средств измерений размеры единиц физических величин передаются далее рабочим мерам и измерительным приборам, т.е. рабочим средствам измерений.
Рабочими называют такие средства измерений, которые применяются для измерений, не связанных с передачей размера единиц.Обеспечение правильной передачи размера единиц физических величин во всех звеньях метрологической цепи осуществляется посредством поверочных схем.Поверочная схема — нормативный документ, который устанавливает соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим средствам измерений с указанием методов.Способы поверки средств измерений.Меры поверяются рядом методов:• измерением воспроизводимой мерой величины измерительными приборами соответствующего класса точности; в этом случае поверка часто называется градуировкой;• сличением с более точной мерой посредством компарирующего прибора: сличение мер с помощью компаратора осуществляется методами противопоставления или замещения — общим для этих методов поверки средств измерения является выработка сигнала о наличии разности размеров сравниваемых величин; если подбором образцовой меры этот сигнал будет сведен к нулю, то реализуется нулевой метод измерения;• калибровкой, когда с более точной мерой сличается лишь одна мера набора или одна из отметок шкалы многозначной меры.Поверка измерительных приборов проводится путем:• непосредственного сличения показаний поверяемого и некоторого образцового прибора при измерении одной и той же физической величины; основой данного метода служит одновременное измерение одного и того же значения величины поверяемым и образцовым средствами измерений; разность показаний этих приборов равна абсолютной погрешности поверяемого средства измерений;• непосредственного сравнения измеряемой величины и величины, воспроизводимой образцовой мерой соответствующего класса точности; значения величины на выходе меры выбираются равными оцифрованным отметкам шкалы прибора; наибольшая разность между результатами измерения и соответствующими им размерами мер является в этом случае основной погрешностью прибора.Важным при поверке является выбор оптимального соотношения между допускаемыми погрешностями образцового и поверяемого средства измерений.Измерительные преобразователи-средство измер., позволяющее преобраз. информацию из одного вида в другой; не взаимодействует с операторами.
-
Специальный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы в особых условиях (когда первичный эталон нельзя использовать, и прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью технически неосуществима) и заменяющий для этих условий первичный эталон. например, на высоких и сверхвысоких частотах. -
Государственный — это первичный (или специальный) эталон, признанный решением уполномоченного Государственного органа в качестве исходного на территории государства. Государственные эталоны создают, хранят и применяют центральные метрологические научные институты страны, а утверждает Госстандарт. Точность воспроизведения единицы должна соответствовать уровню лучших мировых достижений и удовлетворять потребностям науки и техники. Погрешности государственных первичных и специальных эталонов характеризуются неисключенной систематической погрешностью (НСП), случайной погрешностью и нестабильностью. Неисключенная систематическая погрешность описывается границами, в которых она находится; случайная погрешность определяется средним квадратическим отклонением результата измерений при воспроизведении единицы с указанием числа независимых измерений. Нестабильность эталона задается изменением размера единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, за определенный промежуток времени. -
Национальный — эталон, признанный официальным решением в качестве исходного для страны. -
Международный —эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
-
Эталон-свидетель служит для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты. В настоящее время только эталон килограмма имеет эталон-свидетель. -
Эталон-копия предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Он создается в случае необходимости проведения большого числа поверочных работ с целью предохранения первичного или специального эталона от преждевременного износа. Эталон-копия представляют собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он не всегда является его физической копией. -
Эталон сравнения применяется для взаимного сличения эталонов, которые по тем или иным причинам нельзя непосредственно сравнивать друг с другом (например, международные сличения эталонов). -
Рабочие эталоны предназначены для поверки образцовых и наиболее точных рабочих средств измерений. Передача размеров единиц физических величин от эталонов рабочим мерам и измерительным приборам осуществляется с помощью рабочих эталонов. Рабочие эталоны при необходимости подразделяются на 1-й, 2-й и т. д. разряды, определяющие порядок их соподчинения в соответствии с поверочной схемой.
Стандарт сопротивления исп.эффект Холла, мера стандарта – образцовые рез-торы, с большим удел.сопротивлением и малая завис-ть от температуры; мера индуктивности – образцовые катушкиВоспроизведение и передача размеров единиц электрических величинДля обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все существующие средства измерений одной и той же величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установочных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средства измерений.Воспроизведение единицы физической величины — это совокупность операций по материализации единицы физической величины с наивысшей в стране точностью посредством государственного эталона или исходного образцового средства измерений.Воспроизведение основной единицы — это воспроизведение единицы путем создания фиксированной по размеру физической величины в соответствии с определением единицы. Оно осуществляется с помощью государственных первичных эталонов.Воспроизведение производной единицы — это определение значения физической величины в указанных единицах на основании косвенных измерений других величин, функционально связанных с измеряемой.Передача размера единицы — это приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке или калибровке. Размер единицы передается «сверху вниз» — от более точных средств измерений к менее точным.Хранение единицы — совокупность операций, обеспечивающая неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерений.Прямая передача размеров единиц физических величин от эталонов рабочим средствам измерений затруднена из-за их большого парка, находящегося в работе. Поэтому необходима промежуточная категория средств измерений, предназначенная для реализации на практике этой передачи, — образцовые средства измерения.Образцовым средством измерений называется мера, измерительный прибор или преобразователь, утвержденные в качестве образцовых и служащие для поверки по ним других средств измерений. От образцовых средств измерений размеры единиц физических величин передаются далее рабочим мерам и измерительным приборам, т.е. рабочим средствам измерений.
Рабочими называют такие средства измерений, которые применяются для измерений, не связанных с передачей размера единиц.Обеспечение правильной передачи размера единиц физических величин во всех звеньях метрологической цепи осуществляется посредством поверочных схем.Поверочная схема — нормативный документ, который устанавливает соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона к рабочим средствам измерений с указанием методов.Способы поверки средств измерений.Меры поверяются рядом методов:• измерением воспроизводимой мерой величины измерительными приборами соответствующего класса точности; в этом случае поверка часто называется градуировкой;• сличением с более точной мерой посредством компарирующего прибора: сличение мер с помощью компаратора осуществляется методами противопоставления или замещения — общим для этих методов поверки средств измерения является выработка сигнала о наличии разности размеров сравниваемых величин; если подбором образцовой меры этот сигнал будет сведен к нулю, то реализуется нулевой метод измерения;• калибровкой, когда с более точной мерой сличается лишь одна мера набора или одна из отметок шкалы многозначной меры.Поверка измерительных приборов проводится путем:• непосредственного сличения показаний поверяемого и некоторого образцового прибора при измерении одной и той же физической величины; основой данного метода служит одновременное измерение одного и того же значения величины поверяемым и образцовым средствами измерений; разность показаний этих приборов равна абсолютной погрешности поверяемого средства измерений;• непосредственного сравнения измеряемой величины и величины, воспроизводимой образцовой мерой соответствующего класса точности; значения величины на выходе меры выбираются равными оцифрованным отметкам шкалы прибора; наибольшая разность между результатами измерения и соответствующими им размерами мер является в этом случае основной погрешностью прибора.Важным при поверке является выбор оптимального соотношения между допускаемыми погрешностями образцового и поверяемого средства измерений.Измерительные преобразователи-средство измер., позволяющее преобраз. информацию из одного вида в другой; не взаимодействует с операторами.
1) уровня сигнала:
-
делители -
аттенюаторы( входное и выходное сопротивления постоянны=>позволяет включать их каскадно) -
шунты
ИМ-измерит.механизм
-
переменного тока (меняют по уровню и форме) -
постоянного тока (масштабный преобраз.постоянного напряжения) -
дифференциальные (схема, используемая для усиления разности напряжений двух входных сигналов; в тех случаях, когда слабые сигналы можно потерять на фоне шумов. Примерами таких сигналов являются цифровые сигналы, передаваемые по длинным кабелям.) -
операционный (пост.или пременного тока в интегр.исполнении; усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления.) -
измерительный трансформатор(преобраз. уровень переменного сигнала, обычно sin; св-ва близки к св-ам идеального)
-
импульсные эл-ты схем -
функциональные преобраз-ли (преобр.мгновенные значения сопротивления) -
выпрямители, детекторы(в пост. напряж.преобраз.сигнал произв.формы)
-
смеситель частот -
умножитель и делитель частоты(увелич. и уменьш. частоты в целое число раз) -
детекторы
-
электромеханич.измерит. преобраз-ель