Слайд 2
Измерением называют совокупность действий, выполняемых с помощью специальных
средств, с целью нахождения численных значений измеряемой величины в
принятых единицах измерения.
Целью измерения является получение значения физической величины, характеризующей контролируемый объект.
Слайд 3
Основное уравнение измерений
Х= q [X]
где X –
физическая величина,
[X] – принятая для нее
единица измерения,
q — числовое значение физической величины в принятых единицах измерения.
Слайд 4
Измерительное преобразование – это установление однозначного соответствия между
размерами двух величин: преобразуемой (входной) и преобразованной в результате
измерения (выходной).
Множество размеров входной величины, которая преобразуется с помощью технического устройства, называют диапазоном преобразований.
Слайд 5
В зависимости от видов физических величин измерительные преобразования
делятся на три группы.
Первая группа представляет собой величины, которые
определяют отношения: «слабее — сильнее», «мягче — тверже», «холоднее — теплее» и др.
Такой величиной является, например, скорость ветра. Их называют отношениями порядка или отношениями эквивалентности.
Слайд 6
Ко второй группе относятся величины, для которых отношения
порядка определяются не только между значениями величин, но и
их диапазоном, т. е. разностью значений крайних величин.
Например, разность диапазона температур от плюс 5 до плюс 10 0С и разность диапазона температур от плюс 20 до плюс 25 °С равны. В данном случае отношение порядка величин плюс 25 °С теплее, чем плюс 10 0С, а отношение порядка разности крайних значений первых величин соответствует разности крайних значений вторых величин.
Слайд 7
Третья группа характеризуется тем, что с величинами возможно
выполнение операций, подобных сложению и вычитанию (свойство аддитивности).
Например,
такая физическая величина, как масса: два предмета каждый массой 0,5 кг, поставленные на одну чашу рычажных весов, на другой чаше уравновешиваются гирей массой 1 кг.
Слайд 8
Виды измерений
1. По способу получения результата измерения делятся
на:
а) прямые — это непосредственное сравнение физической величины с
ее единицей,
б) косвенные измерения - искомое значение устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определенной функциональной зависимостью,
Слайд 9
Различают шесть методов прямых измерений:
• метод непосредственной оценки,
при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству
измерительного прибора,
например, давление — пружинным манометром, массу — на весах, электрический ток — амперметром;
Слайд 10
• метод сравнения с мерой, где измеряемую величину
сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой,
например, измерение массы с помощью рычажных весов уравновешиванием гирей; измерение напряжения постоянного тока — компенсатором, сравнивая с ЭДС параллельного элемента;
Слайд 11
• метод дополнения, где значение измеряемой величины дополняется
мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на
прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению;
Слайд 12
• дифференциальный метод характеризуется измерением разности между измеряемой
величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой.
Данный метод позволяет
получать результат высокой точности даже при использовании относительно примитивных средств;
Слайд 13
• нулевой метод аналогичен дифференциальному, но разность между
измеряемой величиной и мерой сводится к нулю;
Слайд 14
• метод замещения — метод сравнения с мерой,
в которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой,
например, взвешивание с поочередным размещением измеряемого объекта и гирь на одну и ту же чашу весов.
Слайд 15
в) совокупные измерения основываются на решении системы уравнений,
составляемых по результатам одновременных измерений нескольких одноименных величин,
г)
совместные измерения — это одновременное измерение двух или нескольких неодноименных физических величин для определения зависимости между ними.
д) динамические измерения связаны с такими величинами, которые изменяют свой размер во времени.
Слайд 16
2. По числу измерений величины различают:
а) однократные измерения
— когда одно измерение соответствует одной величине, т. е.
число измерений равно числу измеряемых величин,
б) многократные измерения — когда число измерений превышает число измеряемых величин.
Слайд 17
3. По характеру результата измерения делятся на:
а) абсолютные
измерения - это такие, при которых используют прямое измерение
одной (иногда нескольких) основной величины и значение физической константы,
б) относительные измерения — это установление отношения измеряемой величины к одноименной величине, применяемой в качестве единицы.
4. По условиям проведения измерения делятся на:
а) равноточные,
б) неравноточные.
Слайд 18
Виды средств измерений
Средством измерений (СИ) называют техническое средство
(или их комплекс), используемое при измерениях и имеющее нормированные
метрологические характеристики.
В отличие от таких технических средств, как индикаторы, предназначенных для обнаружения физических свойств (компас, лакмусовая бумага, осветительная электрическая лампочка), СИ позволяют не только обнаружить физическую величину, но и измерить ее, т.е. сопоставить неизвестный размер с известным.
Слайд 19
СИ в простейшем случае производят две операции:
-
обнаружение физической величины;
- сравнение неизвестного размера с известным
или сравнение откликов на воздействие известного и неизвестного размеров.
Отличительными признаками СИ являются:
1) «умение» хранить (или воспроизводить) единицу физической величины;
2) неизменность размера хранимой единицы.
Слайд 20
СИ можно классифицировать по двум признакам:
1) конструктивное
исполнение;
2) метрологическое назначение.
По конструктивному исполнению СИ подразделяют на:
1)
меры;
2) измерительные преобразователи;
3) измерительные приборы;
4) измерительные установки;
5) измерительные системы.
Слайд 21
Мера — это средство измерения, предназначенное для воспроизведения
или хранения физической величины заданного размера (гири, концевые меры
длин и др.)
- однозначные меры
- многозначные меры
- набор мер
- магазин мер
Слайд 22
Измерительный преобразователь — это техническое средство, предназначенное для
выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи,
дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (термопары, измерительные транс-форматоры и усилители, преобразователи давления).
Слайд 23
Измерительные приборы — средства измерений, предназначенные
для переработки сигнала измерительной информации в другие формы, доступные
для непосредственного восприятия наблюдателем.
Приборы прямого действия Приборы сравнения
Слайд 24
По степени индикации значений измеряемой величины измерительные приборы
подразделяют на показывающие и регистрирующие.
Показывающий прибор допускает только
отсчитывание показаний измеряемой величины (микрометр, аналоговый или цифровой вольтметр).
Слайд 25
В регистрирующем приборе предусмотрена регистрация показаний — в
форме диаграммы, путем печатания показаний
(термограф, разрывная машина с
пишущим элементом, измерительный прибор, сопряженный с ЭВМ, дисплеем и устройством для печатания показаний).
Слайд 26
Измерительные системы и установки — это совокупность функционально
объединенных автоматизированных или автоматических средств измерения, предназначенных для измерения
одной или нескольких физических величин объекта измерений.
Слайд 27
Измерительные принадлежности — вспомогательные средства, используемые для обеспечения
необходимых условий чтобы выполнить измерения с требуемой точностью.
Слайд 28
По метрологическому назначению средства измерений делятся на
-
рабочие средства измерения
- эталоны.
Рабочие СИ (РСИ) предназначены для
проведения технических измерений.
По условиям применения они могут быть:
1) лабораторными, используемыми при научных исследованиях, проектировании технических устройств, медицинских измерениях
(требования — повышенная точность и чувствительность);
Слайд 29
2) производственными, используемыми для контроля характеристик технологических процессов,
контроля качества готовой продукции, контроля отпуска товаров
(требования —
повышенная стойкость к ударно-вибрационным нагрузкам, высоким и низким температурам;);
Слайд 30
3) полевыми, используемыми непосредственно при эксплуатации таких технических
устройств, как самолеты, автомобили, речные и морские суда и
др.
(требования — повышенная стабильность в условиях резкого перепада температур, высокой влажности).
Слайд 31
Эталоны являются высокоточными СИ, а поэтому используются для
проведения метрологических измерений в качестве средств передачи информации о
размере единицы.
Передача размера осуществляется в процессе поверки СИ.
Целью поверки является установление пригодности СИ к применению.
Слайд 32
Метрологические свойства СИ — это свойства, влияющие на
результат измерений и его погрешность.
Показатели метрологических свойств являются
их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками.
Слайд 33
Все метрологические свойства средств измерений можно разделить на
две группы:
1) свойства, определяющие область применения СИ;
2) свойства, определяющие
правильность и прецизионность (точность) результатов измерения.
К основным метрологическим характеристикам, определяющим свойства первой группы, относятся
- диапазон измерений и
- порог чувствительности.
Слайд 34
Диапазон измерений — область значений величины, в пределах
которых нормированы допускаемые пределы погрешности.
Значения величины, ограничивающие диапазон
измерений снизу или сверху (слева и справа), называют соответственно нижним или верхним пределом измерений.