Презентация на тему Измерительные процессы и средства измерения

отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой

за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений).
Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины.
Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений — мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т. д.
Измерение физической величины включает в себя несколько этапов:
сравнение измеряемой величины с единицей;
преобразование в форму, удобную для использования (различные способы индикации).

эффект, положенное в основу измерений.
Измери́тельный преобразова́тель (ИП) — техническое

средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором.

приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в

соответствии с реализованным принципом измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.

Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

или неопределённость.
Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения

величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Существует несколько способов записи величины вместе с её абсолютной погрешностью.
Например, рекорд в беге на 100 метров, установленный в 1983 году, равен 9,930±0,005 с.
Измеренное значение постоянной Больцмана равно
1,380 6488(13)×10-23 Дж/К, что также можно записать значительно длиннее как 1,380 6488×10-23 ±0,000 0013×10-23 Дж/К.

преобразователь
Аналого-цифровой измерительный преобразователь
Цифро-аналоговый измерительный преобразователь

цепи:
Первичный измерительный преобразователь, датчик, детектор
Промежуточный измерительный преобразователь
По принципу действия

ИП делятся на генераторные (активные) и параметрические (пассивные).

для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и

иной по природе, например — пневматический сигнал;
законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.
датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости,

газы, пар). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.

давления, в составе которого
чувствительный элемент и приемник давления, схемы

вторичной обработки сигнала, различных по конструкции корпусных деталей и устройства вывода.
Основным отличием одних приборов от
других является точность регистрации давления, которая зависит от принципа преобразования
давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, емкостной, индуктивный, резонансный, ионнизационный.

давления выпускаются на основе чувствительных элементов, принципом которых является

измерение деформации тензорезисторов, сформированных в пленке кремния на подложке из сапфира (КНС), припаянной твердым припоем к титановой мембране.
Иногда вместо кремниевых тензорезисторов используют металлические: медные, никелевые, железные и др.

собой мембрану из монокристаллического кремния с диффузионными пьезорезисторами, подключенными

в мост Уитстона.
Чувствительным элементом служит кристалл ИПД, установленный на диэлектрическое основание с использованием легкоплавкого стекла или методом анодного сращивания.

конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Известны керамические или

кремниевые емкостные первичные преобразователи давления и преобразователи, выполненные с использованием упругой металлической мембраны. При изменении давления мембрана с электродом деформируется и происходит изменение емкости.
В элементе из керамики или кремния, пространство между обкладками обычно заполнено маслом или другой органической жидкостью.

на основе вибрирующего цилиндра, струнных датчиках, кварцевых датчиках, резонансных

датчиках на кремнии. В основе метода лежат волновые процессы: акустические или электромагнитные. Это и объясняет высокую стабильность датчиков и высокие выходные характеристики прибора.
Частным примером может служить кварцевый резонатор. При прогибе мембраны, происходит деформация кристалла кварца, подключенного в электрическую схему и его поляризация. В результате изменения давления частота колебаний кристалла меняется. Подобрав параметры резонансного контура, изменяя емкость конденсатора или индуктивность катушки, можно добиться того, что сопротивление кварца падает до нуля – частоты колебаний электрического сигнала и кристалла совпадают - наступает резонанс.

токов (токов Фуко). Чувствительный элемент состоит из двух катушек,

изолированных между собой металлическим экраном. Преобразователь измеряет смещение мембраны при отсутствии механического контакта.
В катушках генерируется электрический сигнал переменного тока таким образом, что заряд и разряд катушек происходит через одинаковые промежутки времени.
При отклонении мембраны создается ток в фиксированной основной катушке, что приводит к изменению индуктивности системы. Смещение характеристик основной катушки дает возможность преобразовать давление в стандартизованный сигнал, по своим параметрам прямо пропорциональный приложенному давлению.

ионизированных частиц. Аналогом являются ламповые диоды. Лампа оснащена двумя

электродами: катодом и анодом, - а также нагревателем.
В некоторых лампах последний отсутствует, что связано с использованием более совершенных материалов для электродов. Корпус лампы выполнен из высококачественного стекла.

вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени.

Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его называют расходомером со счетчиком.

можно условно разделить на приведенные ниже группы.

на использовании сужающего устройства (диафрагма, сопло, труба Вентури и

т.п.), создающего перепад давления, измеряемый дифференциальным манометром прямого или уравновешивающего преобразования.
В зависимости от принципа действия преобразователя расхода данные расходомеры подразделяются на шесть самостоятельных групп, внутри которых имеются конструктивные разновидности преобразователей.

Лекция 1

промышленных приборов для измерения расхода жидкости, газа и пара.

Они основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого сужающим устройством, в результате которого происходит преобразование части потенциальной энергии потока в кинетическую.
Имеется много разновидностей сужающих устройств.

Лекция 1

а), б) – стандартные диафрагмы
в) – стандартное сопло
г), д), е) – диафрагмы для измерения загрязненных веществ
ж) – двойная
з) – с входным конусом
и) – с двойным конусом
к) – сопло с сечением полукругом
л) – сопло с сечением четверть круга
м) – комбинированное
н) – цилиндрическое
о) – диафрагма с переменной площадью отвестия
п) – труба Вентури
р) – сопло Вентури
с) – труба Далла
т) – сопло Вентури с двойным сужением

расхода перепада давления, создаваемого гидравлическим сопротивлением.
Применяются подобные расходомеры преимущественно

для измерения малых расходов.

Лекция 1

у) – капиллярные трубки
ф) – сопротивление с шариковой набивкой

перепада давления, образующегося в закруглении трубопровода в результате действия

центробежной силы в потоке.

Лекция 1

х) – колено
ц) – кольцевой участок трубы

давления в зависимости от расхода в результате местного перехода

кинетической энергии струи в потенциальную.

Лекция 1

ч) – трубка Пито
ш) – дифференциальная трубка Пито
щ) – усредняющая по диаметру трубка
э) – кольцевая усредняющая вставка
ю) – напорное поворотное крыло с двумя отверстиями

преобразователь расхода, в котором сочетаются напорное и сужающее устройство.

Перепад давления в них создается как в результате местного перехода кинетической энергии струи в потенциальную, так и частичного перехода потенциальной энергии в кинетическую.

Лекция 1

я) – диафрагма и трубка Пито
α) – комбинация трубок Пито и Вентури
β) – сдвоенная трубка Вентури