Навигация
Різновиди засобів вимірювальної техніки за функціональним призначенням
54655
знаков
3
таблицы
11
изображений
1.4.2. Різновиди засобів вимірювальної техніки за функціональним призначенням
За функціональним призначенням розрізняють три різновиди ЗВТ: засоби вимірювань, вимірювальні пристрої і еталони (рис.1.3).
Засіб вимірювань - засіб вимірювальної техніки, який реалізує процедуру вимірювань.
Вимірювальний пристрій - засіб вимірювальної техніки, в якому виконується лише одна із складових частин процедури вимірювань (вимірювальна операція).
Рис. 1.3. Класифікація засобів вимірювальної техніки
Визначення еталона і його різновиди наведені в підп. 1.4.3.
Засоби вимірювань поділяють на вимірювальні прилади, кодові засоби вимірювань, реєструвальні засоби вимірювань, вимірювальні канали, вимірювальні системи і вимірювальні інформаційні системи.
Вимірювальний прилад - засіб вимірювань, в якому створюється візуальний сигнал вимірювальної інформації.
Класифікація вимірювальних приладів наведена в підп. 1.4.4.
Кодовий засіб вимірювань (аналого-цифровий перетворювач) - засіб вимірювань, в якому створюється кодовий сигнал вимірювальної інформації.
На наш погляд (на відміну від ДСТУ 2681-94), поняття кодового засобу вимірювання і аналого-цифрового перетворювача (АЦП) не є ідентичними. Перше з них значно ширше, ніж друге, оскільки поняття коду (і кодового сигналу) значно ширше за поняття цифрового коду. Тому АЦП слід віднести до вимірювальних пристроїв. Крім того, в такому розумінні кодові засоби вимірювань охоплюють цифрові вимірювальні прилади, і останні треба розглядати як різновид кодових засобів вимірювань.
Реєструвальний засіб вимірювань - засіб вимірювань, в якому реєструється сигнал вимірювальної інформації.
Реєструвальні ЗВ забезпечують можливість автоматичного документування результатів вимірювань шляхом їх запису в аналоговій формі (самописні ЗВ, наприклад сейсмографи, барографи, світлопроменеві осцилографи) або друкування в цифровій формі (наприклад, цифрові вимірювальні прилади, сполучені з цифродрукувальним пристроєм). При цьому може відображатися залежність вимірюваної величини у функції часу (наприклад, перехідний процес в електричному колі) або у функції іншої величини (частотні характеристики динамічних об’єктів та ін.).
Вимірювальний канал - сукупність засобів вимірювальної техніки, засобів передавання і зберігання інформації та інших технічних засобів, функціонально об’єднаних для створення сигналу вимірювальної інформації про одну вимірювану фізичну величину.
Вимірювальна система - сукупність вимірювальних каналів, окремих засобів вимірювальної техніки, засобів збирання, передавання і зберігання інформації та інших технічних засобів, функціонально об’єднаних для створення сигналів вимірювальної інформації про декілька вимірюваних фізичних величин.
Вимірювальна інформаційна система - сукупність вимірювальних каналів, окремих засобів вимірювальної техніки, контролю і діагностики, засобів збирання, передавання, зберігання і обробки інформації, інших технічних засобів, функціонально об’єднаних для створення сигналів вимірювальної та інших видів інформації.
Відзначимо, що в науково-технічній літературі використовуються різноманітні терміни, подібні до вимірювальної системи або до вимірювальної інформаційної системи, наприклад: вимірювальна установка, вимірювально-обчислювальна система, вимірювально-обчислювальний комплекс, вимірювальна контролююча система, вимірювальна керуюча система. Усі вони, по суті, є різновидом вимірювальних систем та вимірювальних інформаційних систем і забезпечують автоматизацію процесів вимірювання, обробки і відображення результатів вимірювання, контролю і діагностики, а іноді введення вимірювальної інформації в автоматизовані системи управління.
Вимірювальні пристрої за функціональним призначенням поділяють на міри, компаратори, вимірювальні перетворювачі і обчислювальні компоненти.
Міра фізичної величини - вимірювальний пристрій, що реалізує відтворення та (або) зберігання фізичної величини одного або декількох заданих значень.
Розрізняють однозначні і багатозначні міри, набори і магазини мір.
Однозначною називається міра, яка відтворює фізичну величину одного значення (наприклад, нормальний елемент, зразкова котушка опору). Багатозначна міра забезпечує відтворення фізичної величини декількох значень (наприклад, штрихова міра довжини, конденсатор змінної ємності).
У ряді випадків для розширення можливостей відтворення фізичної величини різних значень використовують набори однозначних мір, різні комбінації яких дозволяють одержати потрібне значення фізичної величини. Прикладом набору мір є набори плоско паралельних кінцевих мір довжини. Якщо набір мір конструктивно об’єднаний в єдиний блок, то він називається магазином мір (наприклад, магазин електричних опорів, магазин індуктивностей, магазин ємностей).
Окремим видом мір є стандартні зразки.
Стандартний зразок - міра у вигляді речовини або матеріалу зі встановленими в результаті метрологічної атестації значеннями однієї або декількох фізичних величин, що характеризують властивості або склад цієї речовини чи матеріалу.
Розрізняють стандартні зразки властивостей і стандартні зразки складу.
Компаратор - вимірювальний пристрій, що реалізує операцію порівняння однорідних фізичних величин.
Компаратори можуть виконуватися у вигляді технічних засобів або спеціально створених середовищ. Вони широко використовуються не тільки у вимірювальних приладах, але й для звіряння еталонів і мір однорідних фізичних величин або ж показів вимірювальних приладів, наприклад: компаратор електрорушійної сили; частотний компаратор; температурне поле, що створюється термостатом для звіряння показів термометрів; рідина з відомою густиною, яка використовується для звіряння ареометрів і т.д. Компаратори, строго кажучи, не є класичними ЗВТ, тому вони не мають загальноприйнятих метрологічних характеристик. Їх основною характеристикою є чутливість або поріг чутливості. Одночасно вони істотно впливають на точність виконуваних за їх участю вимірювань, оскільки результати порівняння часто становлять основу для прийняття рішення про метрологічну справність ЗВТ при повірках. Компаратори конструктивно можуть виконуватися у вигляді автономних приладів. У цьому випадку їм надають букво-цифрове позначення, наприклад, компаратор частоти типу Ч7-12.
Вимірювальний перетворювач - вимірювальний пристрій, що реалізує операцію вимірювального перетворення.
Поняття вимірювального перетворення використовується в усіх без винятку галузях вимірювальної техніки, ставши одним з основних початкових положень. Вимірювальні перетворення складають етапи вимірювального процесу ‑ від сприйняття фізичної величини до формування і подання її числового значення в тій чи іншій формі. З цієї точки зору можна виділити такі основні операції одержання і передавання вимірювальної інформації:
а) первинне сприйняття і виділення вимірюваної фізичної величини з одночасним формуванням сигналу вимірювальної інформації;
б) функціональне перетворення сигналу вимірювальної інформації;
в) подання вимірювальної інформації у тій чи іншій формі сповіщення (число, кодовий сигнал, діаграма і т.д.).
Послідовне перетворення вимірювальних сигналів є практично єдиним методом, на основі якого може бути побудований будь-який вимірювальний канал (приладу, установки або системи). Тому вимірювальний канал можна подати як ланцюг вимірювальних перетворювачів. Такий підхід в основному і використовується як при аналізі, так і при синтезі вимірювальних каналів ЗВТ.
Вимірювальні перетворювачі знаходять самостійне застосування, а також як основні компоненти входять до складу інших ЗВТ. Вони поділяються на різновиди за двома ознаками: за місцем у вимірювальному ланцюзі та за видом здійснюваного перетворення. За першою ознакою розрізняють первинні й вторинні (проміжні) вимірювальні перетворювачі.
Первинний вимірювальний перетворювач (сенсор) - вимірювальний перетворювач, який першим взаємодіє з об’єктом вимірювання.
Первинні вимірювальні перетворювачі, конструктивно відособлені від ЗВТ і установлені на об’єктах вимірювання, що розміщуються на відстані від пристрою обробки, відображення і реєстрування вимірювальної інформації, називають датчиками (наприклад, датчик температури, датчик вібрації, датчик іонізуючого випромінювання тощо).
Вимірювальні перетворювачі, що здійснюють проміжні перетворення вимірювальної інформації, тобто розташовані у вимірювальному каналі після первинного перетворювача, називають вторинними вимірювальними перетворювачами.
Вимірювальні перетворювачі, які виконують лінійне змінювання (зменшення або збільшення) значення фізичної величини у визначену кількість разів, називають масштабними вимірювальними перетворювачами. До них належать подільники напруги, додаткові резистори та шунти, підсилювачі та атенюатори, вимірювальні трансформатори струму і напруги.
За видом перетворення сигналів вимірювальної інформації вимірювальні перетворювачі розділяють на аналогові, аналого-цифрові і цифроаналогові перетворювачі (АЦП і ЦАП відповідно).
Аналогові вимірювальні перетворювачі перетворюють аналоговий сигнал в інший аналоговий сигнал, однорідний або різнорідний з початковим (вхідним) сигналом (наприклад, амплітудний детектор перетворює амплітуду змінної напруги в пропорційну постійну напругу, термоелектричний перетворювач - температуру в електричну напругу). АЦП здійснює перетворення аналогового сигналу в цифровий код, наприклад двійковий. ЦАП служить для зворотної операції перетворення - цифрового коду в безперервну напругу або струм.
Якщо вимірювальний перетворювач виконується у вигляді автономного блока (модуля), то йому присвоюється відповідно букво-цифрове позначення, наприклад, підсилювач У3-28, АЦП Ф-7070 і т.д.
Обчислювальний компонент ЗВТ (числовий вимірювальний перетворювач) - вимірювальний пристрій, що є сукупністю засобу (засобів) обчислювальної техніки та програмного забезпечення і виконує обчислювальні операції процедури вимірювань.
Обчислювальний компонент можна розглядати як різновид вимірювальних перетворювачів за видом здійснюваного перетворення, що є доцільним при оцінці похибок вимірювальних каналів.
Інколи не обов’язково знати числове значення вимірюваної величини, яке характеризує ту чи іншу властивість об’єкта або явища, а досить виявити якимось чином цю властивість. Для даної мети використовують індикатори.
Індикатор - технічний пристрій або речовина, який за наявності певної властивості об’єкта чи явища створює відповідний сигнал інформації.
Індикатори не належать до ЗВТ, але окремі види ЗВТ можуть використовуватися як індикатори. Наприклад, магнітний компас - індикатор напруженості магнітного поля, освітлювальна електрична лампа - індикатор електричної напруги, лакмусовий папір - індикатор активності іонів водню в розчинах. Таким чином, за допомогою індикаторів установлюється тільки наявність вимірюваної фізичної величини, тобто тієї чи іншої властивості об’єкта або явища. У цьому відношенні індикатори відіграють ту саму роль, що й органи чуттів людини, але значно розширюють їх можливості. Оскільки індикатори мусять лише реагувати на виявлення певних властивостей навколишнього світу, то найважливішою їхньою технічною характеристикою є поріг реагування (або поріг чутливості). Чим він менший, тим слабкіше проявлення контрольованої властивості реєструється індикатором. Деякі сучасні індикатори володіють дуже малими порогами чутливості, які знаходяться на рівні фонових полів і власних шумів апаратури.
Для технічної реалізації процесу вимірювання звичайно потрібні не тільки ЗВТ, а й інші технічні засоби, їх іноді називають допоміжними. Серед них виділяють вимірювальне приладдя, яке безпосередньої участі в одержанні числового значення результату вимірювання не бере, але опосередковано впливає на похибки вимірювання. До приладдя, наприклад, належать пристрої для контролю і підтримки певних умов вимірювання (температури, тиску, газового складу), противібраційні фундаменти, пристрої екранування від електромагнітних полів тощо.
Похожие работы
... так і повний опір у високочастотних колах, де починає впливати поверхневий ефект. На другому етапі процесу вимірювання, після визначення ФМ ОВ, виконується вибір і обґрунтування методу вимірювання і засобу (засобів) вимірювальної техніки, виходячи з необхідності забезпечення потрібної похибки вимірювання. Метод вимірювання - це сукупність способів використання засобів вимірювальної техніки та ...
... дипломного проекту. Рисунок 3.1 – Схема електрична структурна пристрою контролю середнього значення кутової швидкості 4. Розробка принципової схеми комп’ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом 4.1 Аналіз лінійного фотоприймача Фотоелектричні перетворювачі площа-напруга (ППН) використовуються у багатьох пристроях, таких як перетворювач ...
... ./ “_____”_________2009р. Виконавець Студент групи x /xxxxxx./ “_____”____________2009р. Харків 2009 ЗАТВЕРДЖЕНО xxx.03077-01 12 01-1-ЛЗ ВІРТУАЛЬНИЙ ВИМІРЮВАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС НА БАЗІ УЧБОВОГО ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДУ EV8031 Текст програми xxxxx.03077-01 12 01-1 Аркушів _48_ Харків 2009 ЗМІСТ 1 ТЕКСТ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕСПЕЧЕННЯ ...
... виході мікроконтролера в рівні RS-232 використовується відповідний перетворювач, як це наведено на структурній схемі. 3. Розробка електричної принципової схеми комп’ютерного засобу вимірювання тиску і температури у кліматичній камері Електрична принципова схема розробленого пристрою наведена у графічній частині курсового проекту. Пристрій розрахований на підключення двох перетворювачів, але ...
0 комментариев