Основи метрології, взаємозамінності та стандартизації

Сукупність перетворюючих елементів засобу виміру, які забезпечують всі необхідні операції перетворення сигналу, називають вимірювальним ланцюгом засобу виміру.

Комплексні засоби виміру - засоби виміру, в яких процес вимірів завершується повністю. До них відносятся (Мал.1.) : вимірювальні прилади, вимірювальні установки і вимірювальні інформаційні системи.

Вимірювальним приладом (П) називають засіб вимірів, який призначений для опрацювання сигналу в формі, яка доступна для безпосереднього сприйняття вимірювальної інформації споглядачем, завдякуючи наявності відлікового пристрою (наприклад, шкала з показчиком, цифрове табло),

ВП і П об'єднують під загальною назвою - Вимірюючі пристрої.

Вимірювальною установкою називають сукупність функціонально об'єднаних засобів виміру (мір, ВП і П) і допоміжних пристроїв (стабілізуючих, перемикаючих та ін), які призначені для опрацювання сигналу у формі, яка задовільна для безпосереднього сприйняття вимірювальної інформації спостерігачем, і які розміщені в одному місці (наприклад, установка для випробування термопар, феромагнітних матеріалів).

Вимірювальна система - сукупність засобів вимірів і допоміжних пристроїв, з'єднаних між собою каналами зв'язку, які призначені для автоматичного збирання вимірювальної інформації і опрацювання сигналів в формі, яка сприйнятна для автоматичної обробки, передавання і (або) використання вимірювальної інформації в автоматизованих системах управління.

Вимірювальні системи є різновидом інформаційно - вимірювальних систем (ІВС), до яких відносяться також системи розпізнання образів . ІВС можуть входити в склад автоматизованих систем управління.

 

 

Вимірювальні системи різноманітні по призначенню, принципу дії, метрологічних експлуатаційних характеристиках. Тому класифікаційних признаків існує дуже багато , Розглянемо найбільш загальні з них.

У відповідності до форми вимірювальної інформації, яка є у вихідних сигналах вимірювальних приладів, їх підрозділюють на аналогові і цифрові.

Аналоговим називається прилад, інформативний параметр вихідного сигналу якого є фізичним аналогом вимірювальної величини (інформативного параметру вхідного сигналу). Наприклад, переміщення рухомої частини пружинного манометра - аналог вимірювального тиску.

Цифровим називається прилад, у якого вихідний сигнал є цифровим, тобто утримує інформацію про значення вимірювальної величини, яка закодована в цифровому коді. Показання аналогових приладів також цифрові, але їх аналогові вихідні сигнали квантує і кодує в цифровому коді сам спостерігач в процесі зчитування показань по шкалі, тоді як в цифровому приборі ці операції здійснюються автоматично.

Вимірювальний прилад, який допускає тільки зчитування показань, називається показуючим, а прилад, в якому передбачена автоматична фіксація вимірювальної інформації - регіструючим.

В залежності від форми регістрації регіструючі прилади підрозділяють на самопишучі і друкуючі. Самопишучий прилад (самописець) записує вимірювальну інформацію в аналоговій формі у вигляді діаграми, а друкуючий - здійснює друк вимірювальної інформації в цифровій формі.

В залежності від вигляду значень вхідного сигналу, тобто його інформативного параметру, який є вимірювальною величиною, розрізняють прилади миттєвих або інтегральних (діюче. середнє, середнє по модулю) значень, а також інтегруючі і сумуючі. Інтегруючий прилад інтегрує вхідну величину по часові або по іншій незалежній змінній. Наприклад, лічильник електричної енергії інтегрує потужність по часові.

Сумуючим називається прилад, показання якого функціонально зв'язані з сумою двох або декількох величин, що підводяться до нього по різних каналах; наприклад, витратомір, який призначений для вимірювання сумарної витрати газу декількох трубопроводів (використовувачів).

Класифікаційний признак, яким є вимірювальна величина, відображається у найменуванні вимірювального приладу (наприклад, вологомір або гігрометр, висотомір або альтиметр, частотомір, манометр, калориметр, ампереметр, вольтметр і т.д.), тобто у найменуванні відображена одиниця вимірювальної величини.

По методах, що використовуються у вимірювальних перетвореннях, вимірювальні прилади можна розділити на прилади прямого перетворення і зрівноваження.

Вимірювальні ланцюги приладів прямого перетворення складаються із перетворювачів, з'єднаних послідовно (Мал.2.) або паралельно. Вимірювальні ланцюги приладів зрівноважуючого перетворення мають (Мал.3.) ланцюг зворотнього зв'язку (зрівноваження) і поділяються на ланцюги зі статичним, астатичним і розгорнутим зрівноваженням.

Вимірювальні прилади по способу порівняння вимірювальної величини з мірою поділяються на прилади безпосередньої оцінки і прилади порівняння. Прилади безпосередньої оцінки, як правило, градуюються заздалегідь в одиницях вимірювальної величини. Отож, міра приймає участь в процесі градуювання, а не при вимірах.В приладах порівняння міра виступає невід'ємною частиною кожного процесу виміру. У вимірювальних ланцюгах приладів безпосередньої оцінки можуть бути використаними: метод прямого перетворення або змішаного, тобто поєднання прямого і зрівноважуючого перетворень. У вимірювальних ланцюгах приладів порівняння використовується метод зрівноважуючого перетворення.

 

 

 Вважається, що результати вимірів повинні бути відображеними в узаконених одиницях і повинні мати точність, що вимагається, яка при інших рівних умовах визначається характеристиками засобів виміру, що використовуються. Тому всі ЗВ підлягають державній і відомчій повірці, яка полягає в контролі іх характеристик, головним чином метрологічних, на відповідність вимогам НТД і у визначенні їх придатності до використання за призначенням.

ЗВ, які використовуються для виконання різноманітних вимірів, але які не служать для повірки інших ЗВ, називаються робочими засобами вимірів.

Зразковими називаються ЗВ, які служать для повірки інших ЗВ і офіційно затверджені в якості зразкових (наприклад, зразкова міра, зразковий вимірювальний прилад, перетворювач). До зразкових ЗВ відносяться також зразкова