- •А. А. Кузнецов, о. Б. Мешкова, т. А. Тигеева
- •Методы и средства измерений,
- •Испытаний и контроля
- •Омск 2009
- •Основы метрологии – науки об измерениях
- •Термины и определения
- •Основы теории передачи единиц физических величин
- •1.2.1. Виды поверок
- •1.2.2. Поверочные схемы
- •1.3. Методы поверки
- •1.3.1. Метод непосредственного сравнения
- •1.3.2. Метод сравнения с помощью компаратора
- •1.3.3. Метод косвенных измерений
- •1.4. Межповерочные интервалы
- •1.5. Процедура утверждения типа
- •Общие сведения об измерениях
- •2.1.Термины в области измерений
- •2.2. Классификация средств измерений
- •Основы теории погрешностей измерения
- •Систематические погрешности, их обнаружение и исключение
- •Компенсация систематической погрешности в процессе измерения
- •Случайная погрешность
- •Прямые измерения с многократными наблюдениями
- •Погрешность прямых однократных измерений
- •3.5.1. Однократное измерение с точным оцениванием погрешности
- •3.5.2. Однократное измерение с приближенным оцениванием погрешности
- •Погрешность косвенных измерений
- •Погрешности шкальных приборов
- •Измерительные преобразователи
- •4.1.Метрологические характеристики измерительных преобразователей
- •Приборы и методы измерения электрических величин
- •Измерения неэлектрических величин
- •Методы измерения параметров движения
- •6.1.1. Методы измерения перемещения и скорости
- •6.1.2. Тахометры
- •6.1.3. Методы измерения ускорений
- •Методы измерения вибрации
- •6.2.1. Индукционный датчик виброметра
- •6.2.2. Вихретоковый датчик вибраций и перемещений
- •6.2.3. Пьезоэлектрические акселерометры
- •6.3. Методы измерения расхода жидкостей и газов
- •6.3.1. Измерение расхода по перепаду давления
- •6.3.2. Объемные методы измерения расхода
- •6.4. Методы измерения давления
- •6.4.1. Методы и средства измерения давления
- •6.4.2. Виды конструкций чувствительного
- •Измерение вакуума
- •Измерение температуры
- •6.7. Методы измерения уровня заполнения резервуаров
- •Методы измерения концентрации вещества
- •Кондуктометрический метод измерения концентрации газов
- •Кондуктометрический метод измерения влажности
- •7.3. Магнитный метод измерения концентрации газов
- •7.4. Анализаторы газовой смеси по ее теплопроводности
- •7.5. Спектроскопия
- •Часть 1
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
Измерения неэлектрических величин
Методы измерения параметров движения
Основные параметры механического движения – перемещение, скорость и ускорение – связаны между собой, как известно, простейшими дифференциальными зависимостями. Это свойство параметров движения широко используется при построении аппаратуры для их измерения. Часто прибор для измерения какого-либо параметра движения имеет предварительный преобразователь, реагирующий на другой параметр, легче поддающийся измерению, а искомая величина получается путем применения интегрирующих или дифференцирующих звеньев в цепи дальнейшего преобразования (в датчике, измерительной цепи или указателе). Способы измерения параметров движения могут быть разбиты на две основные группы [16].
К первой группе относятся способы, основанные на осуществлении непосредственного контакта между движущимся объектом и системой, принятой за неподвижную. Контакт не обязательно должен быть механическим, он может быть создан оптическими, акустическими, радио и другими методами. Естественно входной величиной таких приборов является перемещение.
Вторая группа способов не требует осуществления непосредственного контакта с неподвижной системой, принятой за начало отсчета. Приборы этой группы называются инерциальными, и их естественной входной величиной является ускорение.
Приборы для измерения вибрационных перемещений называются виброметрами. Приборы для измерения скорости и ускорения – велосиметрами и акселерометрами. Как и всякий измерительный прибор, виброметры и акселерометры не должны заметным образом искажать измеряемый процесс. Иначе говоря, датчики этих приборов по возможности не должны увеличивать массу и изменять собственную частоту колебательной системы объекта измерения.
6.1.1. Методы измерения перемещения и скорости
При измерении транспортного перемещения (пути) прибегают к суммированию дискретных значений этого перемещения, определяемых длиной окружности колеса машины. Чаще всего в таких случаях с прокатываемым по земле основным или дополнительно установленным колесом связывают контактный или индукционный преобразователь, вырабатывающий импульсы за каждый оборот колеса (или за его дробную часть). Эти импульсы затем суммируются в указателе. Указателем в таком случае может служить электромеханический счетчик или какой-либо другой регистратор [16].
Аналогичные методы применяются и для измерения перемещений конвейеров, прокатываемых лент, проволоки и др.
Иначе измеряется путь, пройденный летящим телом (например, космической ракетой). В этом случае нельзя осуществить контакт с неподвижной системой отсчета (за исключением радиолокационных методов) и измерение пути производится инерциальными приборами посредством двойного интегрирования, действующего на датчик ускорения.
Скорость поступательного движения можно определить, продифференцировав измеренный путь или проинтегрировав ускорение этого движения. Наиболее простым способом дифференцирования является применение индукционных преобразователей.
Так же, как при измерении пути, при измерении скорости линейное движение предварительно преобразуется во вращательное, воспринимаемое датчиками. Широкое распространение для измерения скорости получили различного рода тахометры.