Лекция №3 Средства измерений и их характеристики.
Средствами измерений называют технические устройства, используемые при измерении и имеющие нормированные метрологические характеристики.
Нормированные – значит утвержденные официальными организациями, т.е. заводом-изготовителем, или организациями Госстандарта.
Метрологические – значит влияющие на точность измерения.
Классификация средств измерений.
по функциональному назначению:
меры
измерительные преобразователи
измерительные приборы
измерительные системы
информационно-измерительные системы (ИИС).
Меры – средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера (метр, гиря). Меры бывают однозначные и многозначные.
Однозначные – аршин, одиночная гиря и т.п.Многозначные – складной метр, магазин сопротивлений, набор разновесов и т.п.
Измерительные преобразователи– это средства измерений предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но не поддающиеся непосредственному восприятию наблюдателя. Отличительной чертой преобразователя является отсутствие отсчетного устройства, но наличие разъема.
Измерительные приборы– это средства измерений, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Отличительной чертой измерительных приборов является наличие отсчетного устройства
.
Существуют средства измерений, сочетающие в себе свойства приборов и преобразователей. Они называются измерительными приборами с преобразователями.
Измерительные преобразователи и приборы бывают аналоговыми (непрерывными) и цифровыми (дискретными).
Измерительные приборы могут оснащаться дополнительными устройствами. В зависимости от этого они бывают:
показывающие (дополнительных устройств нет)
сигнализирующие
регистрирующие (самопишущие)
регулирующие
Измерительные приборы и преобразователи по месту расположению в цепи измерения бывают первичными (в цепи стоят первыми, воспринимают измеряемую величину), промежуточные (нормирующие, масштабирующие), вторичные (располагаются на щите или на пульте оператора, предназначенные для представления оператору информации в удобной форме).
Измерительная система– это совокупность средств измерений необходимая для проведения конкретных измерительных экспериментов.
Информационные измерительные системы– это совокупность средств измерений на основе микропроцессорной или другой вычислительной техники, которая используется для одновременного измерения и обработки сигналов по многим каналам. Результат обработки представляется в удобном для оператора виде. ИИС работает по фиксированному алгоритму.
по точности измерений:
технические
образцовые
эталонные
Технические средства измерений находятся непосредственно на рабочих местах и используются на технологических линиях, т.е. в производственных условиях
образцовые средства измерений используются для поверки технических средств измерений. Поверка – это определение соответствия средств измерений их паспортным данным. Образцовые средства измерений различают по категориям (низшей, средней, высокой и высшей точности)
Эталонные средства измерений служат для поверки образцовых. Они бывают рабочие и государственные. Образцовые средства измерений находятся в цехах КИП или учреждениях Госстандарта. Эталонные средства измерений находятся только в специальных учреждениях Госстандарта России.
Свойства средств измерений.
Под свойствами будем понимать метрологические средства измерений.
статическая характеристика– это зависимость показаний прибора (выходного сигнала преобразователя) от измеряемой (входной) величины в установившемся режиме.
Y
Статическая характеристика может быть линейной (желательно!) и нелинейной.
Нелинейная характеристика нежелательна оттого, что метрологические характеристики будут меняться в зависимости от показаний прибора.
На графике показана Xк– конечная отметка шкалы,Xн– начальная отметка шкалы
По статической характеристике определяется
S– чувствительность. Для
линейных средств измерений этот
показатель – постоянная величина.
Чувствительность определяется у
измерительных приборов. Та же самая
величина у преобразователей
называется
коэффициентом передачи.
вариация показаний– это максимальная разность показаний прибора при одном и том же значении измеряемой величины. При поверке определяется как разность при прямом и обратном ходе.
основная погрешность– допускается в средствах измерений при нормальных условиях эксплуатации. За нормальные принимаются паспортные условия.
дополнительная погрешность– появляется при отклонении условий эксплуатации от нормальных.
класс точности– обобщенная метрологическая характеристика, которая определяется пределами основной и дополнительной погрешности. Класс точности присваивается заводом-изготовителем или организацией Госстандарта России. Численно класс точности равен максимально приведенной относительной погрешности.
– конечная отметка шкалы
– начальная отметка шкалы
– диапазон шкалы
– максимальная абсолютная погрешность,
определяемая при поверке.
Класс точности присваивается из стандартного ряда (1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0)*10n
n= -2; -1; 0.
Для некоторых видов измерения расхода максимальный класс точности равен 0,3.
Если максимальная приведенная погрешность равна 0,8, то класс точности присваивается 1,0.
Основные понятия теории автоматического управления. Понятие звена и системы.
Система– означает составленное из частей. Система имеет входные и выходные характеристики.
Система– это совокупность элементов образующих единство и находящихся во внутренних отношениях и связях. При создании систем управления решаются две задачи ТАУ (теория автоматического управления).
анализ – здесь изучаются свойства отдельных элементов.
синтез – здесь строятся системы с оптимальными свойствами.
При решении этих задач удобно пользоваться структурными схемами или блок-схемами.
Основным элементом структурной схемы является звено.
Графическое изображение звена.
Звено – это узел, где происходит преобразование входной величины в выходную величину.