Тема 1.3 Метрологическое обеспечение измерений

Метрологическое обеспечение измерений. Под метрологическим обеспечением измерений понимают установление и применение научных и организационных основ и правил с целью обеспечения единства и требуемой точности измерений. Научные основы разрабатывает метрология, а организационные основы и правила осуществления измерений обеспечивает метрологическая служба, представляющая собой структуру государственных и ведомственных метрологических органов, деятельность которых направлена на обеспечение единства измерений. В Республике Беларусь метрологическую службу возглавляет Государственный комитет по стандартизации, метрологии и сертификации (сокращенно Госстандарт Республики Беларусь).

Метрологическая служба решает следующие типы задач:

1. научная – занимается разработкой общей теории измерений, эталонов и образцовых средств измерений; совершенствование системы единиц;

2. практическая – осуществляет производство и выпуск средств измерений, их поверки и государственные испытания;

3. законодательная – разрабатывает общие правила, требования и нормы, нуждающиеся в контроле со стороны государства и направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений.

Метрологический надзор за средствами измерений

>|'о деятельность органов метрологической службы, на- НИйНhi иная на обеспечение единообразия средств измерений.

< К ионными формами метрологического надзораза сред- ■ ниши и 1мсрений, находящимися в обращении, являются:

I) поверка средств измерений - совокупность операций,

И!hiнемых органами государственной метрологической служ-

|Ц| и I уГи.ектами хозяйствования с целью определения и под- 11И■(•■•■ п иия соответствия средства измерений установленным фНииыппям. Она является важнейшей областью практического н|н1М1 пения метрологии.

При поверке происходит сравнение показаний измери-

н 11 прибора с показаниями образцового прибора. Для этого

и | \ же величину измеряют дважды: сначала поверяемым, а

(ним образцовым прибором, находят разность между соответст- тми показаниями, т.е. рассчитывают погрешность измере­нии 11ока '..шин образцового прибора с учетом поправки считают

Hi I IIIIIII.IMM.

11 операцию поверки входят также:

• предварительный внешний осмотр;

• проверка исправности прибора;

• проверка комплектации.

• роки и методы поверки строго регламентируются норма- iiiiHiHM тисументацией. Результаты поверки оформляются в виде и'i.i По окончании поверки делают выводы о пригодно-

ш нрнпира к дальнейшему использованию.

Раздел 2 Измерения

Тема 2.1. Общие вопросы электрорадиоизмерений

Классификация электрорадиоизмерительных приборов.

Электрорадиоизмерительные приборы классифицируются:

1. по методу измерения:

• приборы непосредственной оценки, показывающие числовое значение измеряемой величины;

• приборы сравнения;

2. по способу выдачи результатов измерения:

• показывающие (с визуальным отсчётом);

• регистрирующие (самопишущие и печатающие);

• интегрирующие (суммирующие значения за определённый промежуток времени);

3. по принципу действия:

• электромеханические (магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические)

• электронные (аналоговые - показания которых являются непрерывной функцией измеряемой величины, и цифровые - показания которых представляются в цифровой форме);

4. по назначению (или по типу измеряемой величины) на 20 основных групп, например: А – амперметры, В – вольтметры, Г – генераторы, Е – приборы для измерения параметров цепей с сосредоточенными постоянными, Л – приборы для измерения параметров диодов, транзисторов и микросхем, М – приборы для измерения мощности, Ф – фазометры, Ч – частотомеры, С – приборы для наблюдения и исследования формы сигналов и измерения их параметров.

Технические и метрологические характеристики средств измерений. К техническим характеристикам средств измерений относятся:

1. назначение (для измерения каких физических величин);

2. область применения (диапазон и пределы измерений);

3. характеристики чувствительности:

• чувствительность – способность прибора реагировать на изменение измеряемой величины

S=∆α/∆x,

где ∆α – изменение положения указателя относительно шкалы,

∆х – изменение измеряемой величины, вызвавшее перемещение указателя;

• порог чувствительности - наименьшее изменение входной величины, способное вызвать заметное изменение показания прибора;

• постоянная прибора (цена деления). Для приборов, градуированных в мм, ее значение чувствительности:

С=1/S;

• надёжность средства измерения.

К метрологическим характеристикам средств измерений относятся характеристики, оказывающие влияние на результат и погрешность измерений:

1. характеристики погрешности (абсолютная, относительная, приведенная, основная, дополнительные погрешности);

2. собственная потребляемая мощность от измеряемой цепи (чем она меньше, чем точнее измерения);

3. входное сопротивление (входной импеданс) – сопротивление измерительного прибора со стороны его входных зажимов. Чтобы меньше влиять на измеряемую цепь, средства измерений должны иметь как можно большее активное входное сопротивление и возможно меньшую входную ёмкость.

Структурные схемы измерительных приборов прямого преобразования и сравнения. Структурная схема измерительных приборов прямого преобразования (рисунок 2.1) предусматривает одно или несколько последовательных преобразований сигнала измерения Х в одном направлении, т.е. без применения обратной связи. Входной сигнал Х_n воздействует на измерительное устройство ИУ.

Рисунок 2.1: ИП – измерительный преобразователь; ИУ – измерительное устройство, для которого определяется принадлежность прибора к той или иной классификационной группе (аналоговый или цифровой, показывающий или регистрирующий)

Измерительные приборы сравнения предназначены для непосредственного сравнения измеряемой величины Х с известной величиной, воспроизводимой с помощью меры или набора мер. Схема сравнения (рисунок 2.2) осуществляет сравнение входного сигнала Х с сигналом Х_м, поступающим от меры. Разностный сигнал ∆Х на ее выходе по цепи прямого преобразования передаётся к ИУ, а по цепи обратного преобразования обеспечивает изменение сигнала Х_м, реализуя одну из модификаций метода сравнения, например при нулевом методе добиваются нулевых показаний ИУ, т.е. компенсируют Х и Х_м (∆Х=0).

Цепь прямого преобразования

Цепь обратного преобразования Рисунок 2.2