Средством измерения

6.5.1. Последовательное включение корректирующих устройств. В соответствии с этим способом коррекции nocj едовательно со средством измерений вклю-шется корректирующий преобразователь, как это показано на 6.11. Здесь ?! (s) и За (s) — передаточные функции корректируемого СИ и корректирующего феобразователя. Результирующая передаточная функция такого соединения )удет

действия Авз появлятся вследствие обмена энергией между средством измерений и объектом измерений или между соединенными между собой средствами измерений. Для средств измерений элек-т шческих величин исходными данными, позволяющими рассчитать эту погрешность, являются нормируемые входное ZBX (/со) и: выходное ZBbIX (/со) полные сопротивления.

2) расчетное определение характеристик инструментальной погрешности измерений, производимых любым средством измерений данного типа, причем в качестве модели такой погрешности принимается модель вида

Одним из важных процессов, влияющих на погрешности измерения, является взаимодействие между объектом измерения и аодключаемым к нему средством измерений, а также между СИ, соединяемыми между собой. При этом в результате обмена энергией между объектом и СИ и между подключенными друг к другу средствами измерений происходит изменение значения величины, подлежащей измерению, и, следовательно, появление соответствующей составляющей погрешности измерений. Например, на погрешность измерения температуры объекта при помощи термопар или термометров сопротивления влияет обмен энергией между объектом и преобразователем. Причем этот обмен может быть двусторонним. Температура объекта в результате может либо понизиться, либо повыситься. То же происходит и с другими СИ, при работе которых происходит обмен энергией с объектом измерений.

Поверка методом образцовых приборов ( 11.8) заключается в том, что на поверяемый прибор подается некалиброванный скгнал, значение которого автоматически (или вручную) устанавливает отсч*тное устройство прибора на поверяемую отметку шкалы. Это значение сигнала измеряется образцовым средством измерений. Значение сигналов с отсчетнзго устройства к образцового прибора обрабатывается в ЭВМ с целью вычисления метрологических характеристик поверяемого прибора. В такой установка могут поверяться и измерительные преобразователи. Тогда на вход преобразователя подаются сигналы, указанные в нормативной документации на поверяем ли преобразователь. Естественно, что при отсутствии автоматического отсчетною устройства указатель на поверяемую отметку шкалы устанавливает оператор. Он же должен ввести в ЭВМ и значения поверяемого параметра в данной точке) шкалы. На практике уровень автоматизации поверочных работ должен определяться тщательным технико-экономическим анализом. Оптимальным будет такой 1ыбир методов поверки, когда при снижении затрат на проведение поверки повысится качество поверки средств измерений. Точность поверочных установок зависит от их конкретной структуры и использованных при оценке точности методах поверки. Для примера определим точность автоматической установки для поверки приборов, структурная схема которой приведена на 11.9. (ПСИ — поверяемое средство измерений, ОУ — автоматическое отсчетное устройство, ИС •— источник сигналов, НП — нормализующий преобразователь, Д0 — делитель, ИОН — источник образцовых напряжений, АЦП — аналого-цифровой преобразователь, УР — устройство регистрации. Предполагаем, что ИОН генерирует стабильное напряжение или другой сигнал, устанавливающий указатель прибора на поверяемую отметку шкалы. Значение погрешности А при поверке прибора в 1-й точке шкалы может быть определено из соотношения

Измерительный преобразователь (ИП) — это средство измерений, предназначенное для преобразования входного измерительного сигнала (измеряемой величины) в выходной сигнал, более удобный для дальнейшего преобразования, передачи, обработки вычислительными устройствами или хранения, но непригодный для непосредственного восприятия наблюдателем. В отличие от измерительного преобразователя измерительный прибор является средством измерений, вырабатывающим выходной сигнал в форме, позволяющей наблюдателю непосредственно воспринять значение измеряемой физической величины.

Быстродействие. Под быстродействием понимают число измерений (для прибора) или преобразований (для АЦП и ЦАП), выполняемых средством измерений с нормированной погрешностью за единицу времени (чаще всего за секунду).

Быстродействие. Под быстродействием понимают число измерений (для прибора) или преобразований (для АЦП и ЦАП), выполняемых средством измерений с нормированной погрешностью за единицу времени (чаще всего за секунду).

Отличие процедуры, реализуемой средством измерений, представленным на 10.2, б заключается в том, что после формиро-

Следует различать погрешность средства измерений и погрешность измерения этим же средством измерений. В общем случае значения этих погрешностей могут не совпадать. Это зависит главным образом от того, производится ли единичное измерение или многократные наблюдения, каково значение измеряемой величины по отношению к верхнему пределу измерений прибора (если сопоставляются погрешности измерений с погрешностью прибора, отнесенной к верхнему пределу). Однако научные и методологические основы погрешностей измерений и погрешностей средств измерений имеют много общего и более детально рассматриваются в гл. XIII.

Средства измерений. Средством измерений (СИ — не путать с аббревиатурой системы СИ) называют техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики. Средства измерений в соответствии с ГОСТ 22261—82 должны удовлетворять следующим группам требований: техническим; техники безопасности; правилам приемки; методам испытаний.

Термопары. Они являются наиболее распространенным средством измерения температуры. Термоэлектродвижущая сила (термо-э. д. с.) на зажимах термопары прямо пропорциональна разности температур горячего и холодного спаев и зависит от применяемых металлов и сплавов. Первые четыре термопары, приведенные в табл. 7-1, принадлежат к стандартным типам (ГОСТ 3044—77). Платино-платинородиевая термопара (в состав платинородия входит 90% платины и 10% родия) отличается химической стойкостью к окислительной среде, восстановительная среда разрушающе действует на платину. Составы других сплавов: хромель содержит 90% Ni и 10% Сг; алюмель — 1% Si, 2% А1, 43,5% Fe, 2% Мп, осталь, ное — Ni; копель — 56,6% Си и 43,5% Ni. Наибольшее распространение при измерении температуры до 600 °С получила термопара хромель—копель типа ТХК, имеющая высокую термо-э. д. с. и малую инерционность. При измерении более высоких температур

Образцовым средством измерения называется измерительный прибор, служащий для поверки рабочих средств измерений. В свою очередь, рабочим называется средство, применяемое для измерений, не связанных с передачей размеров единиц. Рабочее средство, таким образом, не может быть использовано для градуировки или калибровки других средств измерений, а предназначено только для проведения измерений конкретных физических величин.

Аналого-цифровой преобразователь может быть отдельным средством измерения или применяться в качестве неотъемлемой части цифрового измерительного прибора (ЦИП), обобщенная структурная схема которого изображена на 10.1. В состав ЦИП входят: АП — аналоговый преобразователь; АЦП — аналого-цифровой преобразователь; ВУ — вычислительное устройство; У И — устройство индикации; У У — устройство управления. Аналоговые преобразователи применяются для масштабирования, а также преобразования одних величин в другие с определенной интенсивностью, распределением во времени или пространстве. В частности, АП могут применяться для преобразования напряжения или силы переменного тока в напряжение постоянного тока, сопротивления или силы постоянного тока в напряжение постоянного тока, активных и пассивных величин во временной интервал или частоту следования импульсов, а также различных величин в угловое или линейное перемещение.

Особенность построения приборов для измерений неэлектрических величин обусловлена необходимостью обеспечения метрологической совместимости при сопряжении первичного преобразователя с нелинейной функцией преобразования (каким является в общем случае первичный преобразователь) с электрическим средством измерения, для которого характерна линейная зависимость показания от значения входной величины. В аналоговых измерителях неэлектрических величин нелинейность первичного преобразователя компенсируется градуировкой шкалы, которая в этом случае будет нелинейной. Если необходимо обеспечить линейную шкалу, применяют различные конструк-торско-технологические или структурные методы. Примером применения первых из них может служить использование в автоматических приборах уравновешивания (см. 19.3...19.5) реохордов с изменяющимся шагом намотки по длине каркаса, применение специального профиля каркаса при равномерной намотке либо специального профиля кулачка в приборах, собранных по схеме 19.6.

Аналого-цифровой преобразователь может быть отдельным средством измерения или применяться в качестве неотъемлемой части цифрового измерительного прибора (ЦИП), обобщенная структурная схема которого изображена на 10.1. В состав ЦИП входят: АП — аналоговый преобразователь; АЦП — аналого-цифровой преобразователь; ВУ — вычислительное устройство; У И — устройство индикации; УУ— устройство управления. Аналоговые преобразователи применяются для масштабирования, а также преобразования одних величин в другие с определенной интенсивностью, распределением во времени или пространстве. В частности, АП могут применяться для преобразования напряжения или силы переменного тока в напряжение постоянного тока, сопротивления или силы постоянного тока в напряжение постоянного тока, активных и пассивных величин во временной интервал или частоту следования импульсов, а также различных величин в угловое или линейное перемещение.

Особенность построения приборов для измерений неэлектрических величин обусловлена необходимостью обеспечения метрологической совместимости при сопряжении первичного преобразователя с нелинейной функцией преобразования (каким является в общем случае первичный преобразователь) с электрическим средством измерения, для которого характерна линейная зависимость показания от значения входной величины. В аналоговых измерителях неэлектрических величин нелинейность первичного преобразователя компенсируется градуировкой шкалы, которая в этом случае будет нелинейной. Если необходимо обеспечить линейную шкалу, применяют различные конструк-торско-технологические или структурные методы. Примером применения первых из них может служить использование в автоматических приборах уравновешивания (см. 19.3...19.5) реохордов с изменяющимся шагом намотки по длине каркаса, применение специального профиля каркаса при равномерной намотке либо специального профиля кулачка в приборах, собранных по схеме 19.6.

нениях результатов измерения одной и той же величины в неизменных условиях одним и тем же средством измерения, одним и тем же наблюдателем. Следовательно, и результат измерения х также является случайной величиной и может характеризоваться математическим ожиданием М [X] и дисперсией DJX] (или среднеквадратическим отклонением а = + ]/ D[X]. Численные значения этих параметров находятся путем многократных измерений (наблюдений) в течение интервала времени Т. Отсюда следует, что измерения должны быть статистическими и обрабатываться методами теории вероятностей.

Человек-оператор, проводящий измерения (субъект измерения) с его 'психофизиологическими свойствами должен рассматриваться с позиций преобразования измерительной информации, выдаваемой тем или иным средством измерения и воспринимаемой им.

Заметим, что систематические погрешности могут быть связаны с каждым из элементов процесса измерений: несовершенством модели объекта измерения, несовершенством метода, средством измерения, изменением внешних условий, личными качествами наблюдателя.

Тензометрические методы являются основным средством измерения деформаций в натурных конструкциях ВВЭР. Они также применяются при исследовании напряжений на моделях из натурных и низкомодульных материалов. Измерения в этих методах имеют дискретный характер, и норма погрешности, как правило, задается в пространстве Z,2> что соответствует заданию среднеквадратичной величины погрешности. В тензо-метрических методах возможна постановка системы измерений, когда норма погрешности может задаваться в пространстве С, но это представляет значительные технические трудности.

Влияющая физическая величина — физическая величина, непосредственно не измеряемая средством измерения, но оказывающая влияние на него или на объект измерения таким образом, что это приводит к искажению результата измерения. Так, например, при измерении параметров транзистора влияющей величиной может быть температура, если эти параметры зависят от температуры.

Поверка осуществляется сличением с образцовым средством измерения средней мощности ОКГ 1-го разряда на одной из длин волн (0,49 или 0,63 мкм) спектрального диапазона и поэлементной аттестацией на границах спектрального диапазона поверяемого прибора. Методика поверки изложена в техническом описании.