Мірою називається засіб вимірювання, призначений для відтворення фізичної величини заданого розміру із заданою точністю (наприклад вимірювальна котушка опору, конденсатор, гиря). Набір мір – це спеціально дібраний комплекс мір для відтворення ряду однойменних величин різного розміру. Прикладами набору мір є магазини опорів, ємностей та ін.

Електровимірювальним приладом називають засіб електричних вимірювань, призначений для вироблення сигналів вимірювальної інформації у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем, наприклад амперметр, вольтметр, ватметр.

Вимірювальними перетворювачами називають засоби електричних вимірювань, призначені для вироблення сигналів вимірювальної інформації у формі, зручній для передачі, подальшого перетворення, обробки і (або) зберігання, але такій, що не підлягає безпосередньому сприйняттю спостерігачем. Вимірювальні перетворювачі можна поділити на такі: 1) перетворювачі електричних величин в електричні, наприклад шунти, подільники напруги, трансформатори; 2) перетворювачі неелектричних величин в електричні, наприклад термоелектричні термометри, терморезистори, індуктивні перетворювачі.

Електровимірювальна установка складається з ряду засобів вимірювань (мір, вимірювальних приладів, вимірювальних перетворювачів) і допоміжних пристроїв, розташованих в одному місці. (Допоміжні засоби вимірювання – засоби вимірювання, що впливають на метрологічні властивості іншого засобу вимірювання.) Такі установки дають змогу виконувати більш складні і більш точні вимірювання, ніж за допомогою окремих вимірювальних приладів. Електровимірювальні установки широко використовуються, наприклад для перевірки і градуювання електровимірювальних приладів й випробувань магнітних матеріалів.

Вимірювально інформаційні системи являють собою сукупність засобів вимірювань і допоміжних пристроїв, з’єднаних між собою каналами зв’язку. Вони призначені для автоматичного добування вимірювальної інформації від ряду джерел, а також для її передачі та обробки.

Еталони

Еталони займають особливе (найвище) місце серед мір.

Еталон одиниці – засіб вимірювання (або комплекс засобів вимірювань), який забезпечує відтворення і збереження одиниці з метою передачі її розміру нижчестоячим за повірочною схемою засобам вимірювання, виконаний за особливою специфікацією і офіційно затверджений як еталон.

Еталонвідтворює одиницю вимірювання з найвищою точністю – метрологічною.

Метрологічна точність – найвища точність, яка досягається сучасним станом вимірювальної техніки.

Зразкові міри і прилади мають встановлену, але меншу ніж метрологічна точність.

Первинні еталони

Якщо еталон відтворює одиницю з найвищою в країні точністю, він називається первинним. Первинні еталони основних одиниць відтворюють одиницю відповідно до її визначення.

Спеціальний еталон відтворює одиницю в особливих умовах і замінює в цих умовах первинний еталон. Наприклад, Державний спеціальний еталон одиниці напруги змінного струму в діапазоні частот 100…1500 МГц, який замінює в цьому діапазоні первинний еталон.

Первинний або спеціальний еталон, офіційно затверджений як вихідний для країни, називається державним. На кожний з них затверджується державний стандарт (ДСТ).

Вторинні еталони

У вимірювальній практиці широко використовують вторинні еталони – це еталони, значення яких встановлюються за первинними еталонами. Вторинні еталони є частиною підлеглих засобів зберігання одиниць і передачі їх розміру. Вони створюються і затверджуються в тих випадках, коли це необхідно для організації повірочних робіт та для забезпечення збереження і якнайменшого зносу державного еталону.

За своїм метрологічним призначенням вторинні еталони поділяються на еталони-свідки, еталони порівняння, еталони-копії, робочі еталони.

Еталон-свідок – вторинний еталон, призначений для перевірки збереження державного еталона і для його заміни у разі втрати або псування. Еталон-свідок застосовується лише тоді, коли державний еталон є невідтворним.

Еталон порівняння – вторинний еталон, вживаний для звірення еталонів, які із тих або інших причин не можуть бути безпосередньо звірені один з одним.

Еталон - копія – вторинний еталон, призначений для передачі розмірів одиниць робочим еталонам. Він не завжди є фізичною копією державного еталона.

Робочий еталон – вторинний еталон, вживаний для передачі розміру одиниці зразковим засобам вимірювання вищої точності і в окремих випадках – найточнішим робочим засобам вимірювання.

Державні еталони зберігаються в метрологічних інститутах країни. Для проведення робіт з державними еталонами призначаються особливі відповідальні особи – учені хранителі еталонів. Вторинні еталони використовуються в метрологічних інститутах та інших крупних органах Державної метрологічної служби.

Окрім національних еталонів одиниць фізичних величин, існують міжнародні еталони, які зберігаються в Міжнародному бюро мір та ваг. Програмою діяльності Міжнародного бюро передбачені систематичні звіряння національних еталонів найбільших метрологічних лабораторій різних країн з міжнародними еталонами і між собою. Електричні еталони (вольта і ома) звіряються раз в три роки.

Найвищу точність мають еталони часу і частоти. Державний еталон частоти і часу відтворює одиницю з відносною похибкою близько 10^-13.

Міжнародне бюро мір і ваг (фр. Bureau international des poids et mesures) - міжнародна організація із визначення стандартів, одна з трьох заснованих у 1875 внаслідок прийняття метричної конвенції з метою затвердження і підтримки міжнародної системи одиниць.

Міжнародне бюро мір і ваг було створене 20 травня 1875 як результат підписання метричної конвенції - угоди між 51 країнами. Воно розташоване в Павільйоні де Бретей в Севрі, Франція і має екстериторіальний статус.

Міжнародне бюро мір і ваг виконує функцію підтримування однакових значень одиниць СІ в усьому світі. Воно здійснює це через низку консультативних комітетів, членами яких є метрологічні лабораторії держав, членів метричної конвенції, та через власні лабораторії.

Бюро виконує дослідження в області вимірювань, організує порівняння національних стандартів і проводить відповідні калібровки. Зокрема, Бюро проводить роботу з визначення стандарту точного часу: UTC.

Види вимірювань. Методи вимірювань

Види вимірювань

Залежно від способу одержання результату вимірювання класифікують за видами на прямі, непрямі, сукупні і сумісні.

Рис. 1

1) Прямим вимірюванням називають вимірювання, при якому числове значення фізичної величини знаходять за допомогою приладів. Наприклад, вимірювання напруги вольтметром.

2) Вимірювання, при якому шукане значення фізичної величини обчислюють за формулою називають непрямим вимірюванням. Непрямі вимірювання також характерні для електрорадіовимірювань. Наприклад, визначення потужності розсіювання резистора за виміряними значеннями струму і напруги або резонансної частоти контура за наслідками прямих вимірювань ємності та індуктивності контура, визначення опору за формулою , після прямих вимірювань напруги і струму.

3) При сукупних вимірюваннях одночасно вимірюють декілька однойменних величин, а їх шукані значення знаходять рішенням системи рівнянь, отриманих при прямих вимірюваннях різних сполучень цих величин. Наприклад, вимірювання, при яких розміри ємностей набору конденсаторів знаходять за відомим значенням ємності одного конденсатора і за наслідками прямих порівнянь розмірів ємностей різних сполучень конденсаторів.

4) Сумісні вимірювання полягають в одночасному вимірюванні двох або кількох неоднойменних величин для знаходження залежності між ними. Прикладом сумісних вимірювань може служити визначення залежності опору провідника від температури ( ).

Методи вимірювань

Вимірювання класифікують за методами, що використовуються.

Метод вимірювання – це спосіб експериментального визначення значення фізичної величини, тобто сукупність використаних при вимірюваннях фізичних явищ і засобів вимірювань.

Рис. 2

Як видно з схеми, методи вимірювання поділяються на метод безпосередньої оцінки і метод порівняння з мірою.

1) Метод безпосередньої оцінки – полягає у визначенні значення фізичної величини за відліковим пристроєм вимірювального приладу прямої дії, вимірювання напруги вольтметром. Цей метод є найпоширенішим, але його точність залежить від точності вимірювального приладу.

2) При методі порівняння з мірою величина, що вимірюється, порівнюється з величиною, відтвореною мірою. Точність методу порівняння з мірою може бути вищою, ніж точність методу безпосередньої оцінки, але при цьому ускладнюється процес вимірювання.

Розрізняють наступні різновиди методу порівняння з мірою:

а) диференціальний метод – на вимірювальний прилад впливає різниця вимірюваної величини і відомої величини, відтвореної мірою (вимірювання електричного опору неврівноваженим мостом).

б) нульовий метод – результуючий ефект дії величин на прилад порівняння доводиться до нуля (вимірювання електричного опору врівноваженим мостом).

в) метод заміщення – величина, що вимірюється заміщається відомою величиною, відтвореною мірою (вимірювання електричного опору з почерговим включенням опору який вимірюється та регульованого зразкового опору в одне і теж саме плече моста).

Вказані методи визначають принципи побудови засобів вимірювання.

Питання для самоконтролю

1. Як класифікують засоби вимірювань?

2. Яке призначення еталона?

3. Як класифікують еталони?

4. Як класифікують вимірювання (за видами, за методами)?

5. Як класифікують похибки вимірювання?

Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Следующая