Основные понятия об измерениях и измерительных устройствах

1.

1
Лекция № 5
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИ ОБ
ИЗМЕРЕНИЯХ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
УСТРОЙСТВАХ

2.

2
План лекции:
1. Основные метрологические
понятия
2. Единицы и размерности физических
величин
3. Основные понятия об измерениях
4. Погрешности измерений
5. Государственная система приборов
(ГСП)

3.

1.ОСНОВНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
3
Метрология — наука об измерениях,
методах и средствах обеспечения их единства и
способах достижения требуемой точности.
Измерение — это нахождение значения
физической величины с помощью специальных
технических средств;
Единство измерений — это состояние
измерений, при котором их результаты выражены
в узаконенных единицах и погрешности
измерений известны с заданной вероятностью.
Точность измерений — это качество
измерений, отражающее близость их результатов
к истинному значению измеряемой величины.

4.

4
Измерительная информация — это сигнал
измерительной информации о значениях
измеряемых физических величин, функционально
связанных с измеряемой физической величиной.
Средство измерений — техническое
средство, используемое при измерениях и
имеющее нормированные метрологические
свойства.
Измерительный прибор — средство
измерений, предназначенное для выработки
измерительной информации в форме, доступной
для непосредственного восприятия
наблюдателем.

5.

5
Эталон единицы физической величины —
средство измерений или комплекс средств
измерений, обеспечивающий воспроизведение
и (или) хранение единицы физической
величины в целях передачи ее размера
нижестоящим по поверочной схеме средствам
измерений, выполненное по особой
спецификации и официально утвержденное в
установленном порядке в качестве эталона.
Поверка средств измерений — определение
метрологическим органом погрешностей
средств измерений и установление их
пригодности к применению.

6.

2. ЕДИНИЦЫ И РАЗМЕРНОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
6
Свойства окружающего нас мира представляются в виде
различных физических величин, основных единиц
— метр, килограмм, секунда, ампер, термодинамическая
температура Кельвина , количество вещества ,
две дополнительные (угловые)
— радиан и стерадиан и ряд производных.
Физическая величина — это свойство, общее в
качественном отношении многим объектам, но в
количественном отношении индивидуальное для каждого
объекта.
Единица физической величины — это физическая
величина, которой по определению придано значение,
равное единице.

7.

7
МЕРА – это вещественное воспроизведение
единицы физической величины, аттестованное
определенным метрологическим учреждением
МЕТР – расстояние между двумя штрихами
на платиновом стержне
КГ – цилиндр из платино-иридиевого
сплава

8.

8
3. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ
Основное уравнение измерения имеет вид:
Q A n
где Q – измеряемая физическая величина,
n – мера (единица измерения),
A – численное значение измеряемой величины.

9.

9
КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ:
По метрологическому
назначению
Технические
(с помощью рабочих
приборов )
Метрологические
(с помощью
эталонных
приборов)

10.

По приемам получения
результатов
Прямые
Результат
получается
путем
непосредств.
сравнения
измеряемой
величины
с мерой
Косвенные
10
Совместные
Измеряемая
Искомые
величина
физич.
определяется значения
величин
на основании
находят из
результатов
решения
прямых
системы
измерений
уравнений,
других величин, полученных
при
функционально
прямых
связанных с
измерениях
искомой

11.

11
Точность измерений – качество измерений,
отражающее близость их результатов к
истинному значению измеряемой величины.
Статическое измерение – измерение
физической величины, принимаемое в
соответствии с конкретной измерительной
задачей за неизменную на протяжении времени
измерения.
Динамическое измерение – измерение
изменяющейся по размеру физической
ввеличины.

12.

12
Статическая характеристика – это
зависимость выходного сигнала (показания
прибора) от входного измеряемого сигнала в
статическом режиме работы. Эта
зависимость должна быть линейной
Диапазон измерения прибора (рабочая часть
шкалы) - область допустимых значений
измеряемой величины
Верхним пределом измерения называется
наибольшее значение этого диапазона

13.

13
Порогом чувствительности
называется наименьшее изменение измеряемой
величины, способное вызвать уверенно
фиксированное изменение показаний прибора
Принято считать равным порогу
чувствительности половину цены деления
Ценой деления
называется разность значений измеряемых
величин, соответствующим двум соседним
отметкам шкалы

14.

14
4. ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ
Отклонение результата измерения от
действительного значения измеряемой
величины обусловлено погрешностями
СРЕДСТВ, МЕТОДОВ и МЕТОДИКИ измерений
АБСОЛЮТНОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ ПРИБОРА
называется разность между показанием
прибора Хп и истинным (или действительным)
значением измеряемой величины Х :
Xп X

15.

15
ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ прибора
называется отношение в процентах его
абсолютной погрешности к истинному
значению измеряемой им величины:
100%
X
ПРИВЕДЕННОЙ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ
погрешностью прибора называется отношение
в процентах его абсолютной погрешности к
нормирующему значению шкалы (например,
верхнему пределу шкалы):
100%
XN

16.

16
Класс точности
1.5
- указывается на приборе
- предельно допустимая
относительная погрешность
1.5 %
1.5
- предельно допустимая приведенная
относительная погрешность
1.5 %

17.

5. Государственная система приборов (ГСП)
ГСП объединяет в себе все средства контроля и
регулирования технологических процессов.
Характерной особенностью ГСП является:
1) блочно-модульный принцип, лежащий в основе
конструкций устройств;
2) унификация входных-выходных сигналов и
сигналов питания

18.

Содержит три ветви:
1) гидравлическую,
2) пневматическую,
3) электрическую.
Блочно-модульный принцип характеризуется наличием
отдельных модулей или блоков, выполняющих достаточно
простую функцию. Этот принцип позволяет уменьшить
номенклатуру средств автоматизации, упрощает ремонт и
замену, уменьшает стоимость, позволяет реализовать
принцип взаимозаменяемости.

19.

Унифицированные сигналы:
Пневматические - сигналы давления сжатого
воздуха
диапазон изменения сигнала: 0,2 - 1
сигнал питания:
1,4;
расстояние передачи сигнала: до 300 м.

20.

Унифицированные сигналы:
Электрические сигналы имеют много диапазонов,
которые можно разделить на две группы:
1) токовые (сигналы постоянного тока),
например:
0 - 5 мА, 0 - 20 мА, 4 - 20 мА и др.;
2) сигналы напряжения постоянного тока,
например: 0 - 1 В, 0 - 10 В и др.