3.4.7 Классификация средств измерений

Средства измерений, используемые в различных областях науки и техники, чрезвычайно многообразны. Однако для этого множества можно выделить некоторые общие признаки, присущие всем СИ независимо от области применения. Эти признаки положены в основу различных классификаций СИ, которые рассмотрены далее.

По роли, выполняемой в системе обеспечения единства изме­рений, СИ делятся на:

• метрологические, предназначенные для метрологических це­ лей — воспроизведения единицы и (или) ее хранения или передачи размера единицы рабочим СИ;

• рабочие, применяемые для измерений, не связанных с переда­ чей размера единиц.

Подавляющее большинство используемых на практике СИ принадлежат ко второй группе. Метрологические средства измере­ний весьма немногочисленны. Они разрабатываются, производятся и эксплуатируются в специализированных научно-исследова­тельских центрах.

По уровню автоматизации все СИ делятся на три группы:

• неавтоматические;

• автоматизированные, производящие в автоматическом режиме одну или часть измерительной операции;

• автоматические, производящие в автоматическом режиме измерения и все операции, связанные с обработкой их результатов, регистрацией, передачей данных или выработкой управляющих сигналов.

В настоящее время все большее распространение получают ав­томатизированные и автоматические СИ. Это связано с широким использованием в СИ электронной и микропроцессорной техники.

По уровню стандартизации средства измерений подразделя­ются на:

• стандартизованные, изготовленные в соответствии с требова­ниями государственного или отраслевого стандарта;

• нестандартизованные (уникальные), предназначенные для решения специальной измерительной задачи, в стандартизации требований к которым нет необходимости.

По отношению к измеряемой физической величине средства измерений делятся на:

• основные — это СИ той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей;

• вспомогательные — это СИ той физической величины, влияние которой на основное

средство измерений или объект измерения необходимо учесть для получения результатов измерения требуемой точности.

Классификация по роли в процессе измерения и выполняемым функциям является основной и представлена на рис.2. Эле­менты, составляющие данную классификацию, рассмотрены в по­следующих разделах.

Рис. 2. Классификация средств измерений по их роли в процессе измерения и выполняемым функциям.

По местоположению в измерительной цепи преобразователи делятся на первичные и промежуточные. Первичный преобразователь -это такой ИП, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина, т.е. он является первым в измерительной цепи средством измерений. Промежуточные преобразователи располагаются в измерительной цепи после первичного. Зачастую конструктивно обособленные первичные измерительные преобразователи называют датчиками. Например, резистивный датчик перемещения — это первичный преобразователь, в котором перемещение преобразуется в изменение активного сопротивления.

По характеру преобразования входной величины ИП делятся на линейные и нелинейные. Линейный преобразователь — это ИП, имеющий линейную связь между входной и выходной величинами. Их важной разновидностью является масштабный ИП, предназначенный для изменения размера величины или измерительного сигнала в заданное число раз. Его уравнение преобразования имеет вид Y=kX, где X, Y — однородные входная и выходная величины; k — постоянный коэффициент передачи. Примерами масштабных преобразователей могут служить усилители, делители напряжения, измерительные трансформаторы напряжения. У нелинейных ИП связь между входной и выходными величинами нелинейная.

По виду входных и выходных величин ИП делятся на:

• аналоговые, преобразующие одну аналоговую величину в другую аналоговую величину;

• аналого-цифровые (АЦП), предназначенные для преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровой код;

• цифроаналоговые (ЦАП), предназначенные для преобразования цифрового кода в аналоговую величину.