1 Заочное обучение
Алипов а.Н. Конспект лекций по тип
Технические измерения и приборы
СПб 2013 г
По мере развития технологий, техники, науки все шире применяются разнообразные технические устройства и прежде всего средства измерения, в которых происходит процесс "рождения информации" и в которых физико-химические изменения, происходящие в реальном времени, превращаются в информационные сигналы. Эти информационные сигналы дополняют или заменяют наши органы чувств. Такие устройства принято называть интеллектуальными измерительными приборами или сенсорами.
От сенсоров фактически и начинается любое разумное поведение, всякий интеллект, вся информатика. Любая разумная система, возникшая естественным путем или созданная другой разумной системой, успешно функционирует и выживает в реальном мире лишь тогда, пока она получает объективную и качественную информацию о нем.
Оглавление
1.Введение в метрологию
1.1 Общие вопросы, термины и определения
1.2 Системы единиц физических величин
1.3. Внесистемные и другие единицы физических величин
1.4.Относительные и логарифмические величины
1.5. Погрешности измерений физических величин
Вопросы для самопроверки 1
2. Классификация средств измерений.
2.1 простые измерительные приборы;
2.2 интеллектуальные измерительные приборы;
2.3 интеллектуальные измерительные системы.
Вопросы для самопроверки 2
3. Виды механических сенсоров
3.1. Деформационные чувствительные элементы
3.2. Сенсоры линейного перемещения
3.3. Сенсоры углового перемещения
3.4 Акселерометры
3.5 Вибрационные измерительные сенсоры
Вопросы для самопроверки 3
4. Акустические сенсоры
4.1 Физические основы работы акустических сенсоров
4.2. Приемники акустических сигналов
4.3 Активные акустические сенсоры
Вопросы для самопроверки 4
5. Электрические сенсоры
5.1. Физические основы работы электрических сенсоров-датчиков
5.2. Резистивные сенсоры
5.3 Емкостные сенсоры
5.4 Вольтаические сенсоры-датчики
5.5 Пьезоэлектрические сенсоры
5.6 Магнитные сенсоры
Вопросы для самопроверки 5
6. Сенсоры электромагнитного поля
6. 1 Спектроскопия . Термины и опредиления
6.2 Диапазоны электромагнитного излучения
6.3 Основные характеристики спектральных приборов
6.4 Методы анализа видимой области спектра.
Вопросы для самопроверки 6
1.Введение в метрологию
1.1 Общие вопросы, термины и определения
При проведении производственных процессов и различных исследований приходится проводить измерения ряда физических величин.
Физическая величина – это свойство, в качественном отношении общее многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.
Примерами физических величин являются: масса, объем, абсорбция – оптическая плотность (раствора), напряжение, ток и т.д.
Значением физической величины называется оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Например: 5 Г – значение массы некоторого тела; 0,6 см3 – объем дозы; Истинное Значение физической величины – это значение величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношении соответствующее свойство объекта. Истинные значения физических величин нам неизвестны.
Действительное значение физической величины есть значение величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.
Нахождение значения физической величины опытным путем при помощи специальных технических средств называется измерением.
К техническим средствам измерения относятся меры и измерительные приборы.
Измерительный прибор(сенсор) – это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдением.
Измерительный прибор иногда называют датчиком, иногда анализатором, иногда измерителем- сенсором.
Сенсор – это устройство (прибор, орган, узел), преобразующее физическое (физико-химическое) изменение в объекте наблюдения, его физическое воздействие в информационный сигнал для пользователя. Сенсор – это связующее звено между реальным "физическим" миром и миром информационных моделей, между материей и информацией. Измерительная система - совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях;
Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путем при помощи специальных технических средств.
Прямым измерением называют измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.
К прямым измерениям относятся, например, измерение массы на равноплечных весах, измерение температуры – термометром, длины – масштабной линейкой, оптической плотности – фотометром.
Косвенным измерением называют измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между ней и величинами, измеряемыми прямым измерением.
Чувствительность средства измерения (или метода) определяется отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины. Различают абсолютную и относительную чувствительность.
Абсолютная чувствительность определяется по формуле:
(1.1)
Относительная чувствительность определяется по формуле:
,
(1.2)
где ΔL – изменение сигнала на выходе;
ΔX – изменение измеряемой величины;
X – измеряемая величина.
Следует помнить – чем выше чувствительность, тем точнее могут быть получены результаты исследования.
Порог чувствительности – свойство прибора (средства измерений), характеризуемое наименьшим изменением измеряемой величины, которое вызывает заметное устойчивое изменение выходного сигнала.
Диапазон измерений – область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средств измерений.