- •Пермский государственный технический университет
- •Пермь 2004
- •Метрология. Основные понятия. (гост 16263-70)
- •Виды измерений.
- •Методы измерений.
- •Технические средства измерений.
- •Датчики физических величин.
- •Классификация датчиков.
- •1. Датчики:
- •Датчик, его метрологические характеристики.
- •Требования к датчикам.
- •Принципы развития датчиков.
- •Резистивные датчики.
- •Существует две схемы включения
- •Тензорезисторы.
- •Конструкция проволочного тензорезистора.
- •Тонкая фольга высокоомного сплава наносится
- •Конструкция пленочного тензорезистора.
- •Погрешности.
- •Градуировка тензодатчиков.
- •Схемы включения тензодатчиков.
- •Датчики давления.
- •Индуктивные датчики
- •4. Погрешность индуктивного датчика
- •Трансформаторные датчики.
- •Индукционные измерительные преобразователи.
- •Пьезоэлектрические преобразователи .
- •Магнитоупругие преобразователи (параметрические ).
- •Цифровые измерительные преобразователи. (ацп)
- •Преобразователи угла с электрической редукцией (редуктосины).
- •Частотные датчики.
- •2. Расходомер со сносом метки.
- •2.Ультразвуковой уровнемер.
- •Емкостные датчики
- •Измерение температуры.
- •Датчики расширения.
- •Терморезисторы .
- •Полупроводниковые терморезисторы.
- •Схемы включения
- •Автоматический уравновешивающий мост (мс-01).
- •Термопары.
- •Конструкции промышленных термопар.
- •Скоростная термопара.
- •Характеристики термопар и погрешности.
- •Автоматический компенсатор ( автоматический потенциометр пс – 01).
- •Пирометры.
- •Радиационные пирометры (рапир).
- •Яркостные пирометры.
- •1) Яркостный пирометр с исчезающей нитью(оппир).
- •2) Яркостный пирометр с оптическим клином.
- •Цветовые пирометры.
- •Измерение давления.
- •А) Жидкостные манометры.
- •Б) Манометры с упругими преобразователями.
- •Измерение уровней (жидкости в резервуаре, сыпучих веществ).
- •Поплавковый датчик уровня с постоянным погружением.
- •Поплавковый датчик уровня переменного погружения (буйковый датчик).
- •Гидростатические уровнемеры
- •Электрические уровнемеры
- •Измерение уровня сыпучести
- •Измерение параметров движения
- •Измерение пути
- •Измерение скорости
- •Тахогенератор постоянного тока
- •Асинхронный тахогенератор
- •Синхронный тахогенератор
- •Частотные датчики скорости
- •П ростейший датчик
- •Фотоэлектрический датчик
- •Индукционный бесконтактный датчик дчв-2500
- •Стробоскопический способ измерения скорости
- •Измерение постоянных ускорений
- •Измерение переменных ускорений (вибраций)
- •Измерение механических усилий.
- •Датчик для измерения линейных моментов.
- •Измерение крутящих моментов
- •Бесконтактный оптический датчик:
- •Фазоимпульсный датчик момента
- •Индуктивный торсиометр
- •Измерение угловых и линейных размеров
- •Реостатный датчик
- •Индуктивный датчик
- •4. Линейная схема включения лвт.
- •5. Сельсин
- •Измерение состава и концентрации вещества по электропроводности.
- •1.Кондуктометрический преобразователь для измерения концентрации соли.
- •2.Потенциалометр – прибор для измерения активности (концентрации) водородных ионов.
- •3.Кулонометрический преобразователь для измерения влажности газов.
- •4.Полярографический преобразователь для исследования состава раствора.
- •Литература по курсу
Пермский государственный технический университет
Кафедра автоматики и телемеханики
Методическое пособие по курсу метрологии.
“Метрология, стандартизация и сертификация”
Пермь 2004
ОПД.Ф.05.02
Метрология, стандартизация и сертификация:
Теоретические основы метрологии. Основные понятия и определения метрологии; виды измерений; погрешности измерений; вероятностные оценки погрешности измерения; средства измерений; основы метрологического обеспечения; метрологические характеристики средств измерения и их нормирование; сигналы измерительной информации; структурные схемы и свойства средств измерений в статическом режиме; средства измерений в динамическом режиме; средства измерения электрических, магнитных и неэлектрических величин; измерительные информационные системы; подготовка измерительного эксперимента; обработка результатов измерения; правовые основы и научная база стандартизации; государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов; основные цели, объекты, схемы и системы сертификации; обязательная и добровольная сертификация; правила и порядок проведения сертификации.
Метрология. Основные понятия. (гост 16263-70)
Греческое слово: метрон – мера, логос – учение; учение мер → метрология.
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Стандартизация (законодательная метрология) – свод правил для контроля государством обеспечения единства измерений и единообразия средств измерения.
Сертификация – действие, удостоверяющее посредством сертификата соответствия, что изделие (услуга) соответствует определённым стандартам или другому нормативно – техническому документу. Квалиметрия – наука об измерении качества.
Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Прямые измерения – искомую величину находят непосредственно из опытных данных (длину – линейкой, время – секундомером, ток – амперметром и т.д.).
Косвенные измерения – искомую величину определяют вычислениями по результатам прямых измерений величин связанных с искомой, известной зависимостью (объём цилиндрического резервуара- измеряем диаметр дна и высоту и определяем объём по известной формуле) ;;.
Совокупные (совместные) измерения – искомые значения нескольких величин находят путём полученных при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
1) х=3 ; у=2.
2) Установление функциональной зависимости между величинами
Абсолютные измерения – основанные на прямых определениях или на использование физических констант, где . , где
Относительные измерения - измерение величины по отношению к одноименной, принимаемой за исходную.
Физическая величина – это свойство общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуально для каждого объекта( в природе до2000)(температура).
Основные единицы физических величин - это единицы, выбранные произвольно, не зависимо от других единиц.
Основные единицы в системе СИ: 1.метр – мера длины
2.килограмм – мера силы, массы
3.секунда – мера времени
4.кулон – мера заряда
5.ампер – мера силы тока
6.канделла – мера света
7.моль – мера количества
Производные единицы - это единицы образуемые из основных по определённым формулам. J=кг*м2
Истинное значение измеряемой величины - это то, что существует, но определить не возможно.
Действительное значение физической величины - это такое значение, которое найденно экспериментально и на столько приближено к истинному, что для данной цели может быть использовано вместо него. 4,7А4,695А
Погрешность измерений - отклонений результата измерения от действительного значения измеряемой величины.
Методическая погрешность - это погрешность, вызванная неточностью метода измерения или расчетной формулой, положенной в основу прибора.
Инструментальная погрешность - это следствие недостатка конструкции прибора, несоблюдения технологии его изготовления, плохой регулировке и износу прибора.
Поверка прибора - сравнение показаний прибора с таковыми образцового.
Субъективная погрешность - это погрешность, которая зависит от наблюдателя и приводит к ошибке измерений называемой параллакс – Р.
Применение цифровых приборов исключает субъективную погрешность.
Промахи – грубые погрешности, зависящие от наблюдателя, неисправности в схемах или приборах
Систематическая погрешность θ - это погрешность может быть постоянной по знаку или прогрессирующей при повторных измерениях одной и той же величины. Эту погрешность можно выявить и внести в виде поправки в измерения. Она обусловлена несовершенством средств измерения, метода измерения и объекта измерения. Устраняется очередной поверкой прибора, установкой нуля и т.д.
Случайная погрешность ∆ - изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Их закономерности можно выявить при больших количествах измерений, избежать их невозможно (нестабильность переходного сопротивления в контактах, трение в опорах, влияние гистерезиса).
Систематическая и случайная погрешности проявляются одновременно.
Постоянные погрешности – погрешность градуировки шкалы аналоговых приборов, калибровки цифровых приборов, неточности подгонки резисторов, температурные влияния.
Переменные погрешности – нестабильность напряжения источника питания, влияние электромагнитных помех и т.д.
Основная погрешность - это погрешность прибора, использованного в нормальных условиях эксплуатации ( , влажность (30-80)% и т.д.).
Дополнительная погрешность - это погрешность, вызванная отклонением условий измерений от нормальных (условие повышенной температуры, влажности и т.д.).
Статическая погрешность - это погрешность при измерении постоянной во времени величины (измерение частоты стабильного генератора).
Динамическая погрешность - это разность погрешности измерения изменяющейся величины и статической погрешностью соответствующий значению величины в данный момент времени (инерционность измерения, когда время ускорения прибора больше интервала измерения измеряемой величины).
Абсолютная погрешность ∆ - это разность между величиной показываемой прибором и действительным значением величины.
=X-A
Поправка: П=-∆
Аддитивная погрешность (погрешность нуля) а – погрешность не зависящая от чувствительности прибора и является постоянной при всех значениях измеряемой величины в пределах диапазона измерений (трение в опорах, шумы, помехи, погрешность дискретизации).
Мультипликативная погрешность bх – погрешность зависящая от чувствительности прибора и изменяется прямопропорционально текущему значению переменной. (погрешность в изготовлении RД, rШ, коэффициента деления делителя).
Смешанная погрешность ∆ = а + bx равна абсолютной погрешности.
Относительная погрешность - это отношение абсолютной погрешности к действительному значению величины.
=/A *100% - характеризует точность измерений Т;
- характеризует качество измерений.
Приведенная погрешность - это отношение абсолютной погрешности к нормированному значению измеряемой величины (часто к максимальному значению, т.е. к пределу измеряемой величины). Позволяет сравнивать различные устройства, измеряющие одну и ту же величину.
Класс точности - это отношение максимальной и минимальной погрешности к пределу измерения (в).
Ряды классов точности: m*10n где m= 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6 n= 1, 0, -1, -2, -3, …