4. Средства измерений и их основные элементы.

Средства измерений – совокупность технических средств, предназначенных для различных измерений и имеющих нормированные метрологические характеристики.

Основными видами средств измерений являются: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи и измерительные установки. Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Измерительный прибор – средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форму удобную для восприятия человеком. Измерительный преобразователь – предназначен для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи и дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не воспринимающейся наблюдателем (первичные и промежуточные преобразователи). Измерительные установки – совокупность функционально объединенных средств измерений, расположенных в одном месте и предназначенных для выработки сигнала измерительной информации в форму удобную для восприятия. Измерительные информационные системы – совокупн. средств измерений, соединенных между собой каналами связи, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для обработки, передачи и использ. в системах управления. Вторичный прибор предназн. для работы в комплекте с измерительным прибором.

По способу отсчета измерительные приборы делятся на: показывающие – значение измеряемой величины в момент измерения указывается на отсчетном устройстве; самопишущие (регистрирующие) – приборы, снабженные приспособлениями автоматического записывания на бумажной ленте или диске текущее значение измеряемой величины во времени; комбинированные – одновременно показывают и регистрируют измеряемую величину; суммирующие – показания функционально связанны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к прибору разными каналами; интегрирующие – подводимая величина подвергается интегрированию по времени или другой независимой переменной.

По метрологическому назначению средства измерений делятся на:

1 Рабочие средства измерения – все меры, приборы и преобразователи, предназначенные для практических измерений.

2 Образцовые – меры измерительные приборы и преобразователи, предназн. для поверки и градуировки по ним рабочих мер, измерительных приборов и преобразователей.

3 Эталонные – служат для воспроизведения и хранения единиц измерения с наивысшей точностью, а также для поверки мер, приборов и преобразователей высшего разряда.

Поверка - операция сравнений показаний средств измерений с образцовыми для определения их погрешностей или поправок к их показаниям.

Градуировка – операция, при помощи которой делениям шкалы придают значения, выраженные в установленных единицах измерения.

5. Поняття точності приладів. Похибки вимірювань. Варіація,клас точності. Державна система приладів та засобів автоматизації. Гілки дсп. Класифікація приладів дсп за функціальними ознаками.

Точность средства измерений — степень совпадения показаний измерительного прибора с истинным значением измеряемой величины. Чем меньше разница, тем больше точность прибора. Точность эталона или меры характеризуется погрешностью или степенью воспроизводимости. Точность измерительного прибора , откалиброванного по эталону, всегда хуже или равна точности эталона.

Основная погрешность - погрешность, возникающая в нормальных условиях применения средства измерения (температура, влажность, напряжение питания и др.), которые нормируются и указываются в стандартах или технических условиях. Дополнительная погрешность обуславливается отклонением одной или нескольких влияющих величин от нормального значения. Например, изменение температуры окружающей среды, изменение влажности, колебания напряжения питающей сети. Значение дополнительной погрешности нормируется и указывается в технической документации на средства измерения.

Класс точности — основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

Вариация показаний измерительного прибора - разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе "справа" и подходе "слева" к этой точке.

Большая разнотипность измерительных приборов и средств автоматизации затрудняет их эксплуатацию и ремонт. В целях рационального использования средств измерения проводятся работы по объединению отдельных систем приборов в рамках Государственной системы приборов (ГСП).

Электрическая дискретная (цифровая) ветвь является системой, в которой энергетическим носителем информации служит электрический дискретный сигнал в виде постоянного тока или направления. Дискретная ветвь состоит из различных приборов и средств автоматизации: преобразователей, блоков и устройств централизованного контроля; устройств представления информации; цифровых вычислительных устройств. Использование основных блоков этой ветви позволяет обрабатывать результаты измерений для непосредственного воздействия на объект управления.

Пневматическая ветвь является системой, в которой энергетическим носителем информации служит пневматический сигнал (давление сжатого воздуха). Благодаря высокой надежности пневматической аппаратуры, простоте обслуживания, невысокой стоимости, пожаро- и взрывобезопасности приборы этой ветви получили широкое распространение в пищевой промышленности.

Гидравлическая ветвь представляет собой систему, в которой энергетическим носителем информации является гидравлический сигнал. В этой ветви мало приборов и устройств для приема и выдачи информации в каналы связи, а также для преобразования, хранения и обработки информации. Основным преобразователем и усилительным элементом служит струйный усилитель, преобразующий кинетическую энергию струи жидкости в потенциальную, которая используется в последующих усилителях.

Ветвь приборов и устройств, работающих без источников вспомогательной энергии, является системой, использующей для работы энергию той среды, параметры которой она измеряет и регулирует. Например, для измерения давления часто применяют трубчатые манометры, которые устанавливаются непосредственно на аппаратах. При изменении давления в аппарате трубка в манометре начинает изгибаться, механически связанная с трубкой стрелка манометра отклоняется и показывает действительное давление в аппарате. Структура ветви охватывает регуляторы температуры, давления, расхода, уровня и др.

По функциональным признакам каждая ветвь ГСП подразделяется на устройства, предназначенные для получения информации о состоянии процесса (преобразователи); для приема и выдачи информации в каналы связи; для преобразования, хранения и обработки информации; для использования информации в целях воздействия на процесс и связи с оператором; для одновременного выполнения нескольких из перечисленных функций.

ГСП по выполняемым функциям подразделяются на следующие основные группы: 1) первичные измерительные преобразователи (датчики) и другие измерительные устройства, предназначенные для получения информации о состоянии контролируемого процесса; 2) устройства так называемой центральной части системы, служащие для преобразования, передачи, хранения и обработки информации с целью ее представления оператору и выработки управляющих воздействий; 3) исполнительные устройства для использования информации с целью воздействия на процесс.