Экзаменационный билет № 1

1. Определение и классификация средств измерений. Задача измерений, основные единицы. Виды измерений.

Измерения производят с помощью средств измерений — тех­нических средств, имеющих нормированные метрологические ха­рактеристики.

По функциональному назначению средства измерений делят на следующие группы: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные информационные систе­мы и измерительные установки.

Под мерой понимают средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Например, мерой является резистор, воспроизводящий сопротив­ление определенного размера с известной погрешностью.

Измерительный преобразователь — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной инфор­мации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразова­ния, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосред­ственному восприятию наблюдателем. Измерительный преобра­зователь, к которому подводится измеряемая величина, называ­ют первичным измерительным преобразователем. Измеритель­ный преобразователь, предназначенный для изменения размера величины в заданное число раз, называют масштабным измери­тельным преобразователем.

Измерительным прибором называют средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной инфор­мации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, например, в виде цифрового отсчета на отсчетном устройстве. Измерительный прибор, показания которого являют­ся непрерывной функцией изменений измеряемой величины, на­зывают аналоговым измерительным прибором. Например, элек­троизмерительный прибор с отсчетным устройством в виде стрел­ки и шкалы — аналоговый прибор.

Измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретный (кодированный) сигнал измерительной информации и дающий показания в цифровой форме, называют цифровым измерительным прибором.

В зависимости от того, допускают ли измерительные приборы только считывание показаний или допускают считывание и ре­гистрацию или только регистрацию показаний, они относятся либо к показывающим, либо к регистрирующим измерительным приборам. Иногда находят применение так называемые регули­рующие измерительные приборы, т. е. приборы, имеющие приспо­собление для управления технологическим процессом.

Измерительная информационная система — совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю (в том числе ввода в АСУ) в требуемом виде либо автоматического осуществления логиче­ских функций контроля, диагностирования, идентификации (рас­познавания образцов).

За­дачей электрических измерений является нахождение значений физических величин опытным путем с помощью специальных электротехнических средств и выражение этих значений в при­нятых единицах.

Основными единицами СИ являются: метр (м) — единица длины, килограмм (кг) — единица массы, секунда (с) — единица времени, ампер (А) — единица силы тока, кельвин (К) — единица термодина­мической температуры, моль (моль) — единица количества веще­ства, кандела (кд) — единица силы света. Дополнительные еди­ницы: радиан (рад) — единица плоского угла, стерадиан (ср) — единица телесного угла.

ВИДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерения в зависимости от способа обработки экспери­ментальных данных для нахождения результата относят к пря­мым, косвенным, совместным или совокупным.

Прямое измерение — измерение, при котором искомое значе­ние величины находят непосредственно из опытных данных в ре­зультате выполнения измерения.

Пример прямого измерения — измерение вольтметром напря­жения источника.

Косвенное измерение — измерение, при котором искомое зна­чение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Совместные измерения — одновременные измерения несколь­ких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними. При этом решают систему уравнений

Совокупные измерения — одновременные измерения несколь­ких одноименных величин, при которых искомые значения вели­чин находят решением системы уравнений, составленных из ре­зультатов прямых измерений различных сочетаний этих величин. Пример совокупного измерения: измерение сопротивлений резисторов, соединенных треугольником, путем измерений сопротивлений между различными вершинами треугольника; по результатам трех измерений определяют сопротивления резис­торов.

В зависимости от объекта исследования, свойств средств измерений, принятой модели объекта и других причин измерения выполняют с однократным либо с многократными наблюдениями. Наблюдение — экспериментальная операция, выполняемая в процессе измерения, в результате которой получают одно из группы значений величины.

Измерения разделяют на статические и динамические в зави­симости от режима работы применяемых средств измерений.

В зависимости от точности оценки погрешности измерения бывают с точной оценкой и с приближенной оценкой погрешности

Взаимодействие средств измерений с объектом основано на физических явлениях, совокупность которых составляет принцип измерений, а совокупность приемов использования принципа и средств измерений называют методом измерений.

В зависимости от способа применения меры известной вели­чины выделяют метод непосредственной оценки и методы сравне­ния с мерой.