Понятие средства измерений, их виды и классификация погрешностей. Метрологические характеристики средств измерений, особенности норм на их значения. Частные динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей и цифровых измерительных приборов.
Краткое сожержание материала:

28

Размещено на

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

Физический факультет

Кафедра оптики

Курсовая работа

Метрологические основы поверки и калибровки средств измерений

Исполнитель:

студент группы Ф-34пр.

С.Л. Гайдаш

Научный руководитель:

к.ф-м наук, доцент

Н.А. Алешкевич

Гомель 2012

Введение

Метрология - наука об измерениях, о методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Под единством измерений понимают такое их состояние, при котором результаты измерений выражены в узаконенных единицах величин, и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Метрология изучает широкий круг вопросов, связанных как с теоретическими проблемами (теоретическая метрология), так и с задачами практики (практическая метрология). К основным разделам метрологии относятся: общая теория измерений, единицы физических величин и их системы, методы и средства измерений физических величин, методы оценки точности измерений, методы эталонирования. На основании теоретических положений метрологии обоснованы и стандартизированы практические рекомендации, регламентирующие все стороны измерений (законодательная и метрология).

Измерениями называют совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической ветчины, которые обеспечивают нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. Таким образом, измерение можно определить как экспериментальное нахождение отношения измеряемой физической ветчины к другой однородной величине, принятой за единицу.

Физической величиной называют свойство, общее в качественном отношении для многих объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого. Например, физическими ветчинами являются длина, электрический ток, напряжение, индуктивность. Количественное содержание физической величины, характеризующее конкретный объект, называют размером физической величины (размером величины). Оценку физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц называют значением физической величины.

Для организаций, разрабатывающих, производящих или применяющих СИ, одним из аспектов обеспечения качества их продукции является наличие данных о метрологических характеристик СИ, установленных с необходимой для потребителей точностью.

MX СИ необходимы для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью, а также для обеспечения:

1.возможности установления точности измерений;

2.достижения взаимозаменяемости СИ, сравнения СИ между собой и выбора нужных СИ по точности и другим характеристикам;

3.определения погрешностей измерительных систем и установок на основе MX входящих в них СИ.

Под нормированием понимается установление границ на допустимые отклонения реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений. Только посредством нормирования метрологических характеристик можно добиться их взаимозаменяемости и обеспечить единство измерений в государстве.

1. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

1.1 Понятие средства измерений. Виды средств измерений

Средство измерения (СИ) -- это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и/или хранящее единицу физической величины (ФВ), размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Под метрологическими характеристиками (MX) понимают такие характеристики СИ, которые позволяют судить об их пригодности для измерений в известном диапазоне с известной точностью. СИ -- это техническая основа метрологического обеспечения.

Классификация средств измерений (СИ):

1 по степеням универсальности (универсальные, не универсальные, специализированные);

2 по виду оценки параметров (допустимые (пороговые), измерительные, комбинированные);

3 по назначению (контрольные, испытательные, прогнозирующие)

4 по измеряемым величинам (механические, акустические, электрические, электронные, пневматические);

5 по РМГ 29-99 (меры, измерительные преобразователи, измерительные установки, измерительные приборы, измерительные системы);

6 по связи с объектом (внешние, внутренние);

7 по режиму работы (динамические, статические);

8 по характеру использования (лабораторные, технические);

9 по виду регистрирующего сигнала (показывающие, регистрирующие, самописцы, печатающие);

10 по виду выходного сигнала (аналоговые, цифровые, аналого-цифровые);

11 по степени автоматизации (неавтоматизированные, автоматизированные, автоматические);

12 по виду преобразований сигнала (прямого действия, сравнения, промежуточные, масштабные);

13 по виду приёма передачи информации (одноканальные, многоканальные);

14 по виду шкалы (с равномерной шкалой, с неравномерной шкалой, с нулевой отметкой внутри шкалы, с нулевой отметкой на краю или вне шкалы);

15 по поверочной схеме (рабочие, образцовые, рабочие эталоны);

Средства измерения - это техническая основа метрологического обеспечения.

Pазнообразие СИ подразделяется на следующие классы: меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы и измерительные преобразователи (датчики).

Меры -- это СИ, воспроизводящие или хранящие физическую величину заданного размера. Меры могут быть однозначными, воспроизводящими одно значение физической величины (гиря, калибр на заданный размер, образцы твердости, шероховатости, катушка сопротивления, нормальный элемент, воспроизводящий значение ЭДС), и многозначными -- для воспроизведения плавно или дискретно ряда значений одной и той же физической величины (измерительный конденсатор переменной емкости, набор конечных мер, магазин емкостей, индуктивности и сопротивления, измерительные линейки).

Измерительный прибор -- СИ, предназначенное для переработки сигнала измерительной информации в другие, доступные для непосредственного восприятия наблюдателем формы. Различают приборы прямого действия (амперметры, вольтметры, манометры) и приборы сравнения (компараторы).

Измерительная установка -- совокупность функционально объединенных СИ и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте. Например, поверочные установки, установки для испытания электротехнических, магнитных и других материалов. Измерительная установка позволяет предусмотреть определенный метод измерения и заранее оценить погрешность измерения.

Измерительная система -- это комплекс СИ и вспомогательных устройств с компонентами связи (проводные, телевизионные и др.), предназначенный для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и/или использования в автоматических системах управления.

В отличие от измерительных установок, предусматривающих изменения режима и условий функционирования, измерительная система не воздействует на режимы работы, а предназначена только для сбора и/или хранения информации.

Все большую роль в измерениях приобретают измерительные преобразователи (датчики), предназначенные для преобразования измерительной информации в форму, удобную для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения. Это термопары, измерительные трансформаторы и усилители, преобразователи давления. По месту, занимаемому в измерительной цепи, они делятся на первичные, промежуточные и т. п. Конструктивно они выполняются либо отдельными блоками, либо составной частью СИ. Не следует отождествлять измерительные преобразователи с преобразовательными элементами. Последние не имеют метрологических характеристик, как, например, трансформатор тока или напряжения.

Конструктивно они, как правило, оформлены в самостоятельное средство измерений, встраиваемое в технические устройства. Иногда датчики являются составной частью измерительного прибора.

Все средства измерений можно классифицировать различным образом, в частности:

1.По характеру измеряемых физических величин (СИ электрических, механических, радиофизических величин и т.д.);

2. По типу регистрирующего устройства (аналоговые, цифровые средства измерений).

Однако наибольшее значение имеет классификация СИ по метрол...