Презентация на тему: ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Средства измерительной техники
Средство измерений
Измерительный прибор
Особенности измерительных приборов с учетом принципа действия
Особенности измерительных приборов с учетом принципа действия
Мера физической величины
Разновидности мер физической величины
Меры, используемые для определения масштаба увеличения
Образцовые вещества и стандартные образцы
Измерительные преобразователи
Особенности измерительных преобразователей
Виды измерительных преобразователей
Частотные измерительные преобразователи
Измерительные системы и комплексы
Метрологическая характеристика
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
1/25
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 45)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (162 Кб)
1

Первый слайд презентации: ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Кафедра «Физика» МАТИ Чернышев С.Л. nature@front.ru

Изображение слайда
2

Слайд 2: Средства измерительной техники

. Средства измерительной техники (РМГ 29-99) — обобщающее понятие, охватывающее технические средства, специально предназначенные для измерений. К средствам измерительной техники относят средства измерений (измерительные приборы, меры, измерительные преобразователи), их совокупности (измерительные системы, измерительные комплексы, измерительные установки), а также измерительные принадлежности и измерительные устройства.

Изображение слайда
3

Слайд 3: Средство измерений

. Средство измерений (РМГ 29-99) — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погреш-ности) в течение известного интервала времени. Примечание — При оценивании величин по условным шкалам шкалы выполняют роль «средства измерений» этих величин. Средство измерений (определение из закона «Об обеспе-чении единства измерений») — техническое средство, пред-назначенное для измерений.

Изображение слайда
4

Слайд 4: Измерительный прибор

. Измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. По способу индикации значений измеряемой величины измерительные приборы разделяют на показывающие и регистрирующие. По действию измерительные приборы разделяют на интегрирующие и суммирующие. Различают также приборы прямого действия, приборы сравнения, аналоговые и цифровые приборы, самопишущие и печатные приборы.

Изображение слайда
5

Слайд 5: Особенности измерительных приборов с учетом принципа действия

. В интегрирующих измерительных приборах подводимая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной (электрические счётчики, газовые счётчики). Суммирующие измерительные приборы, дают значение двух или нескольких величин, подводимых по различным каналам, например, ваттметр, суммирующий мощности нескольких электрических генераторов).

Изображение слайда
6

Слайд 6: Особенности измерительных приборов с учетом принципа действия

. В измерительных приборах прямого действия (например, манометре, амперметре) осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины и значение её находится без сравнения с известной одноимённой величиной. В измерительных приборах сравнения измеряемая вели-чина непосредственно сравнивается с одноимённой величи-ной, воспроизводимой мерой (примеры — равноплечные весы, электроизмерительный потенциометр, компаратор для линейных мер).

Изображение слайда
7

Слайд 7: Мера физической величины

. Мера — это средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Наряду с простейшими мерами, такими, как меры массы (гири) или меры вместимости (мерные стаканы, цилиндры и т.д.), к мерам относятся и более сложные устройства, например, нормальные элементы (меры электродвижущей силы), катушки электрического сопротивления, светоизме-рительные лампы и пр.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Разновидности мер физической величины

. Меры подразделяются на однозначные (воспроизводящие физическую величину одного размера) и многозначные (обеспечивающие воспроизведение ряда величин различного размера, например нескольких длин). Примеры первых — гиря, измерительная колба, катушка индуктивности; примеры вторых — линейка со шкалой, конденсатор переменной ёмкости, вариометр индуктивности. Из мер могут составляться наборы (гирь, концевых мер длины и пр.) для ступенчатого воспроизведения ряда одно-имённых величин в определённом диапазоне значений. Наборы мер электрических величин иногда снабжаются переключателями и образуют магазины (электрических сопротивлений, ёмкостей и др.).

Изображение слайда
9

Слайд 9: Меры, используемые для определения масштаба увеличения

. В измерительных микроскопах (оптический, электронный, сканирующий туннельный или атомно-силовой) используют меры «ширины линий» и меры периода или штриховые меры. Меры первой группы обычно представляют собой пластины из стекла или монокристаллического кремния, на поверхности которых сформированы полоски различной ширины из иного материала (хром, тантал и др.). Номинальные значения ширины полосок определяются независимым способом с высокой точностью. Современные меры ширины охватывают диапазон от 18 до 1350 нм. Эталон длин в нанометровом диапазоне (от 7 до 1350 нм), в котором применяются данные меры, характеризуется погрешностью от 0,5 до 10 нм.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Образцовые вещества и стандартные образцы

. Отдельную категорию мер составляют образцовые вещества — чистые или приготовленные по особой спецификации, обладающие известными и воспроизводимыми свойствами: чистая вода, чистые газы (водород, кислород), чистые металлы (цинк, серебро, золото, платина), бензойная кислота и др. К мерам относятся и получающие всё более широкое распространение стандартные образцы, обладающие определёнными физическими свойствами (например, образцы стали определённого состава, твёрдости и т.д.).

Изображение слайда
11

Слайд 11: Измерительные преобразователи

. Измерительный преобразователь — это средство измерений, преобразующее измеряемую физическую величину в другую величину или сигнал для последующей передачи, обработки или регистрации. Конструктивно обособленный первичный преобра-зователь (преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая величина), от которого поступают измерительные сигналы, называется датчиком. Например, датчики радиозонда передают измерительную информацию о температуре, давлении, влажности и других параметрах атмосферы. В области ионизирующих излучений вместо термина «датчик» используют термин «детектор».

Изображение слайда
12

Слайд 12: Особенности измерительных преобразователей

. В отличие от измерительного прибора, сигнал на выходе измерительного преобразователя (выходная величина) не поддаётся непосредственному восприятию наблюдателя. Обязательное условие измерительного преобразования — сохранение в выходной величине измерительного преобразователя информации о количественном значении измеряемой величины. Измерительное преобразование — единственный способ построения любых измерительных устройств. Отличие измерительного преобразователя от других видов преобразователей — способность осуществлять преобразования с установленной точностью.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Виды измерительных преобразователей

. По виду преобразуемых величин различают измерительные преобразователи электрических величин в электрические, электрических — в неэлектрические, неэлектрических — в электрические, неэлектрических — в неэлектрические. Примерами первых могут служить делители напряжения и тока, измерительные усилители тока и напряжения; примерами вторых — механизмы электроизмерительных приборов, преобразующие изменение силы тока или напряжения в отклонение стрелки или светового луча; примерами третьих — термопары, терморезисторы, фотоэлементы; примерами четвёртых — пневматические измерительные преобразователи, зубчатые передачи, оптические системы и т. п.

Изображение слайда
14

Слайд 14: Частотные измерительные преобразователи

. В последние годы наметилась тенденция преобразования измеряемых величин в частоту электрических импульсов с помощью так называемых частотных измерительных преобразователей. Такие измерительные преобразователи разработаны почти для всех известных физических величин. Основные достоинства частотных измерительных преобразователей — простота и высокая точность передачи их выходной величины (частоты) по каналам связи, а также относительная простота цифрового отсчёта результата измерения с помощью цифровых частотомеров.

Изображение слайда
15

Слайд 15: Измерительные системы и комплексы

. 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 выработку измерительных сигналов в различных целях. Измерительно-вычислительный комплекс — функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ вспомогательных устройств, предназна-ченная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Метрологическая характеристика

. Метрологическая характеристика средства измерений (метрологическая характеристика; MX) — характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность. Различают нормируемыме метрологические характеристики, устанавливаемые нормативными документами на средства измерений, и действительные характеристики, определяемые экспериментально. Метрологические характеристики весьма разнообразны, они существенно различаются по значимости и информативности и существенно зависят от типа средств измерений.

Изображение слайда
17

Слайд 17

. Градуировочная характеристика Интегральная метрологическая характеристика — градуировочная характеристика средства измерения — представляет зависимость между значениями величин на входе и выходе средства измерений. Полученная экспериментально градуировочная харак-теристика может быть выражена в виде формулы, графика или таблицы. Выраженную в виде формулы или графика, номинальную характеристику называют функцией прео-бразования средства измерений. Иногда номинальную (нормативную) и экспериментальную функции преобра-зования называют статическими характеристиками измерительных преобразователей и приборов.

Изображение слайда
18

Слайд 18

. Компенсация систематической погрешности измерительного преобразователя Реальная линейная функция преобразования отличается от номинальной за счет постоянной систематической погрешности. Такую погрешность прибора называют «аддитивной». Для исключения такой погрешности из результата измерения к нему следует алгебраически добавить необходимую поправку, равную систематической погрешности по модулю и противоположную по знаку. Для аппаратурного устранения таких инструментальных составляющих в приборах обычно предусматривают специальное регулировочное устройство например, корректор нуля в электроизмерительных приборах.

Изображение слайда
19

Слайд 19

. Виды (группы) метрологических характеристик Метрологические характеристики (МХ) средств измерений разделяют на следующие группы: номинальные характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки); характеристики погрешностей СИ; характеристики чувствительности СИ к влияющим величинам, которые тоже можно отнести к характеристикам погрешностей; динамические характеристики СИ; неинформативные параметры выходного сигнала СИ.

Изображение слайда
20

Слайд 20

. Частные метрологические характеристики Частные номинальные метрологические характеристики измерительного прибора включают: диапазон измерений — область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерений; диапазон показаний — область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы. Примечание — значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу и сверху (слева и справа), называют соответственно нижним пределом измерений или верхними пределом измерений.

Изображение слайда
21

Слайд 21

. Диапазон показаний Для приборов с дискретным (цифровым, числовым) устройством отображения измерительной информации диапазон показаний определяется видом выходного кода и числом разрядов кода. Код может быть десятиричный (десятичный), двенадца- тиричный, шестидесятиричный и другой, например, семиричный код для дней недели. Важно также предельное число знаков на табло, в том числе цифр (число разрядов выходного кода) и других (не цифровых) знаков. Существенными признаками являются виды знаков и их содержание, например, наличие фиксированной или плавающей разделительной десятичной запятой (точки), минуса, знака переполнения или неправильного подключения прибора и др.

Изображение слайда
22

Слайд 22

. Погрешности средств измерений Погрешность средства измерений — разность между показанием средства измерений и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины. По сути, это определение не отличается от определения понятия «погрешность измерений», поэтому необходима дальнейшая работа по усовершенствованию определения. Систематическая погрешность средства измерений — составляющая погрешности средства измерений, принимаемая за постоянную или закономерную изменяющуюся. Случайная погрешность средства измерений — составляющая погрешности средства измерений, изменяю-щаяся случайным образом.

Изображение слайда
23

Слайд 23

. Класс точности средств измерений Обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемой основной и дополни-тельной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Основная погрешность средства измерений — погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях. Дополнительная погрешность средства измерений — составляющая погрешности средства измерений, возникаю-щая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального значения.

Изображение слайда
24

Слайд 24

. Предел допускаемой погрешности средства измерений Предел погрешности — наибольшее значение погрешности средств измерений, устанавливаемое нормативным доку-ментом для данного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению. Пример 1. Для 100-миллиметровой концевой меры длины 1-го класса точности пределы допускаемой погрешности равны ± 50 мкм. Пример 2. Пределы допускаемой основной погрешности прибора для измерения силы электрического тока класса точности 0,5 равны ± 0,5% (в единицах измеряемой величины).

Изображение слайда
25

Последний слайд презентации: ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ. ЛЕКЦИЯ 9. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ

. Пример описания средства измерений Наибольший предел взвешивания – 510 г. Наименьший предел взвешивания 0,5 г. Класс точности (ГОСТ 24104) I I  (высокий) Лабораторные весы серии ВМ высокого класса точности с ярким светодиодным индикатором. Модели весов с дискрет-ностью 1 мг на нагрузки 150, 210 и 310 г.

Изображение слайда