Основи метрології стандартизації та контролю якості Змістовний модуль

Основи метрології, стандартизації та контролю якості Змістовний модуль – “основи метрології” Лекція № 3 Засоби вимірювальної техніки. Різновиди засобів вимірювальної техніки. Характеристики засобів вимірювальної техніки. Умови застосування засобів вимірювальної техніки. Повірка засобів вимірювальної техніки к. т. н. , доцент Яворський А. В.

Вимірювання здійснюють із застосуванням призначених для цього спеціальних технічних засобів - засобів вимірювальної техніки (ЗВТ). Ці засоби взаємодіють з ЗВТ об'єктом, внаслідок чого на їх входах отримують сигнали, які містять інформацію про вимірювану величину. Згідно із ДСТУ 2681 -94 до ЗВТ належать засоби вимірювань (ЗВ) та вимірювальні пристрої (ВП). Особливістю засобів (ВП) вимірювань є те, що з їх допомогою безпосередньо одержують результат вимірювання. До ЗВ належать вимірювальні прилади, вимірювальні канали, вимірювальні системи та вимірювальні устави. Вимірювальні пристрої (міри, вимірювальні перетворювачі, компаратори та обчислювальні компоненти) виконують лише одну з вимірювальних операцій і самостійно не забезпечують одержання результату вимірювання, а лише в сукупності з іншими пристроями чи засобами вимірювань.

Різновиди засобів вимірювальної техніки Засоби вимірювань Вимірювальні пристрої Вимірювальні прилади Міри Вимірювальні системи Компаратори Вимірювальні канали Вимірювальні перетворювачі Вимірювальні установки Обчислювальні компоненти

Вимірювальний прилад Призначений для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем. Прикладами є вольтметр, лічильник тощо. Вимірювальний канал Це сукупність засобів вимірювальної техніки, засобів зв'язку та інших пристроїв, призначена для отримання вимірювальної інформації про одну вимірювальну величину.

Вимірювальні системи - це сукупність вимірювальних каналів, інших засобів вимірювальної техніки і зв'язку, обчислювальних та інших технічних пристроїв, а також керуючих та обчислювальних програм, об'єднаних для отримання вимірювальної інформації про стан досліджуваного об'єкта загалом. Вимірювальні системи призначені для вимірювання не однієї величини, а сукупності величин, які характеризують стан об'єкта. Ці величини можуть бути як одного виду, так і різних видів, що характеризують різні властивості об'єкту. Вимірювальна система комерційного обліку нафти і нафтопродуктів

Вимірювальна установка Вимірювальна уставка - це сукупність функціонально об'єднаних вимірювальних приладів і пристроїв та інших технічних засобів, призначених для досліджень властивостей зразків матеріалів та метрологічної перевірки інших засобів вимірювальної техніки. Об'єктом досліджень у такому разі є засоби вимірювальної техніки (прилади, канали систем, сенсори та інші вимірювальні перетворювачі, міри тощо). Конструктивно вимірювальна уставка виконана переважно як одне ціле у вигляді стенда з необхідними пристроями під'єднання досліджуваних зразків, регулювання величин, відображення і документування результатів. Вимірювальна установка повірки газових лічильників

Міра - вимірювальний пристрій, що реалізує відтворення і (або) збереження фізичної величини заданого значення. Розрізняють однозначні та багатозначні міри (магазини). Однозначні міри відтворюють одне значення фізичної величини. Компаратори - це вимірювальні пристрої, за допомогою яких порівнюють вимірювану та відтворену мірою величини. Прикладом компаратора є терези для знаходження маси тіла його зрівноважуванням гирями відомої маси. Часто компаратор може бути сконструйованим разом з однозначною чи багатозначною мірою (для зрівноважування величин), а також масштабним перетворювачем та іншими пристроями, наприклад, нуль-індикатором, за яким встановлюють факт порівняння величин. У такий спосіб побудовані компаратори електричних опорів - мости постійного і змінного струмів, компаратори електричної напруги тощо.

Вимірювальний перетворювач (ВП) - вимірювальний пристрій, що реалізує вимірювальне перетворення. До вимірювальних перетворювачів, зокрема, належать масштабні ВП та ВП неелектричних величин. Масштабний ВП здійснює масштабне перетворення фізичної величини без зміни роду. Наприклад, подільник напруги, підсилювач напруги, вимірювальні трансформатори, вимірювальний шунт тощо. ВП неелектричних величин (сенсори) - це перетворювачі роду ФВ, вони перетворюють неелектричну величину, наприклад, температуру, в електричний сигнал (термоелектричний перетворювач). Тензорезистор перетворює механічну деформацію у зміну електричного опору. Масштабні вимірювальні перетворювачі Вимірювальні перетворювачі неелектричних величин

Обчислювальні компоненти - це пристрої, за допомогою яких здійснюють необхідні обчислювальні процедури над первинними результатами вимірювань для отримання остаточних результатів. Залежно від обсягу та складності виконуваних операцій ці компоненти можуть бути різної складності - від найпростіших мікропроцесорів, універсальних комп'ютерів аж до найскладніших спеціалізованих процесорів сигналів та мультипроцесорних систем. Важливим елементом обчислювального компонента є його програмне забезпечення, а з метрологічного погляду -програма (чи програми) опрацювання результатів вимірювань. Приклад побудови вузла обліку природного газу

Аналогові і цифрові засоби вимірювальної техніки Аналогові і цифрові прилади відрізняються способом отримання результату вимірювання. В аналогових приладах значення вимірюваної величини перетворюється в кутове чи лінійне переміщення покажчика (стрілки чи світлової плями). Таке переміщення є механічним аналогом розміру вимірюваної величини. Числове значення величини одержується безпосередньо за участю експериментатора, який здійснює відлік за шкалою приладу. У цифрових приладах значення величини отримується автоматично відразу у вигляді числового значення з відповідною одиницею. Експериментатор безпосередньо не бере участі у формуванні відліку.

Залежно від метрологічних функцій всі засоби вимірювальної техніки діляться на еталони, робочі та зразкові. Державний еталон одиниці вимірювання — засіб вимірювальної техніки або комплекс засобів вимірювальної техніки, що забезпечує відтворення і (або) зберігання одиниці фізичної величини для передачіїїрозміру іншим засобам вимірювальної техніки, які стоять нижче за схемою перевірки, за офіційно затвердженим порядком. Еталони електричних одиниць - ампер, вольт, ом, генрі та фарада. Зразковий засіб вимірювання - засіб, який служить для перевірки по ньому інших засобів вимірювань і офіційно затверджений як зразковий. До зразкових засобів вимірювальної техніки належать також зразкові речовини і стандартні зразки. Зразкова речовина - міра у вигляді речовини з відомими властивостями, які відтворюються, якщо дотримано умови приготування, що вказані у затвердженій специфікації (чиста вода, чисті метали, неметали, сплави). Стандартний зразок — міра для відтворення одиниць величин, що характеризують властивості або склад речовин і матеріалів (зразок феромагнітного матеріалу, легованої сталі тощо). Робочий засіб вимірювальної техніки - засіб, який використовується для технік практичних вимірювань, але не служить для перевірки інших засобів вимірювань.

Робочий еталон вищої точності одиниць об'ємної та масової витрати води в діапазонах (0, 012 -320) м 3 /год і (12 -320000) кг/год Робочий еталон вищої точності одиниць об'ємної витрати повітря (газу) в діапазоні (2 -130000) м 3/год Державний еталон одиниці сили світла і освітленості

Метрологічна послідовність передачі розмірів фізичних одиниць від еталонів до робочих вимірювальних приладів

Повірочна схема для віскозиметрів