Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров), страница 2

Под измерительной информацией понимают информацию о значениях измеряемых физических величин. Сигнал измерительной информации — это сигнал, функционально связанный с измеряемой физической величиной. Различают аналоговые и цифровые измерительные приборы. А н а л о г о в ы й прибор — такой прибор, показания которого являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины.

Ц и ф р о в о й — это прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме. Важной частью измерительных приборов являются измерительные преобразователи. Из мер и тельны м преобразователемм называют 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. Сложные измерительные средства могут состоять из фуункционально связанных простых измерительных средств. К ним относятся измерительные установки и измерительные системы. Из мер и тельная установка — это совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятйя наблюдателем.

Она расположена в одном месте. Из мер и тельная система — совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей н вспомогательных устройств), соединенных междб собой каналами связи и предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. Измерительная система может состоять нз нескольких измерительных установок, связанных каналами связи и обеспечивающих решение общей измерительной задачи. Наиболее многочисленная группа средств измерений — измерительные приборы. Их классифицируют по различным .признакам: назначению, принципу действия, условиям эксплуатации, констрбкции, отсчетному устройству, точности и т.

д. Приборы, использ(уемые в электро- и радиотехнике, мопут быть: общего назначения— широко распррстраненные, предназначенные для работы в различ- ных условиях эксплуатации (науке, технике и производстве); специальные — узкого назначения, пригодные для работы только при определенных условиях эксплуатации; встроенные — входящие конструктивно н состав каких-либо устройств и аппаратов; образцовые (эталонные) — высокой точности, предназначенные для по- верки и градуировки измерительных приборов более низкой точности, и др.

Средства измерений в соответствии с ГОСТ 22261 — 82 должны ~удовлетворять следующим гр~уппам требований: 1) техническим; 2) безопасности', 3) правилам приемки; 4) методам испытаний. В первую группу входят требования к нормируемым метрологическим характеристикам; к сопротивлению входных и выходных цепей; к времени установления рабочего режима и продолжитель' ности непрерывной работы; к надежности.

Стандарт распространяется также на вспомогательные части к средствам измерений, к которым относятся элементы измерительной цепи средств измерений, расположенные вне их корпуса. й 1.3. Характеристики измерений и их виды Основными характеристиками измерений являются принцип, метод и точность, Принцип измерений †совокупнос физических явлений, на ко.торых основаны измерения, например измерение напряжения на основе электростатического взаимодействия заряженных проводников. Метод измерений — совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Например, вольтметры для измерения напряжения переменного тока высокой частоты могут содержать такую последовательность операций, основанных на различных принципах: нелинейное преобразование и.

выделение постоянной составляющей тока, преобразование постоянного электрического- тока во вращающий момент электромагнитного измерительного механизма. Каждая операция осуществляется с помощью отдельных средств измерений. Различают два основных метода измерений: негюсредственной оценки и сравнения с мерой. 1. Метод непосредственной оценки в метод измерений, при котором значение физической величины определяют непосредственно цо отсчетномй' устройству измерительного прибора прямого действия.

2. Метод сравнения с мерой — метод измерений, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой, например.измерение напряжения постоянного тока путем сравнения с э. д. с. нормального элемента. Есть несколько разновидностей метода сравнения. К ним относятся следующие: . а) дифференциальный метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой и из- вестной величин, воспроизводимых мерой, например измерение электрического сопротивления мостом с неполным его уравновешиванием; б) нулевой — метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия на прибор сравнения доводят до нуля, например измерение электрического сопротивления мостом с полным его бравновешиваннем; в) метод замещения — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой„например измерение вносимого электрической цепью ослабления сигнала путем поочередного включения в измерительыую установку исследуемой цепи и репулируемого рабочего аттенюатора.

Каждый из методов можно реализовать разными способами. По способу получения результата различают прямые, косвенные, совокупные н совместные измерения. П р я м о е измерение — такое, при котором значение физической величины находят непосредственно из опытных данных, например измерение электрического тока с помощью амперметра. Кос в е ни о е измерение — такое, при котором искомое значение физической величины У находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами Хь Хь ..., Х„, подвергаемыми прямым измерениям. В результате измерения искомая величина находится путем расчета по формуле У=Г(Хь Хь ..., Х„). Например, при измерении мощности с помощью амперметра и вольтметра ток! и напряжение и измеряют прямым методом, а мощность Р вычисляют по формуле Р=и!.

В этом примере используется два измерительных прибора; их может быть и больше. Совокупными измерениями называют измерения нескольких одноименных величин, производимые одновременно, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин, например измерения, при которых значения сопротивлений отдельных резисторов набора находят по известному сопротивлению одного из них и по результатам прямых сравнений сопротивлений различных сочетаний резисторов.

С о в м е с т н ы м и измерениями называют производимые одновременно измерения двух или нескольких йеоднонменных величин для нахождения зависимости между ними. Например, сопротивление при температуре 20'С и температурные коэффициенты измерительного резистора находят по данным прямых измерений его сопротивления при различных температурах. По способу выражения результатов различают абсолютные и относительные измерения.

А б с о л ю т н ы м называют измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин н (или) использовании значений физических констант, например измерение силы тока в амперах (кратных или дольных единицах ампера). О т н о с и т е л ь н ы м называют измерение отношения фнзиче ской величины к одноименной, играющей роль единицы, или измерение величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходцую, например измерение кдэффициента передачи четырехполюсника на .разных частотах по отношению к максимальному значению этого коэффициента на некоторой. частоте. По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения делятся на статические (измеряемая величина остается постоянной) и динамические (величина меняется).

Точность — это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. При этом под истинным значением физической величины понимается ее значение, которое в качественном и количественном отношении идеально отражало бы соответствующее свойство объекта. По точности измерения делятся на три класса: а) измерения высшей точности, выполняемые при исследовании эталонов и опре.делении фундаментальных физических констант; б) контрольно- поверочные измерения, выполняемые при государственной и ведомственной поверке средств измерений; в) технические измерения на производстве.

й 1.4. Обеспечение единства измерений С целью обеспечения единства измерений единицы Международной системы воспроизводятся централизованно с помощью государственных эталонов и информация об их размере передается рабочим средствам измерений. Эталоном называется средство (или комп лекс средств) измерений, обеспечивающее воспроизведение и (или)1 хранение единицы для передачи ее размера нижестоящим по пове рочной схеме средствам измерений„выполненное по особой специя фикации и официально утвержденное в установленном порядке в качестве эталона. Передача размеров единиц от эталонов рабочим мерам и измерительным приборам ооуществляется с'помощью аб. разцовых средств измерений. О бр а зцо вы м средством измерений называется мера, измерительный прибор нли преобразователь, служащие для поверки по ним других средств измерений и утвержденные в качестве образцовых.