Состав измерительных приборов и преобразователей

 

Измерительные приборы и преобразователи имеют типовые элементы:

1. Измерительный механизм — совокупность элементов средств измерений, которые обеспечивают необходимое перемещение указателя (стрелки, цифровых показаний и т. д.).

2. Чувствительный элемент средства измерений – часть измерительного преобразователя в измерительной цепи, воспринимающая входной измерительный сигнал.

3. Измерительное устройство – часть измерительного прибора (установки или системы), связанная с измерительным сигналом и имеющая обособленную конструкцию и назначение. Пример. Измерительным устройством может быть названо регистрирующее устройство измерительного прибора (включающее ленту для записи, лентопротяжный механизм и пишущий элемент), измерительный преобразователь.

4. Измерительные принадлежности – вспомогательные средства, служащие для обеспечения необходимых условий для выполнения измерений с требуемой точностью. Примеры:

· Токовые клещи

· Щупы

· Термостат

· Специальные противовибрационные фундаменты и подставки.

· Устройства, экранирующие влияние электромагнитных полей.

· Тренога для установки прибора по уровню.

 

5. Отсчетные устройства

Измерительная цепь (англ. measuring chain) – совокупность элементов средств измерений, образующих непрерывный путь прохождения измерительного сигнала одной физической величины от входа до выхода. Измерительную цепь измерительной системы называют измерительным каналом.

 

Отсчетные устройства

 

Индикатор (англ. detector) – техническое средство или вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения.

Индикатором наличия (или отсутствия) измерительного сигнала может служить осциллограф. Индикатор близости к нулю сигнала называют нулевым или нуль-индикатором. При химических реакциях в качестве индикатора применяют лакмусовую бумагу и какие-либо вещества. В области измерений ионизирующих излучений индикатор часто дает световой и (или) звуковой сигнал о превышении уровнем радиации его порогового значения.

Показывающее устройство средства измерений (англ. indicating device) – совокупность элементов средства измерений, которые обеспечивают визуальное восприятие значений измеряемой величины или связанных с ней величин.

Указатель средства измерений (англ. index) – часть показывающего устройства, положение которой относительно отметок шкалы определяет показания средства измерений. Примеры:

· У барометра-анероида указателем является подвижная стрелка.

· У ртутного термометра – поверхность столбика жидкости.

Регистрирующее устройство средства измерений (англ. recording device) – совокупность элементов средства измерений, которые регистрируют значение измеряемой или связанной с ней величины.

 

Шкала средства измерений (англ. scale) – часть показывающего устройства средства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ними нумерацией. Отметки на шкалах могут быть нанесены равномерно или неравномерно. В связи с этим шкалы называют равномерными или неравномерными.

Отметка шкалы (англ. scale mark) – знак на шкале средства измерений (черточка, зубец, точка и др.), соответствующий некоторому значению физической величины.

Числовая отметка шкалы – отметка шкалы средства измерений, у которой проставлено число.

Деление шкалы (англ. scale division) – промежуток между двумя соседними отметками шкалы средства измерений.

Длина деления шкалы (англ. scale spacing) – расстояние между осями (или центрами) двух соседних отметок шкалы, измеренное вдоль воображаемой линии, проходящей через середины самых коротких отметок шкалы.

Цена деления шкалы (англ. scale interval) – разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерений.

Длина шкалы (англ. scale length) – длина линии, проходящей через центры всех самых коротких отметок шкалы средства измерений и ограниченной начальной и конечной отметками.

Примечания:

· Линия может быть реальной или воображаемой, кривой или прямой.

· Длина шкалы выражается в единицах длины независимо от единиц, указанных на шкале.

Начальное значение шкалы – наименьшее значение измеряемой величины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений.

Конечное значение шкалы – наибольшее значение измеряемой величины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений.

Табло цифрового измерительного прибора – показывающее устройство цифрового измерительного прибора.

 

В цифровом приборе непрерывная по размеру и во времени величина преобразуется в дискретную, квантуется, кодируется, и цифровой код отображается на цифровом отсчетном устройстве. В результате показания цифрового прибора являются дискретными во времени и квантованными по размеру, т.е. могут принимать лишь конечное число значений.

Внешним признаком аналоговых или цифровых приборов является наличие аналогового или цифрового показывающего или регистрирующего устройства.

Аналоговые показывающие устройства электронных приборов обычно представляют собой электромеханический преобразователь и аналоговое отсчетное устройство, состоящее из шкалы, проградуированной с помощью мер и играющей роль меры при измерении, и указателя, совершающего линейное или угловое перемещение. В качестве указателя используются либо стрелка, либо луч света.

 

Главные атрибуты любого шкального СИ, на примере рисунка:

· А — обозначение типа прибора (Амперметр).

· 5 — обозначение класса точности (γ = 5 %).

· Знак катушки с сердечником — обозначение типа измерительного механизма (электромагнитный).

· Знак волны — обозначение рода измеряемого тока (прибор предназначен для измерения переменного тока).

· Знак перпендикуляра — обозначение одного из условий эксплуатации (механический баланс подвижных деталей прибора рассчитан на вертикальное положение).

· Точка вблизи начала шкалы — обозначение запретной, для измерений, области в начале шкалы.

 

Цифровое отсчетное устройство обычно состоит из цифровых знаковых индикаторов, обеспечивающих воспроизведение десятичных цифр, и алфавитных индикаторов, позволяющих указать единицу измеряемой величины. Для долговременного хранения информации используются также различные виды запоминающих устройств.

Цифровое отсчетное или регистрирующее устройство никак не ограничивает точность цифрового прибора.

Однако не всегда цифровое отсчетное или регистрирующее устройство лучше аналогового. При большом числе одновременно измеряемых величин (контроль сложного объекта) показания аналоговых приборов воспринимаются легче, так как независимо от цифр на шкале пространственное положение указателя и характер его перемещения или осциллограмма регистрируемого процесса позволяет более оперативно проводить анализ контролируемого процесса.