Лекции по "Метрологии"

Лекция 11

Структурные элементы СИ

Принцип действия СИ – физический принцип, положенный в основу построения СИ данного типа.

Измерительная цепь средства измерения – совокупность элементов СИ, образующих непрерывный путь прохождения измерительного сигнала одной физической величины от входа до выхода.

Чувствительный элемент СИ – часть измерительного преобразователя в измерительной цепи, воспринимающий входной измерительный сигнал.

Измерительный механизм – совокупность элементов СИ, которые обеспечивают необходимое перемещение указателя (стрелки, светового пятна и т.д.). Например, измерительный механизм вольтметра состоит из постоянного магнита и подвижной рамки.

Показывающее устройство СИ –– совокупность элементов СИ, которое обеспечивает визуальное восприятие значений измеряемой величины или связанных с ней величин.

Указатель – часть показывающего устройства, положение которой относительно отметок шкалы определяет показание СИ.

Регистрирующее устройство СИ - совокупность элементов СИ, которые регистрируют значение измеряемой величины или связанной с ней величины.

Измерительное устройство СИ – часть измерительного прибора (установки, системы), связанные с измерительным сигналом и имеющая обособленную конструкцию и назначение.

Шкала СИ – часть показывающего устройства СИ, представляющее собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ней нумерацией.

Отметка шкалы – знак на шкале СИ, соответствующий некоторому значению измеряемый величины. Он может быть в виде черточки, точки, зубца.

Различают равномерные и неравномерные шкалы.

Равномерная шкала – шкала с делениями постоянной длины и с постоянной ценой деления.  

Неравномерная шкала – шкала с делениями непостоянной длины, а в некоторых случаях и с непостоянной ценой деления.

Практически равномерная шкала - шкала, длина делений которой отличается друг от друга не более чем на 30% и имеет постоянную цену делений.

 Существенно  неравномерная шкала - шкала с сужающимися делениями, для которой значение выходного сигнала, соответствующее полусумме верхнего и нижнего пределов диапазона изменений входного (выходного) сигнала, находится в интервале между 65 и 100% длины шкалы, соответствующей диапазону изменений входного (выходного) сигнала.

Степенная шкала - шкала с расширяющимися или сужающимися делениями, отличная от шкал, указанных выше.

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

Деление шкалы – промежуток между двумя соседними отметками шкалы СИ.

Длина деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок шкалы, измеренное вдоль воображаемой линии, которая проходит через середину самых коротких отметок шкалы.

Цена деления шкалы – разность значения величины, соответствующая двум соседним отметкам шкалы СИ.

Длина шкалы - длина линии, проходящей через центры всех самых коротких отметок шкалы средства измерений и ограниченной начальной и конечной отметками.

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.

Диапазон показаний СИ – область значений шкалы прибора, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы.

Диапазон измерений – область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ.

Зона нечувствительности средства измерений – диапазон значений измеряемой величины, в пределах которого ее изменения не вызывают выходного сигнала средства измерений.

Метрологическая характеристика средства измерений – характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность.

Нормируемые метрологические характеристики типа средства измерений – совокупность метрологических характеристик данного типа средств измерений, устанавливаемая нормативными документами на средства измерений.

Точностные характеристики средства измерений – совокупность метрологических характеристик средства измерений, влияющих на погрешность измерения.

Номинальное значение меры – значение величины, приписанное мере или партии мер при изготовлении.

Действительное значение меры – значение величины, приписанное мере на основании калибровки или поверки.

Показания средств измерения – значение величины или число на показывающем устройстве средства измерений.

Вариация показаний измерительного прибора – разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.

Чувствительность СИ – свойство средства измерений, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины.

Различают абсолютную и относительную чувствительность. Абсолютная чувствительность определяется по формуле:

,

где - изменение сигнала на выходе;

- изменение измеряемой  величины.

Относительная чувствительность определяется по формуле:

,

где - изменение сигнала на выходе;

- изменение измеряемой  величины;

x – измеряемая величина.

Порог чувствительности средства измерений – характеристика средства измерений в виде наименьшего значения изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее изменение данным средством.

Разрешение средства измерений – характеристика средства измерений, выраженная наименьшим интервалом времени между отдельными импульсами или наименьшим расстоянием между объектами, которые фиксируются прибором отдельно.

Градуированная характеристика СИ – зависимость между значениями величин на ходе и выходе средства измерений, полученная экспериментально.

Смещение нуля – показание средства измерений, отличное от нуля, при входном сигнале, равном нулю.

Дрейф показаний средства измерений – изменение показаний средства измерений во времени, обусловленное изменением влияющих величин или других факторов.

Метрологическая исправность средства измерений – состояние средства измерений, при котором все нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям.

Метрологическая надежность средства измерений - надежность средства измерений в части сохранения его метрологической исправности.

Метрологический отказ  средства измерений – выход метрологической характеристики средства измерений за установленные пределы.

Стабильность средств измерений – качественная характеристика СИ,  отражающее неизменность во времени его метрологических характеристик.

Нестабильность средств измерений – изменение метрологических характеристик средства измерений за установленный интервал времени.