Вопрос
Измерительные приборы. Определение, виды приборов. Отсчетные устройства приборов. Характеристики шкал приборов.
Измерительным прибором называется - средство измерений, реализующие измерительное преобразование, сравнение с мерой, воспроизведение величины заданного размера в комплексе.
Измерительный прибор — СИ, предназначенное для получения значений измеряемой величины в установленном диапазоне.
Как правило, измерительный прибор имеет устройства для преобразования измеряемой величины в сигнал измерительной информации и устройство для его индикации в форме, наиболее доступной для восприятия.
Во многих случаях устройство для индикации имеет шкалу со стрелкой, диаграмму, цифровое табло или дисплей, благодаря которым может быть произведен отсчет или регистрация результата измерений.
В компьютеризированных СИ регистрация результата измерений может проводиться автоматически на носитель того или иного вида.
Виды измерительных приборов:
аналоговые (выходной сигнал является непрерывной функцией измеряемой величины) и цифровые (выходной сигнал представлен в цифровом виде), показывающие (допускают только отсчитывание показаний) и регистрирующие (предусмотрена регистрация результатов измерений), суммирующие (показания функционально связаны с суммой двух или нескольких величин) и интегрирующие (значение измеряемой величины определяется путем ее интегрирования по другой величине). Например, микрометр и цифровой вольтметр относятся к показывающим измерительным приборам, барограф — к регистрирующим.
Различают также измерительные приборы прямого действия и сравнения.
В измерительном приборе прямого действия результат измерений снимается непосредственно с его устройства индикации. Примерами таких приборов являются амперметр, манометр, ртутно-стеклянный термометр. Измерительные приборы прямого действия предназначены для измерений методом непосредственной оценки.
В отличие от них, измерения методом сравнения с мерой проводится с помощью измерительных приборов сравнения, называемых также компараторами.
Любой измерительный прибор прямого действия можно использовать в качестве компаратора, если последовательно регистрировать его показания при измерениях величины, воспроизводимой мерой, и неизвестной величины. Именно так и делается в аналитических измерениях: аттестация стандартных образцов, как правило, проводится методом сличения при помощи компаратора, в роли которого может выступить любой аналитический прибор, способный с приемлемой точностью измерить величину, воспроизводимую этими образцами.
Измерительный прибор сравнения—измерительный прибор, предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известно. Примерами компараторов являются: двухчашечные весы, интерференционный компаратор мер длины, мост электрического сопротивления, электроизмерительный потенциометр, фотометрическая скамья с фотометром. Компараторы для выполнения своих функций могут не хранить единицу. Такие компараторы, строго говоря, нельзя считать средствами измерений. Тем не менее, они должны обладать рядом важных метрологических свойств, прежде всего, обеспечивать небольшую случайную погрешность и высокую чувствительность измерений.
Отсчетное устройство приборов
Измерительного прибора часть прибора, предназначенная для отсчитывания егопоказаний. Отсчетное устройство аналогового прибора обычно состоит из шкалы и указателя (стрелки, лучасвета). Отсчетное устройство цифрового прибора позволяет непосредственно получить показание, записанное в цифровой форме.
Характеристики школ приборов
Шкала прибора — часть конструкции, на которой нанесены деления шкалы. Стрелочные измерительные приборы: вольтметры, амперметры, омметры и т. д., - обладают шкалами. Иногда шкала у прибора всего одна, а иногда их несколько, при этом индикатором измерений служит всего одна стрелка.
Более распространенными являются именованные шкалы, то есть шкалы, на которых деления проградуированы соответствующими единицами измеряемых величин, это градуированные шкалы.
Встречаются условные шкалы. Если прибор имеет несколько переключаемых пределов измерений, то шкала будет наверняка условной, и одни и те же деления будут иметь разные значения в каждом из установленных пользователем пределов. Для того, чтобы по условной шкале прибора определить точно значение измеряемой в данный момент величины, необходимо, зная цену деления, количество делений до того места, куда отклонилась, и где остановилась в данный момент стрелка, умножить на цену деления.
Если цена деления не ясна, то ее можно легко найти, для этого берется разность между двумя известными значениями на шкале, и делится на количество делений между этими значениями. Например, известно, что красная шкала имеет ширину 10 вольт, а количество делений 50, значит цена деления для красной шкалы составляет 200 мВ.
Если на шкале есть отметка ноль, то шкала называется нулевой. Если нуля нет, то шкала называется безнулевой. Что касается нулевых шкал, то они, в свою очередь, подразделяются на односторонние и двухсторонние.
У односторонних ноль размещен в самом начале шкалы, а у двухсторонних — по центру или между конечной и начальной отметками. Так, в зависимости от расположения нуля, двухсторонние шкалы подразделяются на несимметричные и симметричные.
Симметричная шкала ноль имеет по центру, несимметричная — не по центру шкалы.
Вопрос