Виды средств измерений, применяемых в строительстве
Средство измерений – техническое устройство, предназначенное для измерений и позволяющее решать измерительную задачу путем сравнения измеряемой величины с единицей или шкалой ФВ. Средство измерений - обобщенное понятие, объединяющее самые разнообразные конструктивно законченные устройства, обладающие одним из двух признаков: вырабатывают сигнал (показание), несущий информацию о размере (значении) измеряемой величины и воспроизводят величину заданного размера.
Типовые средства измерений, применяемых в строительстве в зависимости от измеряемых показателей
1.Линейные и угловые величины
1)Измерительные линейки изготовляются длиной до 1 м и имеют цену деления 1 мм или 0,5 мм. Измерительные рулетки изготовляются длиной от 1 м до 30 м и более ("измерительные ленты") с ценой деления 1 мм (измерительные ленты– 1 см).
2)Штангенциркули в настоящее время производятся трёх типов − нониусные, с круговой шкалой и цифровые. Штангенциркулями измеряют длину, ширину, толщину изделий или их частей. Большинство штангенциркулей имеют губки, позволяющие измерять внутренние размеры отверстий, пазов и т.п. Некоторые штангенциркули совмещаются с глубиномером, позволяющим измерять глубину отверстий, пазов, внутреннюю высоту полых изделий и т.п.
3) Микрометры – устройства для точных измерений линейных размеров. Микрометры чаще всего применяются в комплекте со скобой - жёсткой стальной С-образной рамкой. Микрометры бывают с микрометрической резьбой и цифровые.
4) Измерительные скобы представляют собой жёсткую стальную С-образную раму с измерительным устройством, позволяющим непосредственно измерять отклонение от номинального размера изделия. Перед применением скобу настраивают на номинальное значение, а затем, вставляя изделие между подвижным и неподвижным стержнями, по шкале отсчётного устройства определяют отклонение от номинального значения.
2. Отклонения формы поверхности, шероховатости
1) Уровни (строительные) – средства измерений, предназначенные для определения горизонтального и вертикального положения изделий или конструкций. Представляют собой бруски различной длины с встроенными в них одной или несколькими ампулами, заполненными подкрашенным спиртом или эфиром так, чтобы оставался небольшой воздушный пузырёк. Иногда конструкция обоймы с ампулой позволяет поворачивать её на заданный угол. В этом случае уровнем можно пользоваться для измерения отклонения элемента (ребра, поверхности изделия или конструкции) от заданного наклонного положения.
2)Профилограф – прибор для оценки шероховатости поверхности
3. Масса
1)Гири представляют собой меры массы. Наборы мелких гирь часто называют разновесами или разновесом. Номинальное значение массы гири в килограммах должно быть равно 1 · 10n или 2 · 10n или 5 · 10n, где n – целое число от минус 6 до плюс 3 включительно. Таким образом, масса гирь может находиться в пределах от 1 мг до 5000 кг. Гири массой до 500 мг изготавливают в форме пластин или изогнутых проволочек; массой от 1 г до 20 кг включительно – в виде цилиндров с головкой или без головки, усечённого конуса с головкой или без головки, а также в виде "условных" гирь - цилиндров с радиальным вырезом. Гири большей массы изготавливают по рабочим чертежам на заказ, например, в форме прямоугольного параллелепипеда с вырезом для захвата рукой или крюком.
2)Весы – широко распространённые средства измерений массы. Существует большое количество конструкций весов - рычажные, электротензометрические, гидростатические, гидравлические, пружинные, а также промышленные и специальные весы, например, автомобильные, непрерывного действия и др., охватывающих огромный диапазон измерений – от долей миллиграмма до десятков тонн.
4. Прочность, твердость, сила
1) Пресс – наиболее распространённое средство измерения нагрузок при испытаниях материалов и изделий на прочность. В соответствии с ГОСТ 28840 максимальная нагрузка данных средств измерений может находиться в пределах от 10 Н (1 кгс) до 10 МН (1000 тс).
2) Склерометр – прибор для определения твердости материала. Испытание материалов методом царапания, известное как склерометрия, применяется в мировой практике более 300 лет и является одним из старейших способов оценки механических характеристик твёрдых тел.
5. Плотность
1) Ареометры – приборы для определения плотности жидкостей. Слово "ареометр" произошло от греческого "araiós" – неплотный, жидкий и слова "метр". Различают ареометры постоянной массы, называемые денсиметрами, и постоянного объёма. Последние применяются значительно реже, но могут использоваться для определения плотности твёрдых тел. Ареометр – денсиметр представляет собой стеклянный запаянный сосуд, в нижней – широкой части которого располагается груз (обычно дробь), а в верхней – узкой – шкала плотности. Ареометр погружают в сосуд с жидкостью и фиксируют по шкале плотность испытуемой жидкости.
2) Объёмомер представляет собой ёмкость, в верхней части стенки которого имеется небольшое отверстие с "носиком". Объёмомеры предназначены для измерения плотности твёрдых тел.
6. Вязкость
1) Вискозиметр – прибор для определения динамической и кинематической вязкости. Виды: капилярные, ротационные (с падающим шариком)
2) Дуктилометр – прибор для измерения тягучести полутвердых материалов.
7. Температура
1) Термометры – широко распространённые средства измерений температуры. Известны следующие основные виды термометров: расширения, манометрические, сопротивления, с термопарами, пирометры. Термометры расширения бывают жидкостные, биметаллические и дилатометрические. Жидкостные стеклянные термометры бывают ртутные(от минус 30 °С до 650 °С), спиртовые (от минус 100 °С), толуоловые (от минус 90 °С) и пентановые (от минус 190 °С). По назначению бывают лабораторные, технические (длиной от 60 мм до 2 м), образцовые и контактные. Контактные термометры предназначены для контроля и регулирования температуры. У них имеются в капилляре впаянные (неподвижные) или подвижные контакты 1 и 2,расстояние между которыми регулируется винтом.
8. Теплофизические величины
1) Дилатометр – прибор, предназначенный для измерения изменения размеров тела, вызванных внешними воздействиями (температура, давление, ЭМП)
9. Влажность
1) Психрометры предназначены для измерения влажности воздуха. Бывают двух основных типов – аспирационные и электронные. Точному измерению влажности воздуха серьёзно мешает расслоение воздуха в помещении по высоте, движение воздуха (ветер), и даже дыхание оператора. Поэтому при необходимости повышения точности измерений применяют выносные датчики, позволяющие минимизировать влияние двух последних факторов.
2) Влагомеры предназначены для измерения влажности материалов – древесины, песка, щебня (гравия) и др. Наибольшее распространение получили электронные влагомеры, принцип действия которых основан на зависимости между влажностью и электросопротивлением материалов.
10. Акустические величины
1) Шумомер – прибор для объективного измерения уровня звука. Не следует путать этот параметр с уровнем громкости. Не всякий прибор, измеряющий звук – шумомер.
2) Виброметр – прибор, предназначенный для контроля и регистрации виброскорости, виброускорения, амплитуды, частоты объектов. В частности применяются для измерения параметров вибрации виброустановок, применяемых для уплотнения бетонной смеси при изготовлении жби.
11. Электрические величины
Амперметр, вольтметр, омметр
12. Время
1) Секундомеры – традиционное средство измерений времени при проведении испытаний строительных материалов. Цена деления механических секундомеров составляет (0,2 – 1) с, электронных – от 0,01 с. Можно отметить, что сегодня в некоторых стандартах допускается измерять время при помощи обычных (бытовых) часов.
2) В строительстве при некоторых испытаниях применяются ультразвуковые приборы, предполагающие измерение времени прохождения ультразвука через толщу материала. Время в таких приборах исчисляется миллионными долями секунды.
13. Расход и количество
Расходоме́р — прибор, измеряющий объемный расход или массовый расход вещества, т. е. количество вещества (объем, масса), проходящее через данное сечение потока например, сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство (счетчик) и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его называют счетчиком-расходомером.
14. Давление
Манометр – прибор, измеряющий давление жидкости или газа
15. Испытательные машины и оборудование
Приспособления для испытаний различных материалов и изделий каменных, деревянных, пластмассовых и др. - на изгиб, загиб, скалывание и т.п.
Цилиндры с пуансонами для испытания на прочность заполнителей для тяжёлых и лёгких бетонов. Испытательные стенды и комплекты приспособлений для испытания на прочность, жёсткость, трещиностойкость, выносливость железобетонных, стальных, деревянных изделий и конструкций, фрагментов зданий и сооружений, оконных и дверных блоков, специальных стёкол и стеклопакетов и т.п. Сушильные шкафы создают в замкнутом объёме повышенную температуру, обычно, не выше 500 °С. температуры.
Лабораторные печи или термокамеры создают в объёме своей камеры высокую температуру. Максимальная температура, в зависимости от назначения оборудования, может быть от 400°С до 1700 °С. Для специальных работ создаются печи с бóльшей максимальной температурой.
Морозильные (крио-) камеры предназначены для охлаждения материалов до заданной температуры.
Климатические камеры предназначены для моделирования одновременного воздействия на строительные материалы и изделия нескольких климатических факторов: повышенной и (или) пониженной температуры, переменной влажности воздуха, дождя, ультрафиолета и др. Среди них можно выделить установки для испытания на сопротивление теплопередаче различных строительных конструкций, состоящие, обычно, из "тёплого" и "холодного" отсеков, между которыми монтируется образец – фрагмент испытываемой конструкции. Сопротивление теплопередаче оценивается по разности температур на противоположных поверхностях образца.