Reja: O'lchov vositalarining tasnifi

Oʼlchash vositalarini xatoliklari. Elementlarni ishonchliligi. Ishonchlilik mezonlari, mikrominiatyurizatsiyalash
Reja:
1.O'lchov vositalarining tasnifi
2.Jismoniy miqdorlarning standartlari
O'lchov vositalarining tasnifi
O'lchov vositasi (MI) - normallashtirilgan metrologik xususiyatlarga ega, o'lchami ma'lum vaqt davomida o'zgarmagan (belgilangan xatolik ichida) fizik miqdor birligini qayta ishlab chiqaradigan va (yoki) saqlaydigan o'lchovlar uchun mo'ljallangan texnik asbob. interval. Ushbu ta'rifga ko'ra, o'lchovlarda qo'llaniladigan texnik qurilmalarning mohiyati nafaqat normallashtirilgan metrologik tavsiflarning mavjudligida, balki jismoniy miqdor birligini saqlash (yoki ko'paytirish) qobiliyatida va o'lchovlarning o'zgarmasligida hamdir. vaqt o'tishi bilan saqlangan jismoniy miqdor. Agar o'lchov jarayonida birlikning o'lchami me'yorlarda belgilanganidan ko'proq o'zgarsa, bunday vosita kerakli aniqlik bilan natija ololmaydi.Bu shuni anglatadiki, faqat shu maqsadda mo'ljallangan texnik vositalar hajmi (vaqt bo'yicha) bo'yicha etarli darajada doimiy bo'lgan birlikni saqlashi mumkin bo'lgandagina o'lchash mumkin.
Fan va texnologiyaning turli sohalarida turli xil o'lchov vositalari qo'llaniladi, ammo barcha o'lchov vositalariga xos bo'lgan ba'zi umumiy xususiyatlar mavjud bo'lib, ular bo'yicha tasniflanadi.
O'lchovlarning bir xilligini ta'minlash tizimida bajariladigan rolga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi:
- metrologik maqsadlar uchun mo'ljallangan metrologik (standartlar): birlikni takrorlash va (yoki) saqlash va uning o'lchamlarini tekshirish sxemasida pastroq bo'lgan va belgilangan tartibda standart sifatida tasdiqlangan o'lchov vositalariga o'tkazish;
- ishchi - o'lchov birligining o'lchamini boshqa o'lchov vositalariga o'tkazish bilan bog'liq bo'lmagan o'lchovlar uchun mo'ljallangan o'lchov asboblari.
Avtomatlashtirish darajasiga ko'ra barcha o'lchash asboblari uch guruhga bo'linadi:
- avtomatlashtirilmagan;
- avtomatlashtirilgan, avtomatik rejimda o'lchash operatsiyalarining bir yoki bir qismini bajarish;
- avtomatik, avtomatik rejimda o'lchovlarni amalga oshirish, natijalarni qayta ishlash, ro'yxatga olish, ma'lumotlarni uzatish yoki boshqaruv signallarini yaratish bilan bog'liq barcha operatsiyalar.Standartlashtirish darajasiga ko'ra o'lchov vositalari quyidagilarga bo'linadi:
- standartlar talablariga muvofiq standartlashtirilgan, ishlab chiqarilgan va foydalanilgan;
- standartlashtirilmagan - maxsus o'lchash muammosini hal qilish uchun mo'ljallangan o'lchov asboblari.
O'lchov vositalarining aksariyati standartlashtirilgan. Ular sanoat korxonalari tomonidan ommaviy ishlab chiqariladi va majburiy davlat sinovlaridan o'tkaziladi. Standartlashtirilmagan o'lchov asboblari bitta nusxada ishlab chiqariladi. Ular davlat sinovlaridan o'tmaydi va ularning metrologik tavsiflari metrologik attestatsiya jarayonida aniqlanadi.
- asosiy - o'lchov vazifasiga muvofiq qiymati olinishi kerak bo'lgan ushbu jismoniy miqdorning o'lchov vositalari;
- yordamchi - kerakli aniqlikdagi o'lchov natijalarini olish uchun asosiy o'lchov vositalariga yoki o'lchash ob'ektiga ta'siri hisobga olinishi kerak bo'lgan jismoniy miqdorning o'lchov vositalari.
O'lchov vositalarining o'lchash jarayonida tutgan o'rni va bajaradigan funktsiyalariga ko'ra o'lchov vositalari o'lchovlar, o'lchov o'tkazgichlari, o'lchov asboblari, o'lchash tizimlari va o'lchov qurilmalariga bo'linadi.
O'lchov va o'lchov o'tkazgich elementar o'lchov asboblari bo'lib, o'lchov asboblari, o'lchash tizimlari va o'lchash moslamalari murakkab.
O'lchov jarayonini amalga oshirish uchun elementar o'lchov asboblari zarur, ammo ularning har biri alohida olingan holda, natija bilan o'lchash operatsiyalarini bajara olmaydi.
Jismoniy miqdor o'lchovi - bu bir yoki bir nechta o'lchamdagi jismoniy miqdorni ko'paytirish va (yoki) saqlash uchun mo'ljallangan, ularning qiymatlari belgilangan birliklarda ifodalangan va kerakli aniqlik bilan ma'lum bo'lgan o'lchov vositasidir (masalan, og'irlik - massa o'lchovi; o'lchov kolbasi - hajm o'lchovi; o'lchash rezistori - elektr qarshilik o'lchovi).
Bir xil o'lchamdagi jismoniy miqdorni ko'paytirish uchun mo'ljallangan o'lchov bir ma'noga ega (og'irligi - 1 kg, uzunlikning tekis-parallel uchi o'lchovi); turli o'lchamlar - ko'p qiymatli (o'lchov o'lchagich, o'lchov idishi).
Tadbirlar majmuasi va chora-tadbirlar to'plami o'rtasida farqlanadi. O'lchovlar majmuasi - bu alohida tanlangan, har xil o'lchamdagi o'lchovlar majmuasi bo'lib, amaliy foydalanish uchun alohida va turli kombinatsiyalarda (og'irliklar to'plami, o'lchov bloklari to'plami). Chora-tadbirlar do'koni - tizimli ravishda bitta qurilmaga birlashtirilgan chora-tadbirlar majmui, unda ularni turli xil kombinatsiyalarda ulash uchun qurilmalar mavjud (masalan, elektr qarshiliklar do'koni).
Aniq chora-tadbirlar moddalar va materiallarning tarkibi va xususiyatlarining standart namunalarini o'z ichiga oladi - moddalar (materiallar) shaklidagi o'lchov asboblari, ularning tarkibi va xususiyatlari sertifikatlash bilan belgilanadi (masalan, sertifikatlangan o'rta qotishma po'latning standart namunasi). kimyoviy elementlar tarkibining qiymati).
O'lchov o'tkazgich - normallashtirilgan metrologik xususiyatlarga ega bo'lgan texnik vosita bo'lib, u o'lchangan miqdorni boshqa miqdorga yoki qayta ishlash, saqlash, keyingi o'zgartirish, ko'rsatish yoki uzatish uchun qulay bo'lgan o'lchash signaliga aylantirish uchun ishlatiladi. O'lchov o'tkazgichlariga misollar: termoelektrik termometrdagi termojuft, dinamometr prujinasi, elektropnevmatik konvertor va boshqalar.
O'lchov o'tkazgichi har qanday o'lchash moslamasining bir qismidir (o'lchov o'rnatish, o'lchash tizimi va boshqalar) yoki har qanday o'lchash asbobi bilan birga ishlatiladi. O'zgartirilayotgan fizik miqdor kirish deyiladi, o'zgartirish natijasi esa chiqish deb ataladi. Chiqish va kirish qiymatlari o'rtasidagi bog'liqlik o'lchash transduserining asosiy metrologik tavsifi bo'lgan konversiya funktsiyasi bilan o'rnatiladi.
O'lchov pallasida joylashishi bo'yicha transduserlar birlamchi va oraliqlarga bo'linadi. Birlamchi o'lchash moslamasining (o'rnatish, tizim) o'lchash sxemasida birinchi bo'lib, u o'lchangan jismoniy miqdorga bevosita ta'sir qiladi. Strukturaviy ravishda izolyatsiya qilingan, o'lchash signallari olinadigan birlamchi o'zgartirgich sensor deb ataladi (masalan, bosim sensorlari, namlik sensorlari va boshqalar). Ionlashtiruvchi o'lchovlar sohasida sensor detektor deb ataladi.Oraliq konvertor asosiy konvertordan keyin sxemada joylashgan.
O'lchov ma'lumotlarining signalini masofadan uzatish uchun mo'ljallangan o'lchov o'tkazgich uzatuvchi o'lchov o'tkazgich deb ataladi.
O'lchov o'tkazgichlari chiziqli, kirish va chiqish qiymatlari o'rtasida chiziqli munosabatga ega va chiziqli bo'lmaganlarga bo'linadi. Chiziqli konvertorning muhim turi o'lchov signalining o'lchamini ma'lum bir necha marta o'zgartirish uchun mo'ljallangan skalerdir.
Konvertatsiya qilish xususiyatiga ko'ra o'lchash transduserlari quyidagilarga bo'linadi:
- analog, bir analog (uzluksiz) qiymatni boshqasiga aylantirish;
- analogdan raqamliga, analog o'lchash signalini raqamli kodga aylantirish (diskret signal);
- raqamli-analog, raqamli kodni analog qiymatga aylantirish uchun mo'ljallangan.
O'lchov asboblari, o'lchash moslamalari va o'lchash tizimlari murakkab o'lchash asboblari bo'lib, butun o'lchash jarayonini amalga oshirish uchun mo'ljallangan.
O'lchov moslamasi - bu belgilangan diapazonda o'lchangan jismoniy miqdorning qiymatlarini olish uchun mo'ljallangan o'lchov vositasi. Qurilma bir yoki bir nechta o'lchash transduserlarini va ularga ulangan o'lchov ma'lumotlarini ko'rsatish moslamasini o'z ichiga oladi - o'qish moslamasi. O'qish qurilmalari masshtabli, raqamli va yozishga bo'linadi.
Masshtabni o'qish moslamalari o'lchov qiymatining ketma-ket qiymatlarini aks ettiruvchi belgilar va raqamlar to'plamidan va qurilmaning harakatlanuvchi tizimi bilan bog'liq bo'lgan ko'rsatgichdan (ko'rsatkich, elektron nur va boshqalar) iborat. .
Ikki qo'shni shkala belgisining o'qlari yoki markazlari orasidagi masofa, uning tayanch chizig'i bo'ylab o'lchanadi, shkalaning bo'linish uzunligi deb ataladi va ko'rsatgichni bir bo'linishga olib keladigan o'lchangan miqdorning qiymati shkala bo'linish deb ataladi.
O'lchov vositasining o'qish moslamasi tomonidan aniqlangan va ushbu miqdorning qabul qilingan birliklarida ifodalangan miqdorning qiymati o'lchov vositasining ko'rsatkichi deb ataladi.
O'lchovni o'qish moslamasi bo'lgan o'lchash moslamasi sezgirlik, o'lchash diapazoni va ko'rsatkich diapazoni bilan tavsiflanadi.
O'lchov moslamasining sezgirligi - o'lchash moslamasining chiqishidagi signalning o'zgarishini uni keltirib chiqaradigan o'lchov qiymatining o'zgarishiga nisbati.
Shkala o'qish moslamasi bilan o'lchash moslamasining o'qish diapazoni boshlang'ich va yakuniy qiymatlar bilan chegaralangan shkala qiymatlari diapazoni hisoblanadi.
O'lchov diapazoni - o'lchov vositasining ruxsat etilgan xatolari normallashtiriladigan o'lchov qiymatining qiymatlari diapazoni. U yuqori va pastki o'lchov chegaralari bilan cheklangan.
Raqamli o'qish moslamalari raqamli asboblarda qo'llaniladi, ularning ishlash printsipi o'lchangan yoki proportsional miqdorni kvantlashtirishga asoslangan. Bunday asboblarning o'qishlari raqamli shaklda taqdim etiladi va o'qish mexanik yoki elektron raqamli o'qish moslamalari yordamida amalga oshiriladi.
Yozuvchi o'qish qurilmalari yozish yoki chop etish mexanizmi va axborot tashuvchisidan (masalan, qog'oz lenta) iborat. O'z-o'zidan yozish va chop etish yozishni o'qish qurilmalari mavjud.
O'qish moslamasining turiga qarab, o'lchov asboblari ko'rsatkichlarga bo'linadi, ular faqat o'lchangan qiymatni o'qishga imkon beradi, ya'ni ular o'lchovli va raqamli o'qish moslamalariga ega va u yoki bu axborot tashuvchisida o'qishlarni yozishni ta'minlaydigan yozib olish.
Ko'rsatkich asboblari, o'z navbatida, analog va raqamli bo'linadi.
Analog qurilmalar - o'qishlari o'lchov qiymatining o'zgarishining uzluksiz funktsiyasi bo'lgan qurilmalar.
Raqamli qurilmalar avtomatik ravishda o'lchash ma'lumotlarining diskret signallarini yaratadi.
O'lchov vositalariga ko'rsatkichlar kiradi - har qanday jismoniy miqdorning mavjudligini aniqlash yoki uning chegara qiymatini aniqlash uchun mo'ljallangan texnik qurilma yoki modda ko'rinishidagi o'lchov vositalarining maxsus turi (lakmus qog'ozi, "xonadagi yong'in ko'rsatkichi", xavfsizlik signallari ko'rsatkichlari , va boshqalar.). Ba'zi hollarda o'lchash asboblari ko'rsatkichlar sifatida ishlatilishi mumkin (masalan, elektr pallasida ochiq kontaktlarning zanglashiga olib borilganligini tekshirishda ohmmetr).
Asosiy va yordamchi o'lchash asboblari va qo'shimcha qurilmalar o'lchov moslamalari yoki o'lchash tizimlariga birlashtirilishi mumkin.
O'lchov moslamasi - bu bir yoki bir nechta fizik miqdorlarni o'lchash uchun mo'ljallangan va bir joyda joylashgan funktsional ravishda birlashtirilgan o'lchov asboblari (o'lchovlar, o'lchov asboblari, o'lchash transduserlari va boshqa qurilmalar) to'plami.
O'lchov tizimi - bu ob'ektga xos bo'lgan bir yoki bir nechta jismoniy miqdorlarni o'lchash uchun funktsional jihatdan birlashtirilgan o'lchovlar, o'lchov asboblari, o'lchov o'tkazgichlari, kompyuterlar va boshqa texnik vositalar va boshqariladigan ob'ektning turli nuqtalarida joylashgan va boshqalar. turli maqsadlarda o'lchash signallarini yaratish.
O'lchov tizimlarining turlari - axborot o'lchash, o'lchash nazorati, o'lchash nazorati va boshqalar.

Jismoniy miqdorlarning standartlari

Etalon - birlikni ko'paytirish va (yoki) saqlash va uning hajmini tekshirish sxemasida pastroq bo'lgan va belgilangan tartibda standart sifatida tasdiqlangan o'lchov vositalariga o'tkazish uchun mo'ljallangan o'lchov vositasi (yoki SI kompleksi). Standartlarga qo'yiladigan talablar STB 8002–93 tomonidan tartibga solinadi.
Nazariy metrologiyaning markaziy bo'limlaridan fizik kattaliklar birliklarini takror ishlab chiqarish nazariyasi, etalon nazariyasi va birlik o'lchamlarini uzatish nazariyasi kiradi.
Standartlar yuqori aniqlikdagi o'lchovlar bo'lib, mamlakatda o'lchovlarning bir xilligini ta'minlash uchun mo'ljallangan bo'lib, bunga ixtisoslashtirilgan tashkilotlarda o'rnatilgan PV birliklarini aniq ko'paytirish va saqlash va ularning o'lchamlarini amalda qo'llaniladigan ishchi SIga o'tkazish orqali erishiladi. PV blokini qayta ishlab chiqarish ushbu blokning standartlari bo'yicha moddiylashtirish bo'yicha operatsiyalar natijasida amalga oshiriladi. Jismoniy miqdorning asosiy va hosila birliklarining takrorlanishini farqlang.
Asosiy birlikni qayta ishlab chiqarish birlikning ta'rifiga muvofiq o'lchamda belgilangan jismoniy miqdorni yaratish orqali amalga oshiriladi.
Olingan birlikning takrorlanishi, o'lchangan bilan funktsional bog'liq bo'lgan boshqa miqdorlarning o'lchovlari asosida ko'rsatilgan birliklarda PV qiymatini aniqlashga qisqartiriladi. Masalan, kuch birligi - nyutonni takror ishlab chiqarish mexanikaning taniqli tenglamasi asosida amalga oshiriladi, bu erda massa erkin tushish tezlashishi hisoblanadi.
Birlikni standartlar bo'yicha saqlash ushbu o'lchov vositasiga xos bo'lgan birlik o'lchamining vaqt bo'yicha o'zgarmasligini ta'minlaydigan operatsiyalar to'plamini amalga oshirishdan iborat. O'zgarmaslik fizik konstantalarga asoslangan turli miqdorlarning "tabiiy etalonlari"ni yaratish orqali ta'minlanadi. Ularni yaratish uchun har xil (nisbatan yaqinda kashf etilgan makroskopik kvant effektlari) qo'llaniladi,