Sredstva namijenjena za mjerenje veličina. Merni instrumenti

U ovom članku pokušaćemo kompaktno analizirati čitav niz tema: mjeriteljstvo, srodna standardizacija, ruski državni metrološki centri, kao i mjerni instrumenti - njihove karakteristike, vrste, klasifikacija i upotreba. Počnimo s najčešćom uvodnom temom - naukom koja se zove mjeriteljstvo.

Metrologija: definicije, ciljevi, zakoni

Međusobno povezani koncepti. Metrologija (starogrčki μέτρον + λόγος - "mjera" + "nauka") je nauka o težinama i mjerama, odnosno mjerenju, njegovim metodama i sredstvima koja pomažu da se osigura jedinstvo i tačnost mjerenja.

Osnove mjeriteljstva uključuju sljedeće ciljeve i zadatke:

• razvoj jedinstvene teorije mjerenja;
• formiranje redova;
• razvoj i naknadna standardizacija alata i njihove tačnosti, težnja za uniformnošću i unificiranjem;
• razvoj jasnih sistema etalona, ​​mjernih uzoraka, čiju osnovu čine fizičke konstante;
• proučavanje sistema težina i mjera u istorijskoj retrospektivi.

Postoje tri osnovna zakona metrologije:

1. Svako mjerenje je poređenje.
2. Nemoguće je dobiti bilo koje mjerenje bez a priori podataka.
3. Zbroji bilo kojeg mjerenja bez zaokruživanja vrijednosti su samo slučajna varijabla.

Sekcije mjeriteljstva

Nauka je podijeljena na nekoliko komponenti:

• Teorijski. Osnove mjeriteljstva zasnovane su na teoriji. Ovaj dio proučava najopštije probleme kvantitativnih mjerenja, a također direktno razvija teorijske postavke.
• Legislative. Društvena nauka koja definiše obavezne zakonske i tehničke uslove za upotrebu jedinica, metoda i sredstava merenja.
• Primijenjeno. Eksperimentalni, praktični dio mjeriteljstva, koji uvodi razvoj teorijske komponente u praksu, kao i bavi se metrološkom podrškom.
• Historical. Proučava mjerne jedinice prošlosti, njihovu progresiju tokom vremena, utvrđuje njihova imena, kao i odnose sa standardima težina i mjera našeg vremena.
• Specijalizovana područja. Ovo uključuje „posebnu” metrologiju – medicinsku, hemijsku, avijacijsku, biološku (biometriju).

Standardizacija u mjeriteljstvu

Metrologija i standardizacija su usko povezane. Standardizacija u ovom aspektu su opšta i specifična pravila metrološke podrške koja prati proces proizvodnje. Predmet discipline će biti sve što se odnosi na proizvod: regulatorni dokumenti sa zahtjevima kvaliteta, standardi tolerancije, kao i metode za postizanje standardnog rezultata. Istovremeno, razvijeni standardi mogu se primijeniti ne samo u određenom preduzeću, već i postati općenito korisni.

Ciljevi standardizacije u mjeriteljstvu su sljedeći:

• Određivanjem glavnih karakteristika visokokvalitetnih referentnih proizvoda, prvi korak je standardizacija komponenti i izvornog materijala.
• Izrada određenih kriterijuma za kvalitet dobijenog proizvoda, uz određivanje sredstava metrološke kontrole.
• Težnja ka ujednačenosti proizvoda.
• Kreiranje sistema etalona koji osigurava ujednačenost svih mjerenja u preduzeću.

Mjeriteljstvo i standardizacija djeluju na dva glavna dokumenta:

• Standard je regulatorni i tehnološki akt sa određenim normama, pravilima i zahtjevima za proizvodnju i gotov proizvod. Trenutni standard je onaj koji je odobrila ovlaštena organizacija.
• TU (tehnički uslovi) - niz pravila, normi i zahtjeva za određenu vrstu proizvoda.

Skala standardizacije u mjeriteljstvu:

• International. Međunarodne centre standardizacije i metrologije stvara nekoliko država koje su ujedinjene trgovinom, zajedničkim naučnim razvojem, izgradnjom zajedničke odbrane itd.
• Država. Standardizaciju u mjeriteljstvu sprovode državni organi, koji takođe grade izglede za njen razvoj.
• National. Opet, u državnim razmerama, ali bez direktne intervencije vladinih agencija.

Glavni ruski centar za standardizaciju i metrologiju je GSS (državni sistem standardizacije). Ovaj kompleks objedinjuje sve razvijene zahtjeve u jednu cjelinu, pomaže u standardizaciji proizvodnje i proizvoda svih domaćih fabrika i kombinata.

Državni centri za mjeriteljstvo i certifikaciju

Prema Federalnom zakonu "O osiguravanju ujednačenosti mjerenja" na državnom nivou, Gosstandart Ruske Federacije upravlja aktivnostima za osiguranje ujednačavanja mjerenja. Državna mjeriteljska služba, državna mjeriteljska služba, također je u njenoj nadležnosti. Uključuje sljedeće komponente:

• Odjeljenja centralne kancelarije Državnog standarda Ruske Federacije odgovorna su za planiranje, upravljanje i praćenje ujednačenosti mjerenja na državnom međusektorskom nivou.
• SSMC (državni naučni metrološki centri) zaduženi su za razvoj, čuvanje i primenu referentnih etalona, ​​kao i za pripremu regulatorne dokumentacije koja obezbeđuje ujednačenost merenja.
• Odjeli HMS-a na ljestvici konstitutivnih entiteta Ruske Federacije - provedba metrološke kontrole na određenim teritorijama.

Standardni centri u Ruskoj Federaciji

Glavni centar državne metrologije smatra se VNIIMS - Sveruski naučno-istraživački institut metrološke službe. On vrši naučno i metodološko upravljanje svim metrološkim službama, koordinira njihove aktivnosti, a takođe razvija širok spektar (ekonomskih, organizacionih, naučnih) osnova za metrološku podršku.

Pored VNIIMS-a, važni centri za standarde u Ruskoj Federaciji biće i:

• VNIIM. Ovdje su kreirani i pohranjeni gotovo svi standardi Svjetskog sistema utega i mjera, isključujući uzorke jedinica frekvencije i vremena. Institut sadrži više od 50% svih ruskih državnih standarda.
• VNIIFTRI. Pored vremenskog standarda, ovaj institut sadrži uzorak magnetnih, radiotehničkih veličina, jedinica frekvencije, tvrdoće, pritiska, jonizujućeg zračenja, niskih temperatura itd.
• VNIIOFI. Mjerenja različitih laserskih parametara, medicinskih indikatora, spektrometrije, optičkih veličina, itd.
• SNIIM. Standardi električnih, magnetnih, radiotehničkih veličina itd.

Djelatnost metroloških centara

Glavni vektor aktivnosti Državne službe za migracije je osigurati jedinstvo svih mjerenja u državi. Takođe je odgovorna za metrološku podršku merenja u Rusiji i državnu kontrolu u oblasti metrologije. Oblasti rada HMS-a su i:

• stvaranje standarda, državnih i sekundarnih;
• formiranje sistema za emitovanje ili prenos parametara FB jedinica u radni SI;
• državni nadzor nad proizvodnjom/upotrebom/stanjem/popravkom mjernih sistema;
• metrološki pregled raznih proizvoda;
• metodološka podrška nižih metroloških službi.

Funkcije Rosstandarta

Rosstandart i mjeriteljstvo je obavljanje od strane ove institucije sljedećih funkcija:

• Koordinacija rada kako bi se osigurala ujednačenost mjerenja.
• Izrada pravila za kreiranje, skladištenje, odobravanje i rad etalona.
• Metrološki državni nadzor.
• Uprava Državne službe za migracije i druge službe odgovorne za ujednačenost mjerenja.
• Odobrenje standarda i propisa kojima se obezbjeđuje ujednačenost mjerenja.
• Prepoznavanje tehničkih uređaja kao mjernih sredstava.
• Razvoj i odobravanje metoda mjerenja.
• Akreditacija centara za testiranje SI.
• Odobrenje tipova SI.
• Održavanje Državnog registra SI.
• Odobrenje lista mjernih instrumenata koji podliježu verifikaciji.
• Razvoj procesa licenciranja za fizička i pravna lica za proizvodnju, popravku, prodaju ili iznajmljivanje mjernih instrumenata.
• Planiranje i organizacija raznih metroloških aktivnosti itd.

SI je...

Pređimo na metrologiju i mjerenja. - kojim se mjere mjere. Karakterizira ga činjenica da reprodukuje ili pohranjuje mjernu jedinicu bilo koje fizičke veličine.

Federalni zakon Ruske Federacije br. 102 definiše SI kao sredstvo čija je jedna od svrha mjerenje. Samo Federalna agencija za tehničku regulaciju i metrologiju može bilo koji uređaj u našoj zemlji svrstati u mjerni instrument.

SI klasifikacija

Evo najčešćih klasifikacija mjernih instrumenata u mjeriteljstvu i mjerenjima:

• Mjerenjem parametara se utvrđuje:
  • pritisak;
  • temperatura;
  • količine;
  • nivo;
  • koncentracija rastvora itd.
• Prema značaju onoga što se meri:
  • osnovna sredstva;
  • pomoćna sredstva.
• Prema SI standardizaciji:
  • standardizovan;
  • nisu u vezi sa standardizovanim.
• Prema poziciji u dijagramu verifikacije:
  • standardi;
  • SI radnici.
• Po stepenu automatizacije:
  • priručnik;
  • automatizovano;
  • automatski.
• Po tehničkoj namjeni:
  • mjera fizičke veličine - SI, koja reprodukuje ili pohranjuje vrijednost jedne/više veličina;
  • mjerni instrument - SI, pomoću kojeg možete saznati vrijednost onoga što se mjeri u određenom opsegu;
  • - SI, koji pretvara jednu mjerenu veličinu u drugu;
  • mjerna instalacija - kompleks koji kombinuje nekoliko mjernih pretvarača, instrumenata ili mjera, koji se nalazi na određenoj lokaciji;
  • mjerni sistem - kompleks koji kombinuje više mjera, instrumenata, instalacija i pretvarača, sposoban za mjerenje u različitim dijelovima objekta;
  • merno-računarski kompleks - sistem koji kombinuje više mernih instrumenata i računara, dizajniran za rešavanje jednog ili više složenih mernih problema.

Mjerenja: vrste i metode

Mjerenje je određivanje vrijednosti željene veličine eksperimentalno pomoću SI. Postoje dvije glavne metode - direktna procjena i poređenje sa mjerom. Potonji se dalje dijeli na diferencijalne, nulte, slučajne i opozicione metode. Što se tiče korištenog SI, pravi se razlika između organoleptičkih, heurističkih, stručnih i instrumentalnih metoda.

Govoreći o mjeriteljstvu i mjerenjima, predstavimo klasifikaciju tipova potonjih:

• Prema karakteristikama tačnosti: jednaki i nejednaki. Ili maksimalna preciznost, kontrola, verifikacija i tehnička.
• Po načinu dobijanja podataka: kontaktni i beskontaktni.
• Po broju mjerenja: jednokratno i višestruko.
• Po vrsti promjene izmjerene vrijednosti: statički i dinamički.
• Namjena: metrološka i tehnička.
• Prema vrsti prikaza rezultata: relativni i apsolutni.
• Po metodama dobijanja efektivnih podataka: direktni, indirektni, kumulativni i zajednički.

Područja primjene SI

U zaključku teme „Metrologija, merenja, merni instrumenti“ iznećemo oblasti primene SI koje diktira Savezni zakon br. 102:

• zaštite okoliša;
• sigurnost i zdravlje na radu;
• državna kontrola;
• područja djelovanja u kompleksu odbrane;
• hidrometeorologija;
• finansijsko, poresko, carinsko, bankarsko poslovanje;
• sport;
• sigurnost na putu;
• veterinarska medicina;
• pravosudni sistem;
• telekomunikacije, pošta;
• ocjenjivanje usklađenosti;
• lijek;
• kontrola proizvodnje;
• geografija, geodezija;
• pakovanje proizvoda;
• trgovina;
• oblasti nuklearne energije.

Standardi i mjeriteljstvo su od najveće važnosti kako za naučnu i eksperimentalnu djelatnost, tako i za sve sfere društvenog života. Ako je teško zamisliti proizvodnju bez standardizacije u mjeriteljstvu, onda su mjerni instrumenti još više postali sastavni dio ljudskog života.

1 Merni instrumentiIvrste mernih instrumenata Mjerenje je pronalaženje vrijednosti fizičke veličine eksperimentalno pomoću posebnih tehničkih sredstava 2. Merni instrumenti Merni instrumenti su tehnička sredstva koja imaju standardizovane metrološke karakteristike. U ovom slučaju, vrijednost fizičke veličine, koju broji uređaj za očitavanje mjernog instrumenta, striktno odgovara određenom broju fizičkih jedinica prihvaćenih kao mjerne jedinice. Merni instrumenti uključuju:- mjera, - mjerni instrumenti, - mjerni pretvarači, - mjerni sistemi, - instalacije, kompleksi. Mjera je mjerni instrument dizajniran za reprodukciju fizičke veličine određene veličine. Mjere mogu biti jednovrijedne ili viševrijedne. Nedvosmislene mjere uključuju otporne zavojnice, induktivne zavojnice, normalne elemente, itd.; na višeznačne - skladišta otpora, varijabilni kondenzatori, kalibratori napona i struje, itd. uređaj- mjerni instrument dizajniran da pruži kvantitativne informacije o izmjerenoj vrijednosti u formi dostupnom percepciji. Prema načinu brojanja vrijednosti mjerene veličine, mjerni instrumenti se dijele na analogne i digitalne. Kod analognih mjernih instrumenata vrijednost izmjerene veličine određuje se direktno na skali strelicom ili drugim indikatorima. Kod digitalnih mjernih instrumenata vrijednost izmjerene veličine određuje se digitalnim indikatorom uređaja. Merni instrumenti se dele na pokazivačke i registracione. Indikatorski mjerni instrumenti su dizajnirani da očitaju rezultat mjerenja u analognom ili digitalnom obliku, dok su instrumenti za snimanje dizajnirani da registruju rezultat mjerenja. Transducer- mjerni instrument dizajniran za generiranje signala mjerne informacije u obliku pogodnom za prijenos, dalju konverziju, obradu i pohranu, ali nije podložan direktnoj percepciji. Mjerni pretvarači uključuju djelitelje napona, pojačala, instrumentne transformatore itd. 3. Vrste mjernih instrumenata Prema svojoj metrološkoj namjeni, mjerni instrumenti se dijele na: - etalone, - ogledne, - radne. Radni mjerni instrumenti se koriste za mjerenja koja se ne odnose na prijenos jediničnih veličina. Zauzvrat, radni mjerni instrumenti se mogu podijeliti na: - tehničke - kontrolne - laboratorijske Tehnički mjerni instrumenti Dizajniran za upotrebu u industrijskim okruženjima. Stoga moraju biti jeftini i pouzdani u radu. Očitavanja takvih uređaja se ne ispravljaju za grešku mjerenja. Kontrolni mjerni instrumenti- služe za praćenje ispravnosti industrijskih mjernih instrumenata na mjestu njihovog postavljanja. Laboratorijski mjerni instrumenti- koristi se za precizna mjerenja u laboratorijskim uslovima. Da bi se povećala tačnost mjerenja, u njihova očitavanja se unose korekcije, uzimajući u obzir vanjske uslove u kojima su mjerenja obavljena. Osim toga, laboratorijski mjerni instrumenti se koriste za verifikaciju kontrolnih mjernih instrumenata. Primeri mernih instrumenata dizajnirani su da prenesu veličinu jedinica sa etalona na radne mjerne instrumente, odnosno služe za njihovu verifikaciju. Referenca- mjerni instrument koji omogućava reprodukciju i pohranjivanje jedinice fizičke veličine za prenošenje njene veličine na mjerne instrumente niže u šemi verifikacije.

Analogni mjerni uređaj - mjerni uređaj čija su očitanja ili izlazni signal kontinuirana funkcija promjena u količini koja se mjeri

Analogni mjerni instrumenti, po pravilu, daju direktna mjerenja, rezultat mjerenja se očitava na skali. Način mjerenja koje obavljaju analogni mjerni instrumenti je statičan. Većina analognih mjernih instrumenata su pokazivački instrumenti sa fiksnom skalom i pokretnom strelicom, čije je kretanje (rotacija ili linearno kretanje) u odnosu na skalu funkcionalno jedan prema jedan u odnosu na vrijednost mjerene veličine. Ostale vrste analognih mjernih instrumenata: - sa fiksnim pokazivačem ili drugim pokazivačem i pomičnom skalom, - sa linearnim indikatorom u obliku trake u kombinaciji sa skalom, čija je dužina funkcionalno jedan prema jedan u odnosu na vrijednost izmjerene količine (na primjer, živin termometar).

Jedna od mogućih šema klasifikacije za analogne mjerne instrumente prikazana je na slici 1.2.

Elektromehanički uređaji su oni uređaji čiji uređaji za konverziju ne sadrže elektronske, tranzistorske ili jonske jedinice.

Electronic uređaji su uređaji čiji uređaji za konverziju sadrže elektronske, tranzistorske ili jonske jedinice.

Showing instrumenti su uređaji koji dozvoljavaju samo očitavanja.

Registracija uređaji – oni koji omogućavaju snimanje očitanja.

U analognim uređajima direktna konverzija(akcije) (slika 1.3) ulazni signal X konvertuje jedan ili više pretvarača P1, P2, P3, ... u donjem smjeru od ulaza do izlaza.

U analognim uređajima (Sl. 1.4) ulazna vrijednost X je kompenzirana vrijednošću XK, koja je izlazna vrijednost Y transformirana inverznim konverzionim krugom (inverzni pretvarači β 1, β 2, β 3, ..., β n).

Kola analognih uređaja balansirajuća transformacija može uključivati ​​čvorove pokriveno lokalnim povratnim informacijamaβ 1 (slika 1.5), međutim, odlučujući faktor je prisustvo zajedničke negativne povratne sprege β 2 od izlaza do ulaza.

Na uređaje mješovita konverzija(Sl. 1.6 a, b) uključuju uređaje u čiju strukturu je uvedena negativna povratna sprega, koja ne pokriva sve karike direktne konverzije.

Po nameni postoje uređaji za merenje struje, napona, frekvencije, uređaji za merenje parametara električnih kola, za analizu karakteristika signala itd.

Instrumenti dizajnirani za mjerenje nekoliko veličina nazivaju se kombinovano.

Zovu se uređaji koji rade i na jednosmernoj i na naizmeničnoj struji univerzalni.

digitalni mjerni instrument

merenje uređaj, u kojem se rezultati mjerenja kontinuirane veličine (napon, struja, električni otpor, pritisak, temperatura, itd.) automatski pretvaraju u diskretne signale prikazane kao brojevi na digitalnom indikatoru. Digitalni mjerni instrumenti moraju uključivati analogno-digitalni pretvarač, pretvaranje analognog signal, primljen od osjetljivog elementa (senzora), u digitalni kod. Digitalne mjerne instrumente karakterizira znatno veća preciznost mjerenja u odnosu na analogne mjerne instrumente, praktičnost i objektivnost očitavanja. Preciznost brojanja zavisi od broja cifara na digitalnom indikatoru. Dostupni su brojni digitalni mjerni instrumenti: gledati, termometri, vage, tonometri (merci arterijskog krvnog pritiska) itd.

CIP se sastoji od dva obavezna čvora; analogno-digitalni pretvarač (ADC) i uređaj za digitalno očitavanje (OA). ADC proizvodi kod u skladu sa vrijednošću mjerene veličine. Op-amp odražava ovu vrijednost u digitalnom obliku. ADC se takođe koriste u mernim, informacionim i drugim sistemima i proizvodi ih industrija kao nezavisni merni instrumenti.

Metrološke i druge tehničke karakteristike CIP-a određuju se metodom konverzije u šifru. U digitalnim mjernim instrumentima namijenjenim mjerenju električnih veličina koristi se metoda sekvencijalnog brojanja i metoda balansiranja bit-po-bit. Shodno tome, pravi se razlika između CIP-ova sekvencijalnog brojanja i CIP-ova za balansiranje bit-po-bit (impulsni kod). U zavisnosti od toga koja se vrednost veličine meri, CIP-ovi se dele na uređaje za merenje trenutnih vrednosti i uređaje za merenje prosečne vrednosti u određenom vremenskom periodu (integrišući).

Prema vrsti mjerene vrijednosti, CIP-ovi se dijele na voltmetre, ommetre, frekventnomjere, fazomjere, multimetre (kombinovani), koji daju mogućnost mjerenja više električnih veličina i niza parametara električnih kola.

Prema području primjene razlikuju se laboratorijski, sistemski i centralni CIP-ovi.

CIP-ovi su složeni, njihovi funkcionalni dijelovi su izrađeni na bazi elektronskih elemenata, uglavnom integriranih kola. U modernim digitalnim digitalnim informacionim centrima, funkcionalne jedinice koje pretvaraju analogne signale obično se baziraju na mikroelektronskim operacionim pojačalima.

Pogledajmo pojednostavljeno najčešće korištene čvorove.

Okidači sastoje se od uređaja s dva stanja stabilne ravnoteže, sposobnog za skakanje iz jednog stanja u drugo pomoću vanjskog signala. Nakon takvog prijelaza, novo stabilno stanje se održava sve dok ga drugi vanjski signal ne promijeni.

Preračunavanje uređaja (PU) se koriste za obavljanje različitih zadataka, na primjer, za podjelu frekvencije impulsa, za pretvaranje brojčano-pulsnog koda u binarni, itd.

Ako je PU opremljen op-pojačalom za prikaz broja stanja kola, tada je moguće brojati impulse koji pristižu na ulaz PU, tj. u ovom slučaju možete dobiti brojač pulsa.

Sign indikatori koriste se za dobijanje očitanja u digitalnom obliku u obliku specijalnih lampi na plinsko pražnjenje ili segmentiranih indikatora znakova (kao svjetlosni elementi koriste se tekući kristali, LED diode, elektroluminiscentne trake itd.),

Ključevi - To su uređaji koji obavljaju funkcije prekidača i prekidača. Elektronski prekidači se uglavnom koriste na diodama, tranzistorima i drugim elementima elektronskih kola.

Logički elementi implementirati logičke funkcije. Ulazne i izlazne vrijednosti ovih elemenata su varijable koje uzimaju samo dvije vrijednosti -1 i 0. Razmotrimo osnovne logičke elemente, koji omogućavaju implementaciju bilo koje logičke funkcije njihovim povezivanjem.

Logička kapija ILI je funkcija sabiranja, ima nekoliko ulaza i jedan izlaz, koja uzima vrijednost 1 ako je barem jedna ulazna vrijednost 1 i uzima vrijednost 0 ako su svi ulazi 0;

Logički element NOT je funkcija negacije (ako ulaz ima vrijednost 0, onda će izlaz biti 1 i obrnuto) se koristi za inverziju;

Logička funkcija I je funkcija množenja koja ima nekoliko ulaza i jedan izlaz, koja uzima vrijednost 1 ako su svi ulazi 1 i uzima vrijednost 0 ako je barem jedan ulaz 0. Element AND se naziva podudarno kolo i može se koristiti koristi se kao logički prekidač, čiji jedan od ulaznih signala služi kao kontrolni signal.

Logički elementi se izvode kako na diskretnim uređajima (diode, tranzistori, otpornici) tako iu obliku integrisanih kola.

Dekoderi - ovo su uređaji za pretvaranje kodova jedne vrste u druge.

3 Kalibracija i verifikacija mjernih instrumenata

Kalibracija mjernih instrumenata- skup operacija koje se obavljaju radi utvrđivanja i potvrđivanja stvarnih vrijednosti metroloških karakteristika i (ili) pogodnosti za upotrebu mjernog instrumenta. Definicija je slična verifikaciji, od koje se etaloniranje razlikuje po tome što se primjenjuje na mjerila koja ne podliježu državnoj mjeriteljskoj kontroli i nadzoru, tj. zapravo. Kalibracija kombinuje funkcije koje su prethodno obavljene tokom metrološkog sertifikovanja i odeljenske verifikacije mernih instrumenata.

Merila koja nisu u delokrugu državne kontrole i nadzora (ili se koriste van okvira GMKiN) mogu biti predmet kalibracije, ali je potrebno kontrolisati njihove metrološke karakteristike, na primer, prilikom puštanja merila iz proizvodnje ili popravke, prilikom uvoza, tokom rada, iznajmljivanja i prodaje. Kalibraciju mjernih instrumenata obavljaju kalibracione laboratorije ili u skladu sa terminologijom prihvaćenom u Rusiji „metrološkim službama pravnih lica” koristeći etalone podređene državnim etalonima jedinica veličina. Alati za kalibraciju (etaloni) podliježu obaveznoj verifikaciji i, kada se obavljaju kalibracijski radovi, moraju imati važeće certifikate o verifikaciji.

Rezultati kalibracije vam omogućavaju da odredite:

stvarne vrijednosti mjerene veličine; izmjene očitavanja mjernih instrumenata;

greška mjernih instrumenata.

Glavni princip razlika između kalibracije i verifikacije, je da kalibracija nije dio postupka ocjenjivanja usklađenosti. Potvrda usklađenosti je samo verifikacija, prilikom kalibracije se utvrđuju stvarne vrijednosti metroloških karakteristika i radi se o istraživačkom radu. U pravilu, zbog nedostatka posebnih tehnika, kalibracija se vrši prema metodama verifikacije kalibriranih ili sličnih mjernih instrumenata. Međutim, kalibracija se može razlikovati od verifikacije, kako u pravcu pojednostavljenja tako i u pravcu kompliciranja postupka. Prilikom kalibracije sasvim je legitimno postaviti problem određivanja karakteristika greške mjernog instrumenta samo u jednoj tački mjernog opsega i pod uslovima drugačijim od normalnih.

Rezultati kalibracije mjernih instrumenata su ovjereni oznaka kalibracije, koji se primjenjuje na mjerne instrumente ili potvrdu o kalibraciji, kao i upis u operativne dokumente.

Za razliku od verifikacije, SI kalibracija je dobrovoljna procedura i može je izvršiti svaka metrološka služba. Akreditacija za pravo kalibracije je takođe dobrovoljna (ne obavezna) procedura i potrebna je u većoj mjeri za priznavanje rezultata kalibracije od strane trećih institucija i za poboljšanje imidža preduzeća.

3 3Verifikacija mjernih instrumenata

skup radnji koje vrše organi metrološke službe (druga ovlašćena tela, organizacije) u cilju utvrđivanja i potvrđivanja usaglašenosti merila sa utvrđenim tehničkim zahtevima.

Rad mjernih instrumenata koji nisu prošli blagovremenu verifikaciju može dovesti do prijema lažnih informacija o napretku tehnološkog procesa. U ovom slučaju, razlika između dobijenih mjerenja i stvarnih vrijednosti nije predvidljiva. Mogući rezultati ove situacije: poremećaj sigurnosnih sistema, puštanje neispravnih proizvoda, havarije tehnološke opreme. Otklanjanje posljedica je povezano sa značajnim vremenskim i ekonomskim gubicima.

Verifikacija mjernih instrumenata povjerena je licima akreditovanim u ovoj oblasti. Za blagovremeno obezbjeđivanje sredstava za verifikaciju odgovorna su lica koja koriste mjerila.

1.4.1 Vrste mjernih instrumenata

Prema svojoj metrološkoj namjeni, mjerni instrumenti se dijele na uzorne i radne.

Uzorno namijenjeni su za verifikaciju drugih mjernih instrumenata, kako radnih tako i primjernih, manje visoke preciznosti.

Radnici mjerni instrumenti su dizajnirani za mjerenje veličina potrebnih u različitim ljudskim aktivnostima.

Suština podjele mjernih instrumenata na uzorne i radne nije u dizajnu ili tačnosti, već u njihovoj namjeni.

Merni instrumenti uključuju:

Mjere dizajnirane za reprodukciju fizičke veličine date veličine. Postoje jednovrijedne i viševrijedne mjere, kao i skupovi mjera (tegovi, kvarcni oscilatori itd.). Mjere koje reproduciraju fizičke veličine iste veličine nazivaju se nedvosmisleno. Viševrijedne mjere mogu reproducirati brojne veličine fizičke veličine, često čak i kontinuirano popunjavajući određeni jaz između određenih granica. Najčešće mjere s više vrijednosti su milimetarsko ravnalo, variometar i varijabilni kondenzator.

U setovima i radnjama pojedinačne mjere mogu se kombinirati u različitim kombinacijama kako bi se reproducirali neke srednje ili ukupne, ali uvijek diskretne veličine količina. Prodavnice su spojene u jednu mehaničku cjelinu, opremljene posebnim prekidačima koji su povezani sa uređajima za očitavanje. Nasuprot tome, skup se obično sastoji od nekoliko mjera koje mogu obavljati svoje funkcije kako pojedinačno tako iu različitim kombinacijama jedna s drugom (skup mjera krajnje dužine, skup pondera, skup faktora kvalitete i mjera induktivnosti, itd.).

Poređenje sa mjerom vrši se pomoću posebnih tehničkih sredstava - komparatori(ravnokrake vage, mjerni most, itd.).

Nedvosmislene mjere također uključuju uzorke i referentne supstance. Standardni uzorci sastava i svojstava supstanci i materijala su posebno projektovana tela ili uzorci supstance određenog i strogo regulisanog sadržaja, čije je jedno od svojstava, pod određenim uslovima, veličina sa poznatom vrednošću. To uključuje uzorke tvrdoće, hrapavosti, bijele površine, kao i standardne uzorke koji se koriste pri kalibraciji instrumenata za određivanje mehaničkih svojstava materijala. Supstance uzorka igraju veliku ulogu u stvaranju referentnih tačaka prilikom implementacije vaga. Na primjer, čisti cink služi za reprodukciju temperature od 419,58°C, zlato - 1064,43°C.

U zavisnosti od greške certifikacije, mjere se dijele na kategorije (mjere 1., 2. itd. kategorije), a greška mjera je osnova za njihovu podjelu na klase. Mjere koje su dodijeljene jednoj ili drugoj kategoriji koriste se za verifikaciju mjernih instrumenata i nazivaju se uzornim.

Transducers- to su mjerni instrumenti koji obrađuju mjerne informacije u oblik pogodan za dalju konverziju, prijenos, pohranjivanje i obradu, ali po pravilu nije dostupan direktnoj percepciji od strane posmatrača (termoparovi, mjerni pojačivači, itd.).

Količina koja se pretvara se zove unos, a rezultat transformacije je slobodan dan veličina. Odnos između njih je specificiran transformacijskom funkcijom (statička karakteristika). Ako se, kao rezultat transformacije, fizička priroda veličine ne promijeni, a funkcija transformacije je linearna, tada se transformator naziva velikih razmera, ili pojačalo(naponski pojačivači, mjerni mikroskopi, elektronski pojačivači). Riječ "pojačalo" se obično koristi uz definiciju koja mu se pripisuje ovisno o vrsti količine koja se pretvara (naponsko pojačalo, hidraulično pojačalo) ili o vrsti pojedinačnih transformacija koje se u njemu dešavaju (cijevno pojačalo, mlazno pojačalo) .

U onim slučajevima kada se ulazna veličina u pretvaraču pretvara u veličinu druge fizičke prirode, ona se naziva po vrstama tih veličina (elektromehanička, pneumokapacitivna i tako dalje).

Na osnovu prostora koji zauzima uređaj, pretvarači (slika 3.1) se dijele na: primarni, kojoj se isporučuje direktno izmjerena fizička veličina; odašiljanje, na čijem se izlazu formiraju količine koje su pogodne za njihovu registraciju i prijenos na daljinu; srednji, koji zauzimaju mjesto u mjernom krugu nakon primarnih.

Rice. 3.1. Konverzija mjernih informacija: 1 - osjetljivi element;
2 - primarni pretvarač; 3 - srednji pretvarači;
4 - predajni pretvarač

Merni instrumenti odnose se na mjerne instrumente dizajnirane da dobiju mjerne informacije o količini koja se mjeri u obliku pogodnom za opažanje od strane posmatrača.

Najrasprostranjeniji uređaji direktnog djelovanja, kada se koristi, izmjerena vrijednost se podvrgava nizu uzastopnih transformacija u jednom smjeru, odnosno bez vraćanja na prvobitnu vrijednost. Instrumenti direktnog djelovanja uključuju većinu mjerača tlaka, termometara, ampermetara, voltmetara itd.

Imaju znatno veće mogućnosti tačnosti uređaji za poređenje, namenjen za poređenje izmerenih veličina sa veličinama čije su vrednosti poznate. Poređenje se vrši pomoću kompenzacijskih ili mostovnih kola. Kompenzacijski kola se koriste za poređenje aktivnih veličina, odnosno onih koje nose određenu zalihu energije (sile, pritisci i momenti, električni naponi i struje, svjetlina izvora zračenja itd.). Poređenje se vrši uključivanjem ovih veličina jedna pored druge u jedan krug i posmatranjem njihovog efekta razlike. Instrumenti kao što su vaga sa jednakim i polukrakim (poređenje efekata sile dejstva mase na polugu), manometrijski i vakuumski instrumenti za merenje težine i težine (poređenje efekata sile izmerenog pritiska i mere mase na klip), itd. rade na ovom principu.

Za upoređivanje pasivnih veličina (električnih, hidrauličnih, pneumatskih i drugih otpora), koriste se mosna kola kao što su električni balansirani ili neuravnoteženi mostovi.

Prema načinu brojanja vrijednosti mjerenih veličina uređaji se dijele na pokazujući, uključujući analogni I digitalni, i dalje registracija.

Najviše se koriste analogni instrumenti, čiji se uređaji za očitavanje sastoje od dva elementa - skale i indikatora, od kojih je jedan spojen na pokretni sistem uređaja, a drugi na kućište. U digitalnim instrumentima očitavanje se vrši pomoću mehaničkih, elektronskih ili drugih digitalnih uređaja za čitanje.

Prema načinu snimanja izmjerene vrijednosti, registratori se dijele na samostalno pisanje I štampanje. U instrumentima za snimanje (na primjer, barograf ili osciloskop s petljom), snimanje očitanja je grafikon ili dijagram. U uređajima za štampanje, informacije o vrednosti izmerene količine daju se u numeričkom obliku na papirnoj traci.

Instrumenti za automatsko upoređivanje najčešće se proizvode u obliku kombinovanih instrumenata, u kojima se skala ili digitalno očitavanje kombinuje sa upisivanjem na dijagram ili štampanjem rezultata merenja.

1. Pomoćni mjerni instrumenti. U ovu grupu spadaju instrumenti za merenje veličina koje utiču na metrološka svojstva drugog merila tokom njegove upotrebe ili verifikacije. Očitavanja pomoćnih mjernih instrumenata koriste se za izračunavanje korekcija rezultata mjerenja (na primjer, termometri za mjerenje temperature okoline kada se radi sa testerima mrtve težine) ili za praćenje održavanja vrijednosti uticajnih veličina u određenim granicama (na primjer, psihrometri za merenje vlažnosti za precizna merenja dužine interferencije) .
2. Mjerne instalacije. Za mjerenje bilo koje vrijednosti ili više vrijednosti u isto vrijeme, ponekad jedan mjerni uređaj nije dovoljan. U tim slučajevima se stvaraju čitavi kompleksi mjernih instrumenata (mjera, pretvarača, mjernih instrumenata i pomoćne opreme) lociranih na jednom mjestu i međusobno funkcionalno integriranih, dizajniranih da generiraju signal mjerne informacije u obliku pogodnom za direktnu percepciju od strane posmatrač.
3. Mjerni sistemi su sredstva i uređaji koji su geografski odvojeni i povezani komunikacijskim kanalima. Informacije se mogu predstaviti u obliku pogodnom kako za direktnu percepciju, tako i za automatsku obradu, prenos i upotrebu u automatizovanim sistemima upravljanja.

Zovu se tehnički uređaji dizajnirani da detektuju (pokazuju) fizička svojstva indikatori(igla kompasa, lakmus papir). Uz pomoć indikatora utvrđuje se samo prisustvo mjerljive fizičke veličine svojstva materije koje nas zanima. Primer indikatora je indikator količine benzina u rezervoaru automobila.

1. Nastavni plan i program za visokoškolske ustanove specijalnosti i-54 01 04 Metrološka podrška informacionih sistema i mreža U koordinaciji sa Prosvetno-metodičkom upravom

   Program

   S.V. Lyalkov, vanredni profesor Katedre za metrologiju i standardizaciju obrazovne ustanove „Bjeloruski državni univerzitet za informatiku i radio elektroniku“,

2. Grama za visokoškolske ustanove u specijalnosti i-54 01 04 metrološka podrška informacionih sistema i mreža specijalnih disciplina u 3 dela 1. deo Minsk 2006.

   Dokument

   Zbirka obuhvata standardne programe iz posebnih disciplina: „Uvod u specijalnost“, „Metrološka podrška“, „Konverzija i pretvarači mernih informacija“, „Mjerni signali i funkcionalni uređaji

3. Program rada Za disciplinu “Metode i sredstva mjerenja, ispitivanja i kontrole” Za specijalnost 220501. 65

   Radni program

   Razvijanje praktičnih vještina u korištenju metoda i sredstava mjerenja, ispitivanja i kontrole za implementaciju sistema upravljanja kvalitetom za proizvodnju štampanih proizvoda.

4. Bilješke sa predavanja 2010 Sadržaj 1 Instrumenti za mjerenje parametara procesa 4 1Mjerenja tlaka 12

   Abstract

   Sva mjerna sredstva su definisana kao tehnološka sredstva koja se koriste u mjerenjima i koja imaju standardizovane metrološke karakteristike. Pod karakteristikama podrazumevamo takva svojstva mernih instrumenata koja dozvoljavaju

5. Sadržaj opštih pitanja metrološke podrške mernih sistema 9 Bryuhanov V. A. 9

   Izvještaj

   Metrološka podrška mjernih sistema. / Zbornik izvještaja sa međunarodne naučno-tehničke konferencije. Ed. AA. Danilova. – Penza, 2005.

Merni instrument

Merni instrument- tehnički uređaj namijenjen mjerenju, koji ima standardizovane metrološke karakteristike, reprodukuje i (ili) čuva jedinicu fizičke veličine, čija se veličina uzima nepromenjena (unutar utvrđene greške) za poznati vremenski interval. Zakon Ruske Federacije „O osiguranju jednoobraznosti mjerenja“ definira mjerni instrument kao tehničko sredstvo namijenjeno mjerenju. Formalnu odluku o svrstavanju tehničkog sredstva kao mjerila donosi Federalna agencija za tehničku regulaciju i mjeriteljstvo.

Klasifikacija mjernih instrumenata

Po tehničkoj namjeni:

• mjera fizičke veličine - mjerni instrument dizajniran za reprodukciju i (ili) pohranjivanje fizičke veličine jedne ili više određenih veličina, čije su vrijednosti izražene u utvrđenim jedinicama i poznate sa potrebnom tačnošću;
• mjerni uređaj - mjerni instrument dizajniran za dobijanje vrijednosti izmjerene fizičke veličine unutar određenog raspona;
• merni pretvarač - tehnički uređaj sa standardnim metrološkim karakteristikama, koji se koristi za pretvaranje izmerene vrednosti u drugu vrednost ili merni signal, pogodan za obradu, skladištenje, dalje transformacije, indikaciju ili prenos;
• mjerna instalacija (mjerna mašina) - skup funkcionalno kombinovanih mjera, mjernih instrumenata i drugih uređaja, namijenjenih za mjerenje jedne ili više fizičkih veličina i smještenih na jednom mjestu
• merni sistem - skup funkcionalno kombinovanih mera, mernih instrumenata, mernih pretvarača, računara i drugih tehničkih sredstava koji se nalaze na različitim tačkama kontrolisanog objekta i sl. radi merenja jedne ili više fizičkih veličina karakterističnih za ovaj objekat i generisanja mernih signala u različite svrhe;
• merno-računarski kompleks - funkcionalno integrisani skup mernih instrumenata, računara i pomoćnih uređaja, projektovan za obavljanje određenog mernog zadatka kao deo mernog sistema.

• automatski;
• automatizovano;
• priručnik.

• radni merni instrumenti.

Prema značaju izmjerene fizičke veličine:

• glavno sredstvo za merenje fizičke veličine čija se vrednost mora dobiti u skladu sa mernim zadatkom;
• pomoćna mjerna sredstva te fizičke veličine čiji se uticaj na glavno mjerilo ili mjerni predmet mora uzeti u obzir da bi se dobili rezultati mjerenja potrebne tačnosti.

Prema mernim fizičkim i hemijskim parametrima:

• za mjerenje temperature;
• pritisak;
• potrošnja i količina;
• koncentracija rastvora;
• za merenje nivoa itd.

Metrološke karakteristike mjernih instrumenata

Za mjerilo odobrenog tipa izdaje se potvrda (ranije potvrda) o odobrenju tipa mjerila.

Samo mjerni instrumenti uključeni u državni registar mjernih instrumenata odobrenih za upotrebu u Ruskoj Federaciji podliježu verifikaciji. Nakon postupka verifikacije, izdaje se potvrda o verifikaciji. Ostali tehnički uređaji podliježu kalibraciji. Nakon postupka kalibracije, izdaje se potvrda o kalibraciji.