Mennyiségek mérésére szolgáló eszközök. Mérőműszerek

Ebben a cikkben megpróbáljuk tömören elemezni a témakörök egész sorát: metrológia, kapcsolódó szabványosítás, orosz állami metrológiai központok, valamint mérőműszerek - jellemzőik, típusai, osztályozása és felhasználása. Kezdjük a leggyakoribb bevezető témával - a metrológiának nevezett tudománynal.

Metrológia: meghatározások, célok, törvények

Összefüggő fogalmak. A metrológia (ógörögül μέτρον + λόγος - „mérés” + „tudomány”) a súlyok és mértékek tudománya, nevezetesen a mérés, annak módszerei és eszközei, amelyek segítenek biztosítani a mérések egységét és pontosságát.

A metrológia alapjai a következő célokat és célkitűzéseket foglalják magukban:

• egységes méréselmélet kialakítása;
• sorképzés;
• az eszközök fejlesztése és utólagos szabványosítása és pontossága, az egységesség és egységesítés vágya;
• egyértelmű szabványrendszerek, mérési minták kialakítása, amelyek alapját a fizikai állandók képezik;
• a súlyok és mértékek rendszerének tanulmányozása történelmi visszatekintésben.

A metrológiának három alaptörvénye van:

1. Minden mérés összehasonlítás.
2. Előzetes adatok nélkül lehetetlen mérést végezni.
3. A kerekítés nélküli mérések összege csak egy valószínűségi változó.

A metrológia szekciói

A tudomány több részre oszlik:

• Elméleti. A metrológia alapjai elméleten alapulnak. Ez a rész a kvantitatív mérések legáltalánosabb problémáit vizsgálja, és közvetlenül is kidolgozza az elméleti tételeket.
• Jogalkotási. Társadalomtudomány, amely meghatározza a mértékegységek, a mérési módszerek és eszközök használatának kötelező jogi és műszaki feltételeit.
• Alkalmazott. Kísérleti, gyakorlati metrológia rész, az elméleti komponens fejlesztését a gyakorlatba bevezetve, valamint metrológiai alátámasztással is foglalkozik.
• Történelmi. Tanulmányozza a múlt mértékegységeit, azok időbeli alakulását, meghatározza elnevezésüket, valamint összefüggéseket korunk súly- és mértékegységeivel.
• Speciális területek. Ez magában foglalja a „speciális” metrológiát - orvosi, vegyi, repülési, biológiai (biometrikus).

Szabványosítás a metrológiában

A metrológia és a szabványosítás szorosan összefügg. A szabványosítás ebben a vonatkozásban a gyártási folyamatot kísérő metrológiai támogatás általános és specifikus szabályai. A diszciplína tárgya minden, ami a termékkel kapcsolatos: minőségi követelményeket tartalmazó szabályozó dokumentumok, tűrésszabványok, valamint a szabványos eredmény elérésének módszerei. A kidolgozott szabványok ugyanakkor nem csak egy adott vállalkozásnál alkalmazhatók, hanem általánosan is hasznossá válhatnak.

A metrológia szabványosításának céljai a következők:

• A kiváló minőségű referenciatermékek főbb jellemzőinek meghatározása során az első lépés az alkatrészek és alapanyagok szabványosítása.
• A kapott termék minőségére vonatkozó bizonyos kritériumok kidolgozása, a metrológiai ellenőrzés eszközeinek meghatározása mellett.
• A termékek egységességére való törekvés.
• Szabványrendszer kialakítása, amely biztosítja az összes mérés egységességét a vállalkozásnál.

A metrológia és a szabványosítás két fő dokumentumon alapul:

• A szabvány egy szabályozási és technológiai aktus, amely bizonyos normákat, szabályokat és követelményeket tartalmaz a gyártásra és a késztermékre vonatkozóan. A jelenlegi szabvány a felhatalmazott szervezet által jóváhagyott szabvány.
• TU (műszaki feltételek) - számos szabály, norma és követelmény egy adott terméktípusra.

A szabványosítás mértéke a metrológiában:

• Nemzetközi. Nemzetközi szabványosítási és metrológiai központokat hoz létre több állam, amelyeket egyesít a kereskedelem, a közös tudományos fejlesztések, a közös védelem kiépítése stb.
• Állapot. A metrológia szabványosítása, amelyet a kormányzati hatóságok hajtanak végre, és kilátásokat is teremtenek a fejlesztésére.
• Nemzeti. Ismét állami léptékben, de a kormányzati szervek közvetlen beavatkozása nélkül.

A szabványosítás és metrológia fő orosz központja a GSS (állami szabványosítási rendszer). Ez a komplexum az összes kidolgozott követelményt egy egésszé egyesíti, elősegíti az összes hazai gyár és kombájn termelésének és termékeinek egységesítését.

Állami metrológiai és tanúsítási központok

A „Mérések egységességének biztosításáról” szóló szövetségi törvény szerint állami szinten az Orosz Föderáció Gosstandartja a mérések egységesítését biztosító tevékenységeket irányítja. Hatáskörébe tartozik az Állami Metrológiai Szolgálat is. A következő összetevőket tartalmazza:

• Az Orosz Föderáció Állami Szabványa központi irodájának osztályai felelősek a mérések egységességének tervezéséért, irányításáért és ellenőrzéséért az állami szektorközi szinten.
• Az SSMC (állami tudományos mérésügyi központok) feladata a referencia-szabványok kidolgozása, tárolása és alkalmazása, valamint a mérések egységességét biztosító hatósági dokumentáció elkészítése.
• HMS-részlegek az Orosz Föderációt alkotó egységek skáláján - a metrológiai ellenőrzés végrehajtása meghatározott területeken.

Szabványos központok az Orosz Föderációban

Az állami metrológia fő központja a VNIIMS - a Metrológiai Szolgálat Összoroszországi Tudományos Kutatóintézete. Valamennyi mérésügyi szolgáltatás tudományos és módszertani irányítását végzi, tevékenységüket koordinálja, valamint a mérésügyi támogatás sokrétű (gazdasági, szervezeti, tudományos) alapjait is kidolgozza.

A VNIIMS mellett az Orosz Föderáció fontos szabványközpontjai is a következők lesznek:

• VNIIM. A Súlyok és Mértékek Világrendszerének szinte minden szabványát itt hozták létre és tárolták, kivéve a frekvencia- és időegységek mintáit. Az intézet az összes orosz állami szabvány több mint 50% -át tartalmazza.
• VNIIFTRI. Ebben az intézetben az időszabványon kívül mágneses, rádiótechnikai mennyiségek, frekvenciaegységek, keménység, nyomás, ionizáló sugárzás, alacsony hőmérséklet stb.
• VNIIOFI. Különféle lézerparaméterek mérése, orvosi indikátorok, spektrometria, optikai mennyiségek stb.
• SNIIM. Az elektromos, mágneses, rádiótechnikai mennyiségek szabványai stb.

Metrológiai központok tevékenysége

Az Állami Migrációs Szolgálat fő tevékenysége az, hogy az államban minden mérés egységét biztosítsa. Feladata továbbá az oroszországi mérések metrológiai támogatása, a metrológia területén az állami ellenőrzés. A HMS munkaterületei továbbá:

• szabványok létrehozása, állami és másodlagos;
• rendszerek kialakítása az FB egységek paramétereinek sugárzására vagy átvitelére a működő SI-re;
• mérőrendszerek gyártásának/használatának/állapotának/javításának állami felügyelete;
• különböző termékek metrológiai vizsgálata;
• alsóbb szintű mérésügyi szolgáltatások módszertani támogatása.

A Rosstandart funkciói

A Rosstandart és a metrológia az intézmény a következő funkciókat látja el:

• A munka összehangolása a mérések egységességének biztosítása érdekében.
• Mérési szabványok létrehozására, tárolására, jóváhagyására és üzemeltetésére vonatkozó szabályok kialakítása.
• Metrológiai állami felügyelet.
• Az Állami Migrációs Szolgálat és a mérések egységességéért felelős egyéb szolgálatok vezetése.
• A mérések egységességét biztosító szabványok, előírások jóváhagyása.
• A műszaki eszközök felismerése mérési eszközként.
• Mérési módszerek kidolgozása és jóváhagyása.
• Az SI-t tesztelő központok akkreditációja.
• SI típusok jóváhagyása.
• Az SI állami nyilvántartásának vezetése.
• A hitelesítésre kötelezett mérőeszközök jegyzékeinek jóváhagyása.
• Engedélyezési eljárás kidolgozása mérőműszereket gyártó, javító, értékesítő vagy bérbeadó magánszemélyek és jogi személyek számára.
• Különféle metrológiai tevékenységek tervezése, szervezése stb.

Az SI...

Térjünk át a metrológiára és a mérésekre. - amellyel méréseket végeznek. Jellemzője, hogy bármilyen fizikai mennyiség mértékegységét reprodukálja vagy tárolja.

Az Orosz Föderáció 102. sz. szövetségi törvénye az SI-t eszközként határozza meg, amelynek egyik célja a mérés. Csak a Szövetségi Műszaki Szabályozási és Mérésügyi Ügynökség minősíthet bármely eszközt mérőműszernek hazánkban.

SI osztályozás

Íme a mérőeszközök leggyakoribb osztályozása a metrológiában és a mérésekben:

• A paraméterek mérésével meghatározható:
  • nyomás;
  • hőfok;
  • mennyiségek;
  • szint;
  • oldatkoncentráció stb.
• A mért dolog jelentősége szerint:
  • befektetett eszközök;
  • segédeszközök.
• Az SI szabvány szerint:
  • szabványosított;
  • nem kapcsolódik a szabványosokhoz.
• Az ellenőrző diagramon lévő pozíció szerint:
  • szabványok;
  • SI dolgozók.
• Automatizálási szint szerint:
  • kézikönyv;
  • automatizált;
  • automatikus.
• Műszaki cél szerint:
  • a fizikai mennyiség mértéke - SI, amely egy/több méret értékét reprodukálja vagy tárolja;
  • mérőműszer - SI, amellyel megtudhatja, hogy egy bizonyos tartományban mit mérnek;
  • - SI, amely az egyik mért mennyiséget a másikba konvertálja;
  • mérőberendezés - több mérőátalakítót, műszert vagy mérőeszközt egyesítő komplexum, amely egy adott helyen található;
  • mérőrendszer - több mérést, műszert, berendezést és átalakítót kombináló komplexum, amely képes méréseket végezni az objektum különböző részein;
  • mérő- és számítástechnikai komplexum - több mérőműszert és számítógépet kombináló rendszer, amelyet egy vagy több összetett mérési probléma megoldására terveztek.

Mérések: típusok és módszerek

A mérés a kívánt mennyiség értékének kísérleti meghatározása SI segítségével. Két fő módszer létezik: a közvetlen értékelés és az intézkedéssel való összehasonlítás. Ez utóbbit tovább bontják differenciális, nulla, koincidencia és oppozíciós módszerekre. Az alkalmazott SI tekintetében megkülönböztetünk érzékszervi, heurisztikus, szakértői és műszeres módszereket.

Ha már a metrológiáról és a mérésekről beszélünk, mutassuk be az utóbbi típusok osztályozását:

• A pontossági jellemzők szerint: egyenlő és egyenlőtlen. Vagy maximális pontosság, ellenőrzés, ellenőrzés és műszaki.
• Adatszerzés módja szerint: kapcsolattartás és non-contact.
• Mérések száma szerint: egyszeres és többszörös.
• A mért érték változásának típusa szerint: statikus és dinamikus.
• Cél: metrológiai és műszaki.
• Az eredmény bemutatásának típusa szerint: relatív és abszolút.
• A hatékony adatszerzés módszereivel: közvetlen, közvetett, kumulatív és együttes.

Az SI alkalmazási területei

A „Méréstan, mérések, mérőműszerek” témakör zárásaként felvázoljuk az SI 102. számú szövetségi törvény által meghatározott alkalmazási területeit:

• környezetvédelem;
• munkahelyi biztonság és egészségvédelem;
• állami ellenőrzés;
• tevékenységi területek a védelmi komplexumban;
• hidrometeorológia;
• pénzügyi, adó-, vám-, banki műveletek;
• Sport;
• a közúti biztonság;
• állatgyógyászat;
• igazságszolgáltatási rendszer;
• távközlés, posta;
• megfelelősségi értékelés;
• gyógyszer;
• termelésirányítás;
• földrajz, geodézia;
• termékek csomagolása;
• kereskedelmi;
• az atomenergia területén.

A szabványok és a metrológia rendkívül fontosak mind a tudományos és kísérleti tevékenységek, mind a társadalmi élet minden területén. Ha a metrológiában nehéz elképzelni a gyártást szabványosítás nélkül, akkor a mérőműszerek még inkább az emberi élet szerves részévé váltak.

1 MérőműszerekÉsmérőműszerek típusai A mérés egy fizikai mennyiség értékének kísérleti megállapítása speciális technikai eszközökkel 2. Mérőműszerek A mérőműszerek olyan műszaki eszközök, amelyek szabványos metrológiai jellemzőkkel rendelkeznek. Ebben az esetben egy fizikai mennyiség értéke, amelyet a mérőműszer leolvasó berendezése számol, szigorúan megfelel a mértékegységként elfogadott bizonyos számú fizikai egységnek. A mérőeszközök a következők:- mérés, - mérőműszerek, - mérőátalakítók, - mérőrendszerek, - berendezések, komplexumok. Intézkedés egy adott méretű fizikai mennyiség reprodukálására tervezett mérőműszer. Az intézkedések lehetnek egyértékűek vagy többértékűek. Az egyértelmű intézkedések közé tartoznak az ellenállástekercsek, az induktivitástekercsek, a normál elemek stb.; többértékű - ellenállástárolók, változó kondenzátorok, feszültség- és áramkalibrátorok, stb. eszköz- olyan mérőműszer, amely a mért értékről érzékelhető formában mennyiségi információt szolgáltat. A mért mennyiség értékeinek számlálási módszere szerint a mérőműszereket analóg és digitálisra osztják. Az analóg mérőműszerekben a mért mennyiség értékét közvetlenül egy skálán határozzák meg nyíllal vagy más mutatókkal. A digitális mérőműszerekben a mért mennyiség értékét a készülék digitális jelzője határozza meg. A mérőműszerek jelzőre és rögzítésre oszthatók. A jelző mérőműszerek a mérési eredmény analóg vagy digitális formában történő leolvasására, míg a rögzítő műszerek a mérési eredmény regisztrálására szolgálnak. Transzduktor- olyan mérőműszer, amelyet arra terveztek, hogy a mérési információ jelét olyan formában hozza létre, amely alkalmas továbbításra, további átalakításra, feldolgozásra és tárolásra, de nem alkalmas közvetlen észlelésre. A mérőátalakítók közé tartoznak a feszültségosztók, erősítők, műszertranszformátorok stb. 3. Mérőműszerek fajtái Metrológiai rendeltetésük szerint a mérőműszerek felosztása: - szabványos, - példaértékű, - működőképes. Működő mérőműszerek az egységméretek átviteléhez nem kapcsolódó mérésekhez használják. A működő mérőműszerek viszont feloszthatók: - műszaki - ellenőrzési - laboratóriumi Műszaki mérőműszerek Ipari környezetben való használatra tervezték. Ezért olcsónak és megbízhatónak kell lenniük. Az ilyen eszközök leolvasott értékeit nem korrigálják mérési hibára. Ellenőrző mérőműszerek- az ipari mérőműszerek üzemképességének ellenőrzésére szolgálnak a telepítés helyén. Laboratóriumi mérőműszerek- precíz mérésekhez használható laboratóriumi körülmények között. A mérések pontosságának növelése érdekében korrekciókat vezetnek be a leolvasásokba, figyelembe véve a külső körülményeket, amelyek között a méréseket végezték. Ezen kívül laboratóriumi mérőműszereket használnak az ellenőrző mérőműszerek ellenőrzésére. Példaértékű mérőműszerekÚgy tervezték, hogy átvigyék az egységek méretét a szabványokról a működő mérőműszerekre, vagyis azok hitelesítését szolgálják. Referencia- olyan mérőműszer, amely a fizikai mennyiség egységének reprodukálását és tárolását biztosítja a méretének átviteléhez a hitelesítési sémában alacsonyabb mérőeszközökhöz.

Analóg mérőeszköz - olyan mérőeszköz, amelynek leolvasása vagy kimeneti jele a mérendő mennyiség változásának folyamatos függvénye

Az analóg mérőműszerek általában közvetlen mérést biztosítanak, a mérési eredményt egy skálán olvassák le. Az analóg mérőműszerekkel végzett mérések módja statikus. A legtöbb analóg mérőműszer fix skálájú és mozgatható nyíllal rendelkező mutatóműszer, amelynek mozgása (forgás vagy lineáris mozgás) a skálához képest funkcionálisan egy az egyhez kapcsolódik a mért mennyiség értékéhez. Egyéb típusú analóg mérőműszerek: - fix mutatóval vagy más mutatóval és mozgó skálával, - skálával kombinált szalag formájú lineáris indikátorral, amelynek hossza funkcionálisan egy az egyhez kapcsolódik a a mért mennyiség értéke (például higanyhőmérő).

Az analóg mérőműszerek egyik lehetséges osztályozási sémája az 1.2. ábrán látható.

Elektromechanikus eszközök azok az eszközök, amelyek átalakító eszközei nem tartalmaznak elektronikus, tranzisztoros vagy ionos egységeket.

Elektronikus Az eszközök olyan eszközök, amelyek átalakító eszközei elektronikus, tranzisztoros vagy ionos egységeket tartalmaznak.

Megjelenítés A műszerek olyan eszközök, amelyek csak leolvasást tesznek lehetővé.

Regisztráció eszközök – azok, amelyek a leolvasás rögzítését biztosítják.

Analóg eszközökben közvetlen átalakítás(műveletek) (1.3. ábra) az X bemeneti jelet egy vagy több P1, P2, P3, ... átalakító alakítja át alsó irányban bemenetről kimenetre.

Analóg eszközökben (1.4. ábra) az X bemeneti értéket kompenzálja az XK érték, amely egy inverz konverziós áramkörrel (inverz konverterek β 1, β 2, β 3, ..., β n) átalakított Y kimeneti értéke.

Analóg készülék áramkörök kiegyensúlyozó átalakulás csomópontokat tartalmazhat helyi visszajelzések takarjákβ 1 (1.5. ábra), azonban a meghatározó tényező a közös β 2 negatív visszacsatolás jelenléte a kimenetről a bemenetre.

Az eszközökhöz vegyes átalakítás(1.6 a, b ábra) olyan eszközöket tartalmaznak, amelyek struktúrájában negatív visszacsatolás van bevezetve, ami nem fedi le a közvetlen átalakítás összes linkjét.

Cél szerint vannak áram, feszültség, frekvencia mérésére szolgáló eszközök, elektromos áramkörök paramétereinek mérésére, jel jellemzőinek elemzésére szolgáló eszközök stb.

A több mennyiség mérésére tervezett műszereket ún kombinált.

Az egyen- és váltakozó árammal egyaránt működő eszközöket ún egyetemes.

digitális mérőműszer

mérő eszköz, amelyben egy folytonos mennyiség mérésének eredményei (feszültség, áram, elektromos ellenállás, nyomás, hőmérséklet stb.) automatikusan diszkrét jelekké alakulnak, amelyek egy digitális kijelzőn számként jelennek meg. A digitális mérőműszereknek tartalmazniuk kell analóg-digitális átalakító, konvertáló analóg jel, amelyet az érzékeny elem (szenzor) fogad, digitális kódba. A digitális mérőműszereket az analóg mérőeszközökhöz képest lényegesen nagyobb mérési pontosság, az olvasás kényelme és objektivitása jellemzi. A számlálás pontossága a digitális kijelzőn lévő számjegyek számától függ. Számos digitális mérőműszer áll rendelkezésre: néz, hőmérők, mérlegek, tonométerek (artériás vérnyomásmérők) stb.

A CIP két kötelező csomópontból áll; analóg-digitális átalakító (ADC) és digitális kiolvasó eszköz (OA). Az ADC a mért mennyiség értékének megfelelően kódot állít elő. Az op-amp ezt az értéket tükrözi digitális formában. Az ADC-ket mérő-, információ-ellenőrző és egyéb rendszerekben is használják, és az ipar független mérőműszerként gyártja őket.

A CIP metrológiai és egyéb műszaki jellemzőit a kódra való átalakítás módszere határozza meg. Az elektromos mennyiségek mérésére szolgáló digitális mérőműszerekben a szekvenciális számlálási módszert és a bitenkénti kiegyenlítő módszert alkalmazzák. Ennek megfelelően különbséget kell tenni a szekvenciális számláló CIP-k és a bitenkénti kiegyensúlyozó CIP-k (impulzuskód) között. A mért mennyiség értékétől függően a CIP-ket pillanatnyi értékeket mérő eszközökre és egy bizonyos időtartam alatti átlagérték mérésére szolgáló eszközökre osztják (integráló).

A mért érték típusa szerint a CIP-ket voltmérőkre, ohmmérőkre, frekvenciamérőkre, fázismérőkre, multiméterekre (kombinált) osztják, amelyek lehetővé teszik több elektromos mennyiség és az elektromos áramkörök számos paraméterének mérését.

Az alkalmazási terület szerint megkülönböztetik a laboratóriumi, rendszer- és kapcsolótáblás CIP-ket.

A CIP-ek összetettek, funkcionális részeik elektronikus elemekre, főként integrált áramkörökre épülnek. A modern digitális digitális információs központokban az analóg jeleket átalakító funkcionális egységek általában mikroelektronikai műveleti erősítőkön alapulnak.

Vessünk egy egyszerűsített pillantást a leggyakrabban használt csomópontokra.

Kiváltók két stabil egyensúlyi állapotú eszközből áll, amely külső jel segítségével képes egyik állapotból a másikba ugrani. Egy ilyen átmenet után az új stabil állapot mindaddig megmarad, amíg egy másik külső jel meg nem változtatja.

Újraszámítás eszközöket (PU) különféle feladatok elvégzésére szolgálnak, például az impulzusfrekvencia felosztására, számimpulzuskódok binárissá alakítására stb.

Ha a PU fel van szerelve op-amp-mal az áramköri állapot számának megjelenítésére, akkor lehetőség van a PU bemenetre érkező impulzusok számlálására, pl. ebben az esetben kaphat pulzusszámlálót.

Jel indikátorok digitális formában történő leolvasásra használják speciális gázkisüléses lámpák vagy szegmentált jeljelzők formájában (világítóelemként folyadékkristályokat, LED-eket, elektrolumineszcens csíkokat stb. használnak),

Kulcsok - Ezek olyan eszközök, amelyek kapcsolók és kapcsolók funkcióit látják el. Az elektronikus kapcsolókat főként diódákon, tranzisztorokon és az elektronikus áramkörök egyéb elemein használják.

Logikai elemek logikai függvényeket valósítson meg. Ezeknek az elemeknek a bemeneti és kimeneti értékei olyan változók, amelyek csak két -1 és 0 értéket vesznek fel. Tekintsük az alapvető logikai elemeket, amelyek összekapcsolásával bármilyen logikai funkció megvalósítását lehetővé teszik.

A VAGY logikai kapu összeadási függvény, több bemenettel és egy kimenettel rendelkezik, amely 1-et vesz fel, ha legalább egy bemeneti érték 1, és 0-t, ha minden bemenet 0;

A NOT logikai elem egy negációs függvény (ha a bemenet értéke 0, akkor a kimenet 1 lesz és fordítva) az inverzióra szolgál;

A logikai ÉS függvény egy több bemenettel és egy kimenettel rendelkező szorzófüggvény, amely 1 értéket vesz fel, ha az összes bemenet 1, és 0 értéket vesz fel, ha legalább egy bemenet 0. Az ÉS elemet illesztő áramkörnek nevezzük, és lehet logikai kapcsolóként használják, melynek egyik bemeneti jele vezérlőjelként szolgál.

A logikai elemeket diszkrét eszközökön (diódák, tranzisztorok, ellenállások) és integrált áramkörök formájában hajtják végre.

Dekóderek - ezek olyan eszközök, amelyek az egyik típusú kódot más típusú kódokká konvertálják.

3 Mérőműszerek kalibrálása és hitelesítése

Mérőműszerek kalibrálása- a metrológiai jellemzők tényleges értékeinek és (vagy) a mérőműszer használatra való alkalmasságának meghatározására és megerősítésére végzett műveletek sorozata. A definíció hasonló a hitelesítéshez, amelytől a kalibrálást az különbözteti meg, hogy olyan mérőeszközökre vonatkozik, amelyek nem tartoznak állami metrológiai ellenőrzés és felügyelet alá, pl. valójában. A kalibrálás egyesíti a mérőműszerek metrológiai tanúsítása és részleghitelesítése során korábban elvégzett funkciókat.

Az állami ellenőrzés és felügyelet hatálya alá nem tartozó (vagy a GMKiN hatályán kívül használt) mérőműszerek kalibrálhatók, de ezek metrológiai jellemzőinek ellenőrzése szükséges, például a mérőműszerek gyártásból vagy javításból történő kiadásakor, behozatalkor, működés közben, bérbeadáskor és eladáskor. A mérőműszerek kalibrálását kalibráló laboratóriumok végzik, vagy az Oroszországban elfogadott „jogi személyek metrológiai szolgálatai” terminológiával összhangban, a mennyiségi egység állami szabványainak alárendelt szabványok használatával. A kalibráló eszközöket (szabványokat) kötelező hitelesíteni kell, és a kalibrációs munkák során érvényes hitelesítési tanúsítvánnyal kell rendelkezniük.

A kalibrációs eredmények lehetővé teszik a következők meghatározását:

a mért mennyiség tényleges értékei; a mérőműszerek leolvasásának módosítása;

a mérőműszerek hibája.

Fő elv különbség a kalibrálás és a hitelesítés között, hogy a kalibrálás nem része a megfelelőségértékelési eljárásnak. A megfelelőség megerősítése csak igazolás, a kalibrálás során a metrológiai jellemzők aktuális értékeit határozzák meg, és ez inkább kutatómunka. Általános szabály, hogy speciális technikák hiánya miatt a kalibrálást a kalibrált vagy hasonló mérőeszközök hitelesítési módszerei szerint végzik. A kalibrálás azonban eltérhet a hitelesítéstől, mind az egyszerűsítés, mind az eljárás bonyolítása irányában. A kalibrálás során teljesen jogos felvetni azt a problémát, hogy egy mérőműszer hibajellemzőit csak a mérési tartomány egy pontján és a normáltól eltérő feltételek mellett határozzuk meg.

A mérőműszerek kalibrálásának eredményei hitelesítettek kalibrációs jel, mérőműszerekre vagy kalibrálási tanúsítványra vonatkozik, valamint bejegyzést az üzemeltetési dokumentumokba.

A hitelesítéstől eltérően az SI-kalibrálás önkéntes eljárás, és bármely metrológiai szolgálat elvégezheti. A kalibrálási jogosultság akkreditálása szintén önkéntes (nem kötelező) eljárás, és nagyobb mértékben szükséges a kalibrálási eredmények külső intézmények általi elismerése és a vállalkozásról alkotott kép javítása érdekében.

3 3Mérőműszerek ellenőrzése

a mérésügyi szolgáltató szervek (egyéb felhatalmazott szervek, szervezetek) által a mérőműszer megállapított műszaki követelményeknek való megfelelőségének megállapítása és megerősítése érdekében végzett műveletek összessége.

Az időben nem hitelesített mérőműszerek működése a technológiai folyamat előrehaladásáról való téves információhoz vezethet. Ebben az esetben a kapott mérések és a tényleges értékek közötti különbség nem megjósolható. A helyzet lehetséges következményei: biztonsági rendszerek megszakadása, hibás termékek kibocsátása, technológiai berendezések balesetei. A következmények kiküszöbölése jelentős idő- és gazdasági veszteséggel jár.

A mérőműszerek hitelesítését ezen a területen akkreditált személyek végzik. A mérőeszközöket használó személyek felelősek az ellenőrzéshez szükséges eszközök időben történő rendelkezésre bocsátásáért.

1.4.1 Mérőműszerek típusai

Metrológiai rendeltetésük szerint a mérőműszereket példaértékűre és működőre osztják.

Példaértékű más, működő és példaértékű, kevésbé nagy pontosságú mérőműszerek ellenőrzésére szolgálnak.

Munkások A mérőműszerek a különféle emberi tevékenységekhez szükséges mennyiségek méretének mérésére szolgálnak.

A mérőműszerek példaértékűre és működőre osztásának lényege nem a tervezésben vagy a pontosságban van, hanem a rendeltetésükben.

A mérőeszközök a következők:

Adott méretű fizikai mennyiség reprodukálására szolgáló intézkedések. Léteznek egyértékű és többértékű mértékegységek, valamint mértékegységek (súlyok, kvarcoszcillátorok stb.). Azonos méretű fizikai mennyiségeket reprodukáló mértékeket nevezzük félreérthetetlen. A többértékű mértékek egy fizikai mennyiség számos méretét képesek reprodukálni, gyakran akár folyamatosan is kitöltve bizonyos határok közötti rést. A leggyakoribb többértékű mértékegység a milliméteres vonalzó, a variométer és a változtatható kondenzátor.

A készletekben és az üzletekben az egyes mértékek különféle kombinációkban kombinálhatók, hogy közbenső vagy teljes, de mindig diszkrét méretű mennyiségeket reprodukáljanak. Az üzletek egyetlen mechanikus egésszé vannak egyesítve, amelyek speciális kapcsolókkal vannak felszerelve, amelyek olvasókészülékekhez csatlakoznak. Ezzel szemben egy halmaz általában több mértékből áll, amelyek külön-külön és egymással különböző kombinációkban is elláthatják funkcióikat (véghosszmértékek halmaza, súlyok halmaza, minőségi tényezők és induktivitásmértékek halmaza stb.).

Az intézkedéssel való összehasonlítás speciális technikai eszközökkel történik - összehasonlítók(egyenlőkarú mérleg, mérőhíd stb.).

Az egyértelmű intézkedések közé tartoznak a minták és a referenciaanyagok is. Az anyagok és anyagok összetételének és tulajdonságainak standard mintái meghatározott és szigorúan szabályozott tartalmú anyag speciálisan kialakított testei vagy mintái, amelyeknek egyik tulajdonsága bizonyos feltételek mellett ismert értékű mennyiség. Ide tartoznak a keménység, érdesség, fehér felület mintái, valamint az anyagok mechanikai tulajdonságainak meghatározására szolgáló műszerek kalibrálásakor használt standard minták. A mintaanyagok nagy szerepet játszanak a referenciapontok létrehozásában a skálák megvalósítása során. Például a tiszta cink 419,58 °C-os, az arany - 1064,43 °C-os hőmérséklet reprodukálására szolgál.

A hitelesítési hibától függően az mérőszámok kategóriákra vannak osztva (1., 2. stb. kategória mértékei), és a mértékek hibája az osztályokra bontás alapja. Az egyik vagy másik kategóriába tartozó méréseket a mérőműszerek ellenőrzésére használják, és példaértékűnek nevezik.

Átalakítók- ezek olyan mérőműszerek, amelyek a mérési információkat olyan formába dolgozzák fel, amely alkalmas a további átalakításra, átvitelre, tárolásra és feldolgozásra, de általában nem hozzáférhető a megfigyelő számára (hőelemek, mérőerősítők stb.).

Az átváltandó mennyiséget ún bemenet, és az átalakítás eredménye az szabadnap méret. A köztük lévő kapcsolatot a transzformációs függvény (statikus karakterisztika) adja meg. Ha az átalakítás eredményeként a mennyiség fizikai jellege nem változik, és a transzformációs függvény lineáris, akkor a transzformátor ún. nagyarányú, vagy erősítő(feszültségerősítők, mérőmikroszkópok, elektronikus erősítők). Az „erősítő” szót általában olyan meghatározással használják, amelyet az átalakítandó mennyiség típusától (feszültségerősítő, hidraulikus erősítő) vagy a benne előforduló egyedi átalakítások típusától (csöves erősítő, sugárerősítő) függően rendelnek hozzá. .

Azokban az esetekben, amikor a konverterben a bemeneti mennyiséget más fizikai természetű mennyiséggé alakítják át, e mennyiségek típusairól (elektromechanikus, pneumokapacitív stb.) nevezik el.

A készülékben elfoglalt hely alapján a konverterek (3.1. ábra) a következőkre oszthatók: elsődleges, amelyhez a közvetlenül mért fizikai mennyiséget szállítják; továbbító, amelynek kimenetén olyan mennyiségek képződnek, amelyek kényelmesek a regisztráláshoz és a távolságon keresztüli továbbításukhoz; közbülső, az elsődlegesek után a mérőkörben foglalnak helyet.

Rizs. 3.1. Mérési információk átalakítása: 1 - érzékeny elem;
2 - elsődleges konverter; 3 - közbenső átalakítók;
4 - adó átalakító

Mérőműszerek olyan mérőműszerekre vonatkozik, amelyeket úgy terveztek, hogy mérési információkat szerezzenek a mérendő mennyiségről a megfigyelő számára kényelmes formában.

A legelterjedtebb közvetlen hatású eszközök, használatakor a mért értéket egy sor szekvenciális transzformációnak vetik alá egy irányban, vagyis anélkül, hogy visszatérnénk az eredeti értékhez. A közvetlen hatású műszerek közé tartozik a legtöbb nyomásmérő, hőmérő, ampermérő, voltmérő stb.

Jelentősen nagyobb pontossági képességekkel rendelkeznek összehasonlító eszközök, amely a mért mennyiségek összehasonlítására szolgál olyan mennyiségekkel, amelyek értéke ismert. Az összehasonlítás kompenzációs vagy hídáramkörök használatával történik. Kompenzációsáramkörök az aktív mennyiségek összehasonlítására szolgálnak, vagyis azok, amelyek bizonyos energiaellátást hordoznak (erők, nyomások és nyomatékok, elektromos feszültségek és áramok, sugárforrások fényereje stb.). Az összehasonlítás úgy történik, hogy ezeket a mennyiségeket egy körbe foglaljuk egymás mellett, és megfigyeljük a különbségi hatásukat. Olyan műszerek, mint az egyenlő karú és félkarú mérlegek (a karra gyakorolt ​​tömeghatás erőhatásainak összehasonlítása), önsúly és önsúly manometrikus és vákuummérő műszerek (a dugattyún mért nyomás és tömegmérés erőhatásainak összehasonlítása), stb. ezen az elven dolgoznak.

A passzív nagyságok (elektromos, hidraulikus, pneumatikus és egyéb ellenállások) összehasonlítására hídáramköröket, például elektromos kiegyensúlyozott vagy kiegyensúlyozatlan hidakat használnak.

A mért mennyiségek értékének számolási módszere szerint az eszközöket felosztják mutatja, beleértve analógÉs digitális, és tovább regisztráció.

A legszélesebb körben használt analóg műszerek, amelyek olvasókészülékei két elemből állnak - egy mérlegből és egy mutatóból, amelyek közül az egyik a készülék mozgó rendszeréhez, a másik a testhez kapcsolódik. A digitális műszerekben az olvasást mechanikus, elektronikus vagy egyéb digitális olvasóeszközökkel végzik.

A mért érték rögzítésének módja szerint a rögzítő műszerek fel vannak osztva öníróÉs nyomtatás. A rögzítő műszerekben (például barográfban vagy hurokoszcilloszkópban) a leolvasások rögzítése grafikon vagy diagram. A nyomdagépekben a mért mennyiség értékére vonatkozó információ számszerű formában, papírszalagon történik.

Az automata összehasonlító műszereket leggyakrabban kombinált műszerek formájában állítják elő, amelyeknél a mérleg vagy a digitális leolvasás a diagramra történő rögzítéssel vagy a mérési eredmények nyomtatásával kombinálódik.

1. Kiegészítő mérőműszerek. Ebbe a csoportba tartoznak azok a mennyiségek mérésére szolgáló műszerek, amelyek más mérőeszköz metrológiai tulajdonságait befolyásolják annak használata vagy hitelesítése során. A kiegészítő mérőműszerek leolvasásai a mérési eredmények korrekcióinak kiszámítására szolgálnak (például a környezeti hőmérséklet mérésére szolgáló hőmérők holtteher-tesztelőkkel végzett munka során), vagy a befolyásoló mennyiségek értékeinek meghatározott határokon belüli tartásának figyelemmel kísérésére (például pszichrométerek páratartalom mérése a pontos interferenciahossz-mérés érdekében).
2. Mérőberendezések. Bármely érték vagy több érték egyidejű méréséhez néha egy mérőeszköz nem elegendő. Ezekben az esetekben egy helyen elhelyezett és egymással funkcionálisan integrált mérőműszerek (mérőeszközök, jelátalakítók, mérőműszerek és segédberendezések) teljes komplexumai jönnek létre, amelyeket úgy terveztek, hogy a mérési információ jelét generálják olyan formában, amely lehetővé teszi a közvetlen érzékelést. megfigyelő.
3. A mérőrendszerek földrajzilag elválasztott és kommunikációs csatornákkal összekapcsolt eszközök és eszközök. Az információ olyan formában jeleníthető meg, amely kényelmes mind a közvetlen észleléshez, mind az automatikus feldolgozáshoz, átvitelhez és az automatizált vezérlőrendszerekben történő felhasználáshoz.

A fizikai tulajdonságok észlelésére (kijelzésére) tervezett műszaki eszközöket ún mutatók(iránytű, lakmuszpapír). A mutatók segítségével csak az anyag minket érdeklő tulajdonságának mérhető fizikai mennyiségének megléte állapítható meg. Az indikátorra példa az autó benzintartályában lévő benzin mennyiségének mutatója.

1. Tanterv felsőoktatási intézmények számára i-54 01 04 Információs rendszerek és hálózatok metrológiai támogatása szakon Oktatási és Módszertani Igazgatósággal egyeztetve

   Program

   S.V. Lyalkov, a „Belarusz Állami Informatikai és Rádióelektronikai Egyetem” Oktatási Intézmény Metrológiai és Szabványosítási Tanszékének docense,

2. Gram felsőoktatási intézmények számára az i-54 01 04 szakterületen az információs rendszerek és hálózatok metrológiai támogatása speciális tudományágak 3 részben 1. rész Minszk 2006

   Dokumentum

   A gyűjtemény standard programokat tartalmaz speciális szakterületeken: „Bevezetés a szakterületbe”, „Metrológiai támogatás”, „Mérési információk átalakítása és konverterei”, „Mérőjelek és funkcionális eszközök

3. Munkaprogram A „Mérési, vizsgálati és ellenőrzési módszerek és eszközök” tudományághoz A 220501 szakterülethez. 65

   Munkaprogram

   Gyakorlati készségek fejlesztése a mérési, tesztelési és ellenőrzési módszerek és eszközök használatában a nyomdai termékek előállításához szükséges minőségirányítási rendszer megvalósításához.

4. Jegyzetek 2010 Tartalom 1 Műszerek folyamatparaméterek mérésére 4 1 Nyomásmérés 12

   Absztrakt

   Valamennyi mérőműszer a mérésekhez használt és szabványos metrológiai jellemzőkkel rendelkező technológiai eszköz. Jellemzők alatt a mérőműszerek olyan tulajdonságait értjük, amelyek lehetővé teszik

5. Tartalom A mérőrendszerek metrológiai támogatásának általános kérdései 9 Bryukhanov V. A. 9

   Jelentés

   Mérőrendszerek metrológiai támogatása. / Nemzetközi tudományos és műszaki konferencia beszámolóinak gyűjteménye. Szerk. A.A. Danilova. – Penza, 2005.

Mérőeszköz

Mérőeszköz- mérésre szánt, szabványos metrológiai jellemzőkkel rendelkező, a fizikai mennyiség egységét reprodukáló és (vagy) tárolására szolgáló műszaki eszköz, amelynek méretét egy ismert időintervallumra változatlanul (a megállapított hibán belül) veszik. Az Orosz Föderáció „A mérések egységességének biztosításáról” szóló törvénye a mérőműszert a mérésekre szolgáló műszaki eszközként határozza meg. A műszaki eszközök mérőműszerként való besorolására vonatkozó hivatalos döntést a Szövetségi Műszaki Szabályozási és Mérésügyi Ügynökség hozza meg.

A mérőeszközök osztályozása

Műszaki cél szerint:

• fizikai mennyiség mérése - olyan mérőműszer, amelyet egy vagy több meghatározott méretű fizikai mennyiség reprodukálására és (vagy) tárolására terveztek, amelyek értékei meghatározott egységekben vannak kifejezve és a szükséges pontossággal ismertek;
• mérőeszköz - egy mérőműszer, amelyet a mért fizikai mennyiség értékeinek meghatározott tartományon belüli meghatározására terveztek;
• mérőátalakító - szabványos metrológiai jellemzőkkel rendelkező műszaki eszköz, amely a mért érték más értékké vagy mérőjelekké történő átalakítására szolgál, alkalmas feldolgozásra, tárolásra, további átalakításokra, kijelzésre vagy továbbításra;
• mérőberendezés (mérőgép) - funkcionálisan kombinált mérések, mérőműszerek és egyéb eszközök összessége, amelyek egy vagy több fizikai mennyiség mérésére szolgálnak és egy helyen találhatók
• mérőrendszer - a vezérelt objektum különböző pontjain elhelyezett, funkcionálisan kombinált mérőeszközök, mérőműszerek, mérőátalakítók, számítógépek és egyéb műszaki eszközök, stb. halmaza az adott tárgyra jellemző egy vagy több fizikai mennyiség mérésére és mérőjelek generálására. különböző célokra;
• mérő- és számítástechnikai komplexum - mérőműszerek, számítógépek és segédeszközök funkcionálisan integrált készlete, amely egy mérőrendszer részeként meghatározott mérési feladat elvégzésére szolgál.

• automatikus;
• automatizált;
• kézikönyv.

• működő mérőműszerek.

A mért fizikai mennyiség jelentősége szerint:

• a fizikai mennyiség mérésének fő eszköze, amelynek értékét a mérési feladatnak megfelelően meg kell szerezni;
• az adott fizikai nagyságrendű kiegészítő mérőműszerek, amelyeknek a fő mérőműszerre vagy mérési tárgyra gyakorolt ​​hatását figyelembe kell venni a kívánt pontosságú mérési eredmények elérése érdekében.

A fizikai és kémiai paraméterek mérése szerint:

• hőmérséklet mérésére;
• nyomás;
• fogyasztás és mennyiség;
• oldatkoncentráció;
• szintméréshez stb.

A mérőműszerek metrológiai jellemzői

A jóváhagyott típusú mérőműszerre a mérőműszer típusának jóváhagyásáról szóló tanúsítványt (korábban tanúsítványt) állítanak ki.

Csak az Orosz Föderációban használatra engedélyezett mérőeszközök állami nyilvántartásában szereplő mérőeszközöket kell ellenőrizni. Az ellenőrzési eljárás után hitelesítési tanúsítványt állítanak ki. A többi műszaki berendezés kalibrálása kötelező. A kalibrálási eljárás után kalibrálási tanúsítványt állítanak ki.