Mezzi destinati a misurare quantità. Strumenti di misura

In questo articolo proveremo ad analizzare in modo compatto tutta una serie di argomenti: metrologia, relativa standardizzazione, centri metrologici statali russi e strumenti di misura: le loro caratteristiche, tipi, classificazione e utilizzo. Cominciamo con l'argomento introduttivo più comune: la scienza chiamata metrologia.

Metrologia: definizioni, scopi, leggi

Concetti interconnessi. La metrologia (greco antico μέτρον + λόγος - "misura" + "scienza") è la scienza dei pesi e delle misure, vale a dire la misurazione, i suoi metodi e mezzi che aiutano a garantire l'unità e l'accuratezza delle misurazioni.

I fondamenti della metrologia riguardano i seguenti scopi e obiettivi:

• sviluppo di una teoria di misura unificata;
• formazione di file;
• sviluppo e successiva standardizzazione degli strumenti e della loro accuratezza, desiderio di uniformità e unificazione;
• sviluppo di sistemi chiari di standard, campioni di misurazione, la cui base sono costanti fisiche;
• studio del sistema dei pesi e delle misure in retrospettiva storica.

Esistono tre leggi fondamentali della metrologia:

1. Qualsiasi misurazione è un confronto.
2. È impossibile ottenere qualsiasi misurazione senza dati a priori.
3. I totali di qualsiasi misurazione senza arrotondamento dei valori sono solo una variabile casuale.

Sezioni di metrologia

La scienza è divisa in diverse componenti:

• Teorico. I fondamenti della metrologia si basano sulla teoria. Questa sezione studia i problemi più generali delle misurazioni quantitative e sviluppa anche direttamente i principi teorici.
• Legislativo. Scienza sociale che definisce le condizioni legali e tecniche obbligatorie per l'uso di unità, metodi e mezzi di misurazione.
• Applicato. Una sezione sperimentale e pratica della metrologia, che introduce nella pratica lo sviluppo della componente teorica, oltre a trattare il supporto metrologico.
• Storico. Studia le unità di misura del passato, la loro progressione nel tempo, ne determina i nomi, nonché i rapporti con gli standard di pesi e misure del nostro tempo.
• Aree specializzate. Ciò include la metrologia "speciale": medica, chimica, aeronautica, biologica (biometria).

Standardizzazione in metrologia

Metrologia e standardizzazione sono strettamente correlate. La standardizzazione in questo aspetto rappresenta le regole generali e specifiche del supporto metrologico che accompagna il processo di produzione. Oggetto della disciplina sarà tutto ciò che riguarda il prodotto: documenti normativi con requisiti di qualità, standard di tolleranza, nonché metodi per ottenere il risultato standard. Allo stesso tempo, gli standard sviluppati possono essere applicati non solo a un'impresa specifica, ma diventano anche utili in generale.

Gli obiettivi della standardizzazione in metrologia sono i seguenti:

• Determinando le caratteristiche principali dei prodotti di riferimento di alta qualità, il primo passo è standardizzare i componenti e il materiale di partenza.
• Sviluppo di determinati criteri per la qualità del prodotto risultante, determinando al contempo i mezzi di controllo metrologico.
• Ricerca dell'uniformità dei prodotti.
• Creazione di un sistema di standard, garantendo l'uniformità di tutte le misurazioni all'interno dell'azienda.

La metrologia e la standardizzazione operano su due documenti principali:

• Uno standard è un atto normativo e tecnologico con determinate norme, regole e requisiti per la produzione e il prodotto finito. La norma attuale è quella approvata dall'organismo autorizzato.
• TU (condizioni tecniche): una serie di regole, norme e requisiti per un tipo specifico di prodotto.

Scala di standardizzazione in metrologia:

• Internazionale. I centri internazionali di standardizzazione e metrologia sono creati da diversi stati uniti dal commercio, dagli sviluppi scientifici comuni, dalla costruzione di una difesa comune, ecc.
• Stato. Standardizzazione in metrologia, effettuata dalle autorità governative, che creano anche prospettive per il suo sviluppo.
• Nazionale. Ancora una volta, su scala statale, ma senza l’intervento diretto delle agenzie governative.

Il principale centro russo per la standardizzazione e la metrologia è il GSS (sistema statale di standardizzazione). Questo complesso combina tutti i requisiti sviluppati in un unico insieme, aiuta a standardizzare la produzione e i prodotti di tutte le fabbriche e mietitrebbie nazionali.

Centri statali di metrologia e certificazione

Secondo la legge federale "Sulla garanzia dell'uniformità delle misurazioni" a livello statale, Gosstandart della Federazione Russa gestisce le attività per garantire l'unificazione delle misurazioni. Anche il Servizio metrologico statale è sotto la sua giurisdizione. Include i seguenti componenti:

• I dipartimenti dell'ufficio centrale dell'Ente normativo statale della Federazione Russa sono responsabili della pianificazione, gestione e controllo dell'uniformità delle misurazioni a livello intersettoriale statale.
• Gli SSMC (centri metrologici scientifici statali) sono responsabili dello sviluppo, della conservazione e dell'applicazione degli standard di riferimento, nonché della preparazione della documentazione normativa che garantisce l'uniformità delle misurazioni.
• Divisioni HMS su scala delle entità costituenti della Federazione Russa - implementazione del controllo metrologico in territori specifici.

Centri standard nella Federazione Russa

Il centro principale della metrologia statale è considerato il VNIIMS, l'Istituto panrusso di ricerca scientifica per il servizio metrologico. Svolge la gestione scientifica e metodologica di tutti i servizi metrologici, coordina le loro attività e sviluppa anche un'ampia varietà di basi (economiche, organizzative, scientifiche) per il supporto metrologico.

Oltre al VNIIMS, importanti centri di standardizzazione nella Federazione Russa saranno anche:

• VNIIM. Quasi tutti gli standard del Sistema mondiale di pesi e misure sono stati creati e archiviati qui, esclusi i campioni di unità di frequenza e di tempo. L'istituto contiene oltre il 50% di tutti gli standard statali russi.
• VNIIFTRI. Oltre allo standard temporale, questo istituto contiene un campione di quantità magnetiche, di radioingegneria, unità di frequenza, durezza, pressione, radiazioni ionizzanti, basse temperature, ecc.
• VNIIOFI. Misurazioni di vari parametri laser, indicatori medici, spettrometria, quantità ottiche, ecc.
• SNIIM. Norme di grandezze elettriche, magnetiche, radioingegneria, ecc.

Attività dei centri metrologici

Il principale vettore di attività del Servizio statale per la migrazione è garantire l'unità di tutte le misurazioni nello stato. È anche responsabile del supporto metrologico delle misurazioni in Russia, del controllo statale nel campo della metrologia. Le aree di lavoro dell'HMS sono anche:

• creazione di standard, statali e secondari;
• formazione di sistemi per la trasmissione o il trasferimento dei parametri delle unità FB al SI funzionante;
• supervisione statale sulla produzione/uso/condizione/riparazione dei sistemi di misurazione;
• esame metrologico di vari prodotti;
• supporto metodologico dei servizi metrologici di livello inferiore.

Funzioni di Rosstandart

Rosstandart e metrologia è l'esecuzione da parte di questa istituzione delle seguenti funzioni:

• Coordinamento del lavoro per garantire l'uniformità delle misurazioni.
• Sviluppo di regole per la creazione, archiviazione, approvazione e funzionamento degli standard di misurazione.
• Supervisione statale metrologica.
• Gestione del Servizio statale per la migrazione e di altri servizi responsabili dell'uniformità delle misurazioni.
• Approvazione di norme e regolamenti che garantiscono l'uniformità delle misurazioni.
• Riconoscimento dei dispositivi tecnici come mezzi di misura.
• Sviluppo e approvazione di metodi di misurazione.
• Accreditamento dei centri di prova SI.
• Approvazione dei tipi SI.
• Tenuta del Registro di Stato del SI.
• Approvazione degli elenchi degli strumenti di misura soggetti a verifica.
• Sviluppo di un processo di licenza per persone fisiche e giuridiche che producono, riparano, vendono o noleggiano strumenti di misura.
• Pianificazione e organizzazione di varie attività metrologiche, ecc.

SI è...

Passiamo alla metrologia e alle misurazioni. - con cui vengono effettuate le misurazioni. È caratterizzato dal fatto che riproduce o memorizza un'unità di misura di qualsiasi grandezza fisica.

La legge federale della Federazione Russa n. 102 definisce l'SI come un mezzo, uno dei cui scopi è la misurazione. Solo l'Agenzia federale per la regolamentazione tecnica e la metrologia può classificare qualsiasi dispositivo come strumento di misura nel nostro paese.

Classificazione SI

Ecco le classificazioni più comuni degli strumenti di misura in metrologia e misurazione:

• Misurando i parametri per determinare:
  • pressione;
  • temperatura;
  • le quantità;
  • livello;
  • concentrazione della soluzione, ecc.
• A seconda del significato di ciò che viene misurato:
  • immobilizzazioni;
  • mezzi ausiliari.
• Secondo la standardizzazione SI:
  • standardizzato;
  • non correlati a quelli standardizzati.
• In base alla posizione nel diagramma di verifica:
  • norme;
  • Lavoratori dell'SI.
• Per livello di automazione:
  • Manuale;
  • automatizzato;
  • automatico.
• Per scopo tecnico:
  • una misura di grandezza fisica - SI, che riproduce o memorizza il valore di una/più grandezze;
  • strumento di misura - SI, con il quale è possibile scoprire il valore di ciò che si sta misurando in un determinato intervallo;
  • - SI, che converte una grandezza misurata in un'altra;
  • impianto di misurazione - un complesso che combina diversi trasduttori, strumenti o misure di misurazione, che si trova in una determinata posizione;
  • sistema di misurazione - un complesso che combina diverse misure, strumenti, installazioni e convertitori, in grado di effettuare misurazioni in diverse parti dell'oggetto;
  • complesso di misurazione e calcolo - un sistema che combina diversi strumenti di misurazione e computer, progettato per risolvere uno o più problemi di misurazione complessi.

Misure: tipologie e metodi

La misurazione è la determinazione del valore della quantità desiderata sperimentalmente utilizzando SI. Esistono due metodi principali: valutazione diretta e confronto con una misura. Quest'ultimo è ulteriormente suddiviso in metodi differenziale, zero, coincidenza e opposizione. Per quanto riguarda l'IS utilizzato si distingue tra metodi organolettici, euristici, esperti e strumentali.

Parlando di metrologia e misurazioni, presentiamo una classificazione delle tipologie di queste ultime:

• Secondo le caratteristiche di precisione: uguali e disuguali. Oppure massima accuratezza, controllo, verifica e tecnica.
• Per metodo di acquisizione dei dati: contatto e senza contatto.
• Per numero di misurazioni: singole e multiple.
• Per tipo di variazione del valore misurato: statico e dinamico.
• Scopo: metrologico e tecnico.
• Secondo il tipo di presentazione del risultato: relativo e assoluto.
• Con metodi per ottenere dati effettivi: diretto, indiretto, cumulativo e congiunto.

Aree di applicazione del SI

In conclusione dell'argomento “Metrologia, misurazioni, strumenti di misura” delineeremo gli ambiti di applicazione del SI dettati dalla legge federale n. 102:

• protezione ambientale;
• la sicurezza e la salute sul lavoro;
• controllo statale;
• aree di attività nel complesso di difesa;
• idrometeorologia;
• operazioni finanziarie, fiscali, doganali, bancarie;
• sport;
• sicurezza stradale;
• medicina Veterinaria;
• sistema giudiziario;
• telecomunicazioni, posta;
• valutazione della conformità;
• medicinale;
• controllo di produzione;
• geografia, geodesia;
• imballaggio di prodotti;
• commercio;
• campo dell’energia nucleare.

Le norme e la metrologia sono della massima importanza sia per le attività scientifiche e sperimentali, sia per tutte le sfere della vita sociale. Se è difficile immaginare la produzione senza la standardizzazione della metrologia, a maggior ragione gli strumenti di misura sono diventati parte integrante della vita umana.

1 Strumenti di misuraEtipi di strumenti di misura La misurazione consiste nel trovare sperimentalmente il valore di una quantità fisica utilizzando mezzi tecnici speciali 2. Strumenti di misura Gli strumenti di misura sono mezzi tecnici che hanno caratteristiche metrologiche standardizzate. In questo caso, il valore di una grandezza fisica, conteggiato dal dispositivo di lettura dello strumento di misura, corrisponde rigorosamente a un certo numero di unità fisiche accettate come unità di misura. Gli strumenti di misura includono:- misura, - strumenti di misura, - trasduttori di misura, - sistemi di misura, - impianti, complessi. Misurareè uno strumento di misura progettato per riprodurre una grandezza fisica di una determinata dimensione. Le misure possono essere a valore singolo o multivalore. Le misure inequivocabili includono bobine di resistenza, bobine di induttanza, elementi normali, ecc.; a multivalore: depositi di resistenze, condensatori variabili, calibratori di tensione e corrente, ecc dispositivo- uno strumento di misura progettato per fornire informazioni quantitative sul valore misurato in una forma accessibile alla percezione. Secondo il metodo di conteggio dei valori della quantità misurata, gli strumenti di misura sono suddivisi in analogici e digitali. Negli strumenti di misura analogici, il valore della quantità misurata viene determinato direttamente su una scala con una freccia o altri indicatori. Negli strumenti di misura digitali, il valore della quantità misurata è determinato dall'indicatore digitale del dispositivo. Gli strumenti di misura si dividono in indicatori e registratori. Gli strumenti di misura indicatori sono progettati per leggere il risultato della misurazione in forma analogica o digitale, mentre gli strumenti di registrazione sono progettati per registrare il risultato della misurazione. Trasduttore- uno strumento di misura progettato per generare un segnale di misurazione delle informazioni in una forma conveniente per la trasmissione, l'ulteriore conversione, l'elaborazione e l'archiviazione, ma non suscettibile di percezione diretta. I convertitori di misura includono divisori di tensione, amplificatori, trasformatori di strumenti, ecc. 3. Tipologie di strumenti di misura In base al loro scopo metrologico, gli strumenti di misura si dividono in: - campioni, - esemplari, - funzionanti. Strumenti di misura funzionanti vengono utilizzati per misurazioni non correlate al trasferimento delle dimensioni delle unità. A loro volta gli strumenti di misura funzionanti possono essere suddivisi in: - tecnici - di controllo - da laboratorio Strumenti di misura tecnici Progettato per l'utilizzo in ambienti industriali. Pertanto, devono essere poco costosi e affidabili nel funzionamento. Le letture di tali dispositivi non vengono corrette per gli errori di misurazione. Controllare gli strumenti di misura- servire a monitorare la funzionalità degli strumenti di misura industriali nel loro sito di installazione. Strumenti di misura da laboratorio- utilizzato per misurazioni precise in condizioni di laboratorio. Per aumentare la precisione delle misurazioni, vengono introdotte correzioni nelle loro letture, tenendo conto delle condizioni esterne in cui sono state effettuate le misurazioni. Inoltre, gli strumenti di misura di laboratorio vengono utilizzati per verificare gli strumenti di misura di controllo. Strumenti di misura esemplari sono progettati per trasferire la dimensione delle unità dagli standard agli strumenti di misura funzionanti, cioè servono per la loro verifica. Riferimento- uno strumento di misura che fornisce la riproduzione e la memorizzazione di un'unità di quantità fisica per trasmetterne le dimensioni agli strumenti di misura inferiori nello schema di verifica.

Dispositivo di misurazione analogico - un dispositivo di misurazione le cui letture o il segnale di uscita sono una funzione continua dei cambiamenti nella quantità misurata

Gli strumenti di misura analogici, di norma, forniscono misurazioni dirette; il risultato della misurazione viene letto su una scala. La modalità di misurazione eseguita dagli strumenti di misura analogici è statica. La maggior parte degli strumenti di misura analogici sono strumenti a lancetta con scala fissa e freccia mobile, il cui movimento (rotazione o movimento lineare) rispetto alla scala è funzionalmente correlato in modo biunivoco al valore della quantità misurata. Altri tipi di strumenti di misura analogici: - con un indice fisso o altro indice e una scala mobile, - con un indicatore lineare sotto forma di striscia combinata con una scala, la cui lunghezza è funzionalmente in rapporto uno a uno con la valore della quantità misurata (ad esempio, un termometro a mercurio).

Uno dei possibili schemi di classificazione per gli strumenti di misura analogici è mostrato in Fig. 1.2.

Elettromeccanico I dispositivi sono quei dispositivi i cui dispositivi di conversione non contengono unità elettroniche, transistor o ioniche.

Elettronico I dispositivi sono quei dispositivi il cui dispositivo di conversione contiene unità elettroniche, a transistor o ioniche.

Mostrando gli strumenti sono dispositivi che consentono solo letture.

Registrazione dispositivi – quelli che provvedono alla registrazione delle letture.

Nei dispositivi analogici conversione diretta(azioni) (Fig. 1.3) il segnale di ingresso X viene convertito da uno o più convertitori P1, P2, P3, ... nella direzione inferiore dall'ingresso all'uscita.

Nei dispositivi analogici (Fig. 1.4) il valore di ingresso X è compensato dal valore XK, che è il valore di uscita Y trasformato da un circuito di conversione inversa (convertitori inversi β 1, β 2, β 3, ..., β n).

Circuiti di dispositivi analogici trasformazione equilibrante può includere nodi coperto dal feedback localeβ 1 (Fig. 1.5), tuttavia, il fattore determinante è la presenza di un feedback negativo comune β 2 dall'uscita all'ingresso.

Ai dispositivi conversione mista(Fig. 1.6 a, b) includono dispositivi nella struttura in cui viene introdotto il feedback negativo, che non copre tutti i collegamenti di conversione diretta.

Allo scopo, esistono dispositivi per misurare corrente, tensione, frequenza, dispositivi per misurare i parametri dei circuiti elettrici, per analizzare le caratteristiche del segnale, ecc.

Vengono chiamati strumenti progettati per misurare diverse quantità combinato.

Vengono chiamati dispositivi che funzionano sia con corrente continua che alternata universale.

strumento di misura digitale

misurazione dispositivo, in cui i risultati della misurazione di una quantità continua (tensione, corrente, resistenza elettrica, pressione, temperatura, ecc.) vengono automaticamente convertiti in segnali discreti visualizzati come numeri su un indicatore digitale. Gli strumenti di misura digitali devono includere convertitore analogico-digitale, convertendo analogico segnale, ricevuto dall'elemento sensibile (sensore), in un codice digitale. Gli strumenti di misura digitali sono caratterizzati da una precisione di misura significativamente più elevata rispetto agli strumenti di misura analogici, comodità e obiettività di lettura. La precisione del conteggio dipende dal numero di cifre sull'indicatore digitale. Sono disponibili numerosi strumenti di misura digitali: orologio, termometri, bilance, tonometri (misuratori della pressione arteriosa), ecc.

Il CIP è composto da due nodi obbligatori; convertitore analogico-digitale (ADC) e dispositivo di lettura digitale (OA). L'ADC produce un codice in base al valore della quantità misurata. L'amplificatore operazionale riflette questo valore in forma digitale. Gli ADC vengono utilizzati anche nella misurazione, nel controllo delle informazioni e in altri sistemi e sono prodotti dall'industria come strumenti di misura indipendenti.

Le caratteristiche metrologiche e altre caratteristiche tecniche del CIP sono determinate dal metodo di conversione in codice. Negli strumenti di misura digitali destinati alla misurazione di grandezze elettriche si utilizza il metodo del conteggio sequenziale e il metodo del bilanciamento bit per bit. Di conseguenza, viene fatta una distinzione tra CIP di conteggio sequenziale e CIP di bilanciamento bit per bit (codice a impulsi). A seconda del valore della quantità misurata, i CIP sono suddivisi in dispositivi per la misurazione dei valori istantanei e dispositivi per la misurazione del valore medio in un determinato periodo di tempo (integrazione).

In base al tipo di valore misurato, i CIP sono suddivisi in voltmetri, ohmmetri, frequenzimetri, misuratori di fase, multimetri (combinati), che forniscono la capacità di misurare diverse quantità elettriche e una serie di parametri dei circuiti elettrici.

In base all'ambito di applicazione si distinguono CIP di laboratorio, di impianto e di centralino.

I CIP sono complessi; le loro parti funzionali sono realizzate sulla base di elementi elettronici, principalmente circuiti integrati. Nei moderni centri di informazione digitale digitale, le unità funzionali che convertono i segnali analogici sono solitamente basate su amplificatori operazionali microelettronici.

Diamo uno sguardo semplificato ai nodi più comunemente utilizzati.

Trigger sono costituiti da un dispositivo a due stati di equilibrio stabile, capace di saltare da uno stato all'altro utilizzando un segnale esterno. Dopo tale transizione, il nuovo stato stabile viene mantenuto finché un altro segnale esterno non lo modifica.

Ricalcolo dispositivi (PU) vengono utilizzati per eseguire diverse attività, ad esempio per dividere la frequenza degli impulsi, per convertire un codice numerico-impulsi in binario, ecc.

Se la PU è dotata di un amplificatore operazionale per visualizzare il numero di stato del circuito, è possibile contare gli impulsi che arrivano all'ingresso della PU, ad es. in questo caso è possibile procurarsi un contaimpulsi.

Indicatori di segnaletica vengono utilizzati per ottenere letture in forma digitale sotto forma di speciali lampade a scarica di gas o indicatori di segnale segmentati (come elementi luminosi vengono utilizzati cristalli liquidi, LED, strisce elettroluminescenti, ecc.),

Chiavi - Questi sono dispositivi che svolgono le funzioni di interruttori e interruttori. Gli interruttori elettronici vengono utilizzati principalmente su diodi, transistor e altri elementi di circuiti elettronici.

Elementi logici implementare funzioni logiche. I valori di input e output di questi elementi sono variabili che assumono solo due valori: 1 e 0. Consideriamo gli elementi logici di base che consentono di implementare qualsiasi funzione logica collegandoli.

La porta logica OR è una funzione di addizione, ha più ingressi e un'uscita, che assume valore 1 se almeno un valore di ingresso è 1 e assume valore 0 se tutti gli ingressi sono 0;

L'elemento logico NOT è una funzione di negazione (se l'ingresso ha valore 0, allora l'uscita sarà 1 e viceversa) viene utilizzata per l'inversione;

La funzione logica AND è una funzione di moltiplicazione che ha diversi ingressi e un'uscita, che assume il valore 1 se tutti gli ingressi sono 1 e assume il valore 0 se almeno un ingresso è 0. L'elemento AND è chiamato circuito di corrispondenza e può essere utilizzato come interruttore logico, uno dei segnali di ingresso del quale funge da segnale di controllo.

Gli elementi logici vengono eseguiti sia su dispositivi discreti (diodi, transistor, resistori) sia sotto forma di circuiti integrati.

Decodificatori - si tratta di dispositivi per convertire codici di un tipo in altri.

3 Taratura e verifica degli strumenti di misura

Taratura degli strumenti di misura- una serie di operazioni eseguite per determinare e confermare i valori effettivi delle caratteristiche metrologiche e (o) l'idoneità all'uso di uno strumento di misura. La definizione è simile alla verifica, dalla quale la calibrazione si distingue per il fatto che si applica agli strumenti di misura che non sono soggetti al controllo e alla supervisione metrologica statale, vale a dire Infatti. La calibrazione combina le funzioni precedentemente eseguite durante la certificazione metrologica e la verifica dipartimentale degli strumenti di misura.

Gli strumenti di misura che non rientrano nell'ambito del controllo e della supervisione statale (o utilizzati al di fuori dell'ambito di GMKiN) possono essere soggetti a calibrazione, ma è necessario controllarne le caratteristiche metrologiche, ad esempio quando si rilasciano strumenti di misura dalla produzione o dalla riparazione, durante l'importazione, durante il funzionamento, il noleggio e la vendita. La calibrazione degli strumenti di misura viene effettuata da laboratori di calibrazione o secondo la terminologia accettata in Russia "servizi metrologici di persone giuridiche" utilizzando standard subordinati agli standard statali di unità di quantità. Gli strumenti di calibrazione (standard) sono soggetti a verifica obbligatoria e, quando viene eseguito il lavoro di calibrazione, devono avere certificati di verifica validi.

I risultati della calibrazione consentono di determinare:

valori effettivi della quantità misurata; modifiche alle letture degli strumenti di misura;

errore degli strumenti di misura.

Principio principale differenza tra calibrazione e verifica, è che la taratura non rientra nella procedura di valutazione della conformità. La conferma di conformità è solo verifica, durante la calibrazione, vengono determinati i valori effettivi delle caratteristiche metrologiche ed è piuttosto un lavoro di ricerca. Di norma, a causa della mancanza di tecniche speciali, la calibrazione viene eseguita secondo metodi di verifica per strumenti di misura calibrati o simili. Tuttavia, la calibrazione può differire dalla verifica, sia nella direzione di semplificare, sia nella direzione di complicare la procedura. Durante la calibrazione è del tutto legittimo porsi il problema di determinare le caratteristiche di errore di uno strumento di misura solo in un punto del campo di misura e in condizioni diverse da quelle normali.

I risultati della taratura degli strumenti di misura sono certificati contrassegno di calibrazione, applicato agli strumenti di misura o ad un certificato di taratura, nonché un'iscrizione nei documenti operativi.

A differenza della verifica, la calibrazione SI è una procedura volontaria e può essere eseguita da qualsiasi servizio metrologico. Anche l'accreditamento per il diritto di calibrazione è una procedura volontaria (non obbligatoria) ed è necessario in misura maggiore per il riconoscimento dei risultati di calibrazione da parte di istituzioni terze e per migliorare l'immagine dell'impresa.

3 3Verifica degli strumenti di misura

un insieme di operazioni eseguite dagli organismi di servizio metrologico (altri organismi autorizzati, organizzazioni) al fine di determinare e confermare la conformità di uno strumento di misura ai requisiti tecnici stabiliti.

Il funzionamento di strumenti di misura che non sono stati sottoposti a verifica tempestiva può portare alla ricezione di false informazioni sull'avanzamento del processo tecnologico. In questo caso la differenza tra le misurazioni ottenute e i valori effettivi non è prevedibile. Possibili conseguenze di questa situazione: interruzione dei sistemi di sicurezza, rilascio di prodotti difettosi, incidenti delle apparecchiature tecnologiche. L'eliminazione delle conseguenze è associata a notevoli perdite di tempo ed economiche.

La verifica degli strumenti di misura è affidata a soggetti accreditati in tale ambito. Le persone che utilizzano strumenti di misura sono responsabili della fornitura tempestiva dei mezzi di verifica.

1.4.1 Tipologie di strumenti di misura

Secondo il loro scopo metrologico, gli strumenti di misura sono suddivisi in esemplari e funzionanti.

Esemplare sono destinati alla verifica di altri strumenti di misurazione, sia funzionanti che esemplari, di precisione meno elevata.

Lavoratori gli strumenti di misura sono progettati per misurare le dimensioni delle quantità necessarie in varie attività umane.

L'essenza della divisione degli strumenti di misura in esemplari e funzionanti non è nella progettazione o nella precisione, ma nel loro scopo.

Gli strumenti di misura includono:

Misure progettate per riprodurre una grandezza fisica di una determinata dimensione. Esistono misure a valore singolo e multivalore, nonché insiemi di misure (pesi, oscillatori al quarzo, ecc.). Vengono chiamate misure che riproducono grandezze fisiche della stessa grandezza inequivocabile. Le misure multivalore possono riprodurre un numero di dimensioni di una quantità fisica, spesso anche colmando continuamente un certo divario tra determinati confini. Le misure multivalore più comuni sono il righello millimetrico, il variometro e il condensatore variabile.

Nei set e nei negozi, le singole misure possono essere combinate in varie combinazioni per riprodurre alcune dimensioni intermedie o totali, ma sempre discrete delle quantità. I negozi sono combinati in un unico insieme meccanico, dotato di interruttori speciali collegati ai dispositivi di lettura. Un insieme, invece, è solitamente composto da più misure che possono svolgere le loro funzioni sia singolarmente che in varie combinazioni tra loro (un insieme di misure di lunghezza finale, un insieme di pesi, un insieme di fattori di qualità e misure di induttanza, ecc.).

Il confronto con la misura viene effettuato utilizzando mezzi tecnici speciali - comparatori(bilance a braccio uguale, ponte di misura, ecc.).

Le misure univoche includono anche campioni e sostanze di riferimento. Campioni standard della composizione e delle proprietà di sostanze e materiali sono corpi o campioni appositamente progettati di una sostanza con un contenuto determinato e rigorosamente regolamentato, una delle cui proprietà, in determinate condizioni, è una quantità con un valore noto. Questi includono campioni di durezza, rugosità, superficie bianca, nonché campioni standard utilizzati durante la calibrazione degli strumenti per determinare le proprietà meccaniche dei materiali. Le sostanze campione svolgono un ruolo importante nella creazione di punti di riferimento durante l'implementazione delle scale. Ad esempio, lo zinco puro serve a riprodurre una temperatura di 419,58°C, l'oro - 1064,43°C.

A seconda dell'errore di certificazione, le misure sono divise in categorie (misure della 1a, 2a, ecc. Categorie) e l'errore delle misure è la base per la loro divisione in classi. Le misure assegnate a una categoria o all'altra vengono utilizzate per verificare gli strumenti di misura e sono chiamate esemplari.

Trasduttori- si tratta di strumenti di misura che elaborano le informazioni di misurazione in una forma conveniente per un'ulteriore conversione, trasmissione, memorizzazione ed elaborazione, ma, di regola, non accessibili alla percezione diretta da parte di un osservatore (termocoppie, amplificatori di misura, ecc.).

Viene chiamata la quantità da convertire ingresso, e il risultato della trasformazione è giorno libero misurare. La relazione tra loro è specificata dalla funzione di trasformazione (caratteristica statica). Se, a seguito della trasformazione, la natura fisica della quantità non cambia e la funzione di trasformazione è lineare, viene chiamato il trasformatore su larga scala, O amplificatore(amplificatori di tensione, microscopi di misura, amplificatori elettronici). La parola "amplificatore" viene solitamente utilizzata con una definizione che le viene assegnata in base al tipo di grandezza da convertire (amplificatore di tensione, amplificatore idraulico) o dal tipo di trasformazioni individuali che si verificano in essa (amplificatore a valvole, amplificatore a getto). .

Nei casi in cui la grandezza in ingresso nel convertitore viene convertita in una grandezza di altra natura fisica, prende il nome dal tipo di queste grandezze (elettromeccanica, pneumocapacitiva e così via).

In base allo spazio occupato nel dispositivo, i convertitori (Fig. 3.1) si dividono in: primario, a cui viene fornita la grandezza fisica misurata direttamente; trasmettere, all'uscita delle quali si formano quantità convenienti per la loro registrazione e trasmissione a distanza; intermedio, occupando un posto nel circuito di misura dopo quelli primari.

Riso. 3.1. Conversione delle informazioni di misura: 1 - elemento sensibile;
2 - convertitore primario; 3 - convertitori intermedi;
4 - convertitore di trasmissione

Strumenti di misura si riferisce a strumenti di misura progettati per ottenere informazioni di misurazione sulla quantità da misurare in una forma conveniente per la percezione da parte dell'osservatore.

Il più diffuso dispositivi ad azione diretta, quando utilizzato, il valore misurato è soggetto a una serie di trasformazioni sequenziali in una direzione, cioè senza ritornare al valore originale. Gli strumenti ad azione diretta includono la maggior parte dei manometri, termometri, amperometri, voltmetri, ecc.

Hanno capacità di precisione significativamente maggiori dispositivi di confronto, destinato al confronto di quantità misurate con quantità i cui valori sono noti. Il confronto viene effettuato utilizzando circuiti di compensazione o a ponte. Compensativo i circuiti vengono utilizzati per confrontare grandezze attive, cioè quelle che trasportano una determinata fornitura di energia (forze, pressioni e coppie, tensioni e correnti elettriche, luminosità delle sorgenti di radiazioni, ecc.). Il confronto viene effettuato includendo queste quantità affiancate in un unico circuito e osservando il loro effetto di differenza. Strumenti come bilance a braccio uguale e mezzo braccio (confronto degli effetti della forza dell'azione di massa su una leva), strumenti manometrici a peso proprio e a peso morto e vacuometri (confronto degli effetti della forza della pressione misurata e delle misure di massa su un pistone), ecc. lavorare su questo principio.

Per confrontare le grandezze passive (resistenze elettriche, idrauliche, pneumatiche e di altro tipo), vengono utilizzati circuiti a ponte come ponti elettrici bilanciati o sbilanciati.

Secondo il metodo di conteggio dei valori delle quantità misurate, i dispositivi sono suddivisi in mostrando, Compreso analogico E digitale e così via registrazione.

I più utilizzati sono gli strumenti analogici, i cui dispositivi di lettura sono costituiti da due elementi: una scala e un indicatore, uno dei quali è collegato al sistema di movimento del dispositivo e l'altro al corpo. Negli strumenti digitali la lettura viene effettuata mediante dispositivi di lettura meccanici, elettronici o comunque digitali.

Secondo il metodo di registrazione del valore misurato, gli strumenti di registrazione sono suddivisi in autoscrittura E stampa. Negli strumenti di registrazione (ad esempio un barografo o un oscilloscopio a loop), la registrazione delle letture è un grafico o un diagramma. Nei dispositivi di stampa l'informazione sul valore della grandezza misurata viene fornita in forma numerica su un nastro di carta.

Gli strumenti di confronto automatico vengono spesso prodotti sotto forma di strumenti combinati, in cui una scala o una lettura digitale è combinata con la registrazione su un diagramma o la stampa dei risultati di misurazione.

1. Strumenti di misura ausiliari. Questo gruppo comprende strumenti per misurare quantità che influenzano le proprietà metrologiche di un altro strumento di misura durante il suo utilizzo o verifica. Le letture degli strumenti di misura ausiliari vengono utilizzate per calcolare correzioni ai risultati della misurazione (ad esempio, termometri per misurare la temperatura ambiente quando si lavora con tester a portata lorda) o per monitorare il mantenimento dei valori delle quantità che influenzano entro limiti specificati (ad esempio, psicrometri per misurazione dell'umidità per misurazioni precise della lunghezza di interferenza).
2. Impianti di misura. Per misurare qualsiasi valore o più valori contemporaneamente, a volte un dispositivo di misurazione non è sufficiente. In questi casi vengono realizzati interi complessi di strumenti di misura (misure, trasduttori, strumenti di misura e apparecchiature ausiliarie) ubicati in un unico luogo e funzionalmente integrati tra loro, progettati per generare un segnale di informazione di misura in una forma conveniente per la percezione diretta da parte dell'utente. osservatore.
3. I sistemi di misura sono mezzi e dispositivi geograficamente separati e collegati da canali di comunicazione. Le informazioni possono essere presentate in una forma conveniente sia per la percezione diretta che per l'elaborazione, la trasmissione e l'utilizzo automatici in sistemi di controllo automatizzati.

Vengono chiamati dispositivi tecnici progettati per rilevare (indicare) proprietà fisiche indicatori(ago della bussola, cartina di tornasole). Con l'aiuto degli indicatori viene stabilita solo la presenza di una quantità fisica misurabile della proprietà della materia che ci interessa. Un esempio di indicatore è l'indicatore della quantità di benzina nel serbatoio di un'auto.

1. Curriculum per istituti di istruzione superiore nella specialità i-54 01 04 Supporto metrologico di sistemi e reti informativi Coordinato con la Direzione educativa e metodologica

   Programma

   S.V. Lyalkov, professore associato del Dipartimento di metrologia e standardizzazione dell'istituto scolastico “Università statale bielorussa di informatica e radioelettronica”,

2. Gram per istituti di istruzione superiore nella specialità i-54 01 04 supporto metrologico di sistemi e reti di informazione discipline speciali in 3 parti parte 1 Minsk 2006

   Documento

   La raccolta comprende programmi standard in discipline speciali: "Introduzione alla specialità", "Supporto metrologico", "Conversione e convertitori di informazioni di misurazione", "Segnali di misurazione e dispositivi funzionali

3. Programma di lavoro Per la disciplina “Metodi e mezzi di misurazione, prova e controllo” Per la specialità 220501. 65

   Programma di lavoro

   Sviluppo di abilità pratiche nell'uso di metodi e mezzi di misurazione, prova e controllo per implementare un sistema di gestione della qualità per la produzione di prodotti stampati.

4. Dispense 2010 Contenuti 1 Strumenti per la misura dei parametri di processo 4 1Misure della pressione 12

   Astratto

   Tutti gli strumenti di misura sono definiti come mezzi tecnologici utilizzati nelle misurazioni e aventi caratteristiche metrologiche standardizzate. Per caratteristiche intendiamo tali proprietà degli strumenti di misura che consentono

5. Contenuti questioni generali del supporto metrologico dei sistemi di misurazione 9 Bryukhanov V. A. 9

   Rapporto

   Supporto metrologico dei sistemi di misura. / Raccolta delle relazioni della conferenza scientifica e tecnica internazionale. Ed. AA. Danilova. – Penza, 2005.

Strumento di misura

Strumento di misura- un dispositivo tecnico destinato alle misurazioni, avente caratteristiche metrologiche standardizzate, che riproduce e (o) memorizza un'unità di quantità fisica, la cui dimensione viene mantenuta invariata (entro l'errore stabilito) per un intervallo di tempo noto. La legge della Federazione Russa "Sulla garanzia dell'uniformità delle misurazioni" definisce uno strumento di misura come un mezzo tecnico destinato alle misurazioni. La decisione formale di classificare un dispositivo tecnico come strumento di misura viene presa dall'Agenzia federale per la regolamentazione tecnica e la metrologia.

Classificazione degli strumenti di misura

Per scopo tecnico:

• misura della quantità fisica - uno strumento di misura progettato per riprodurre e (o) memorizzare una quantità fisica di una o più dimensioni specificate, i cui valori sono espressi in unità stabilite e sono noti con la precisione richiesta;
• dispositivo di misurazione: uno strumento di misura progettato per ottenere i valori di una quantità fisica misurata entro un intervallo specificato;
• trasduttore di misurazione - un dispositivo tecnico con caratteristiche metrologiche standard, utilizzato per convertire un valore misurato in un altro valore o segnale di misurazione, utile per l'elaborazione, la memorizzazione, ulteriori trasformazioni, indicazione o trasmissione;
• impianto di misura (macchina di misura) - un insieme di misure, strumenti di misura e altri dispositivi funzionalmente combinati, destinati a misurare una o più quantità fisiche e situati in un unico luogo
• sistema di misurazione - un insieme di misure funzionalmente combinate, strumenti di misurazione, trasduttori di misurazione, computer e altri mezzi tecnici situati in diversi punti di un oggetto controllato, ecc. allo scopo di misurare una o più quantità fisiche caratteristiche di questo oggetto e generare segnali di misurazione con scopi diversi;
• complesso di misurazione e calcolo - un insieme funzionalmente integrato di strumenti di misurazione, computer e dispositivi ausiliari, progettati per eseguire un compito di misurazione specifico come parte di un sistema di misurazione.

• automatico;
• automatizzato;
• Manuale.

• strumenti di misura funzionanti.

Secondo il significato della grandezza fisica misurata:

• il mezzo principale per misurare la quantità fisica il cui valore deve essere ottenuto in conformità con il compito di misurazione;
• strumenti di misura ausiliari di quella grandezza fisica, la cui influenza sullo strumento di misura principale o sull'oggetto di misura deve essere presa in considerazione per ottenere risultati di misurazione con la precisione richiesta.

Secondo la misurazione dei parametri fisici e chimici:

• per misurare la temperatura;
• pressione;
• consumo e quantità;
• concentrazione della soluzione;
• per la misurazione del livello, ecc.

Caratteristiche metrologiche degli strumenti di misura

Per uno strumento di misura di tipo omologato viene rilasciato un certificato (ex certificato) di approvazione del tipo di strumento di misura.

Sono soggetti a verifica solo gli strumenti di misura inclusi nel registro statale degli strumenti di misura approvati per l'uso nella Federazione Russa. Dopo la procedura di verifica, viene rilasciato un certificato di verifica. Altri dispositivi tecnici sono soggetti a calibrazione. Dopo la procedura di calibrazione, viene rilasciato un certificato di calibrazione.