Līdzekļi, kas paredzēti lielumu mērīšanai. Mērinstrumenti

Šajā rakstā mēs centīsimies kompakti analizēt veselu tēmu kopumu: metroloģiju, saistīto standartizāciju, Krievijas valsts metroloģijas centrus, kā arī mērinstrumentus - to īpašības, veidus, klasifikāciju un lietojumu. Sāksim ar visizplatītāko ievada tēmu - zinātni, ko sauc par metroloģiju.

Metroloģija: definīcijas, mērķi, likumi

Savstarpēji saistīti jēdzieni. Metroloģija (sengrieķu μέτρον + λόγος — “mērs” + “zinātne”) ir zinātne par svariem un mēriem, proti, mērīšanu, tās metodēm un līdzekļiem, kas palīdz nodrošināt mērījumu vienotību un precizitāti.

Metroloģijas pamati ietver šādus mērķus un uzdevumus:

• vienotas mērīšanas teorijas izstrāde;
• rindu veidošana;
• instrumentu izstrāde un sekojoša standartizācija un to precizitāte, tieksme pēc vienveidības un unifikācijas;
• skaidru etalonu sistēmu, mērījumu paraugu izstrāde, kuru pamatā ir fizikālās konstantes;
• svaru un mēru sistēmas izpēte vēsturiskā retrospektīvā.

Ir trīs metroloģijas pamatlikumi:

1. Jebkurš mērījums ir salīdzinājums.
2. Nav iespējams iegūt mērījumus bez a priori datiem.
3. Jebkuru mērījumu kopsummas bez noapaļošanas vērtībām ir tikai nejaušs lielums.

Metroloģijas sadaļas

Zinātne ir sadalīta vairākos komponentos:

• Teorētiski. Metroloģijas pamati balstās uz teoriju. Šajā sadaļā tiek pētītas kvantitatīvo mērījumu vispārīgākās problēmas, kā arī tieši izstrādāti teorētiskie principi.
• Likumdošanas. Sociālā zinātne, kas nosaka obligātos juridiskos un tehniskos nosacījumus mērvienību, metožu un mērīšanas līdzekļu lietošanai.
• Pielietots. Eksperimentāla, praktiska metroloģijas sadaļa, ieviešot praksē teorētiskās komponentes izstrādi, kā arī nodarbojas ar metroloģisko atbalstu.
• Vēsturisks. Izpēta pagātnes mērvienības, to progresēšanu laikā, nosaka to nosaukumus, kā arī attiecības ar mūsu laika svaru un mēru etaloniem.
• Specializētās jomas. Tas ietver “īpašo” metroloģiju - medicīnisko, ķīmisko, aviācijas, bioloģisko (biometriju).

Standartizācija metroloģijā

Metroloģija un standartizācija ir cieši saistītas. Standartizācija šajā aspektā ir vispārējie un īpašie metroloģiskā atbalsta noteikumi, kas ir saistīti ar ražošanas procesu. Disciplīnas objekti būs viss, kas saistīts ar produktu: normatīvie dokumenti ar kvalitātes prasībām, pielaides standarti, kā arī metodes standarta rezultāta sasniegšanai. Tajā pašā laikā izstrādātos standartus var pielietot ne tikai konkrētā uzņēmumā, bet arī kļūt vispārēji noderīgi.

Metroloģijas standartizācijas mērķi ir šādi:

• Nosakot augstas kvalitātes references produktu galvenās īpašības, pirmais solis ir standartizēt komponentus un izejmateriālu.
• Noteiktu kritēriju izstrāde iegūtā produkta kvalitātei, vienlaikus nosakot metroloģiskās kontroles līdzekļus.
• Tiekšanās pēc produktu vienveidības.
• Standartu sistēmas izveide, nodrošinot visu mērījumu vienveidību uzņēmumā.

Metroloģija un standartizācija darbojas uz diviem galvenajiem dokumentiem:

• Standarts ir normatīvs un tehnoloģisks akts ar noteiktām normām, noteikumiem un prasībām ražošanai un gatavajam produktam. Pašreizējais standarts ir tas, ko apstiprinājusi pilnvarotā organizācija.
• TU (tehniskie nosacījumi) - vairāki noteikumi, normas un prasības konkrētam produkta veidam.

Standartizācijas mērogs metroloģijā:

• Starptautisks. Starptautiskus standartizācijas un metroloģijas centrus veido vairākas valstis, kuras vieno tirdzniecība, kopīga zinātnes attīstība, kopīgas aizsardzības veidošana utt.
• Valsts. Metroloģijas standartizācija, ko veic valdības iestādes, kas arī rada perspektīvas tās attīstībai.
• Valsts. Atkal valsts mērogā, bet bez tiešas valdības aģentūru iejaukšanās.

Galvenais Krievijas standartizācijas un metroloģijas centrs ir GSS (valsts standartizācijas sistēma). Šis komplekss apvieno visas izstrādātās prasības vienā veselumā, palīdz standartizēt visu pašmāju rūpnīcu un kombainu ražošanu un produkciju.

Valsts metroloģijas un sertifikācijas centri

Saskaņā ar federālo likumu "Par mērījumu vienotības nodrošināšanu" valsts līmenī Krievijas Federācijas Gosstandart pārvalda darbības, lai nodrošinātu mērījumu vienotību. Tās pārziņā ir arī Valsts metroloģijas dienests. Tas ietver šādas sastāvdaļas:

• Krievijas Federācijas Valsts standarta centrālā biroja departamenti ir atbildīgi par mērījumu vienveidības plānošanu, pārvaldību un kontroli valsts starpnozaru līmenī.
• SSMC (valsts zinātniskie metroloģijas centri) ir atbildīgi par etalonu izstrādi, uzglabāšanu un piemērošanu, kā arī par normatīvās dokumentācijas sagatavošanu, kas nodrošina mērījumu vienveidību.
• HMS nodaļas Krievijas Federācijas veidojošo vienību mērogā - metroloģiskās kontroles īstenošana noteiktās teritorijās.

Standarta centri Krievijas Federācijā

Par galveno valsts metroloģijas centru tiek uzskatīts VNIIMS - Viskrievijas Metroloģiskā dienesta zinātniskās pētniecības institūts. Viņš veic visu metroloģisko dienestu zinātnisko un metodisko vadību, koordinē to darbību, kā arī izstrādā visdažādākos (ekonomiskos, organizatoriskos, zinātniskos) metroloģiskā atbalsta pamatus.

Papildus VNIIMS svarīgi standartu centri Krievijas Federācijā būs arī:

• VNIIM. Šeit tika izveidoti un glabāti gandrīz visi Pasaules svaru un mēru sistēmas standarti, izņemot frekvences un laika vienību paraugus. Institūts satur vairāk nekā 50% no visiem Krievijas valsts standartiem.
• VNIIFTRI. Papildus laika standartam šajā institūtā ir magnētisko, radiotehnisko lielumu, frekvences, cietības, spiediena, jonizējošā starojuma, zemo temperatūru u.c.
• VNIIOFI. Dažādu lāzera parametru mērījumi, medicīniskie indikatori, spektrometrija, optiskie lielumi u.c.
• SNIIM. Elektrisko, magnētisko, radioinženieru lielumu standarti utt.

Metroloģijas centru darbība

Valsts migrācijas dienesta galvenais darbības vektors ir nodrošināt visu mērījumu vienotību valstī. Viņa ir arī atbildīga par mērījumu metroloģisko nodrošinājumu Krievijā, valsts kontroli metroloģijas jomā. HMS darbības jomas ir arī:

• valsts un sekundāro standartu izveide;
• sistēmu veidošana FB vienību parametru apraidei vai pārsūtīšanai uz darba SI;
• mērīšanas sistēmu izgatavošanas/lietošanas/stāvokļa/remonta valsts uzraudzību;
• dažādu produktu metroloģiskā pārbaude;
• zemāka līmeņa metroloģisko dienestu metodiskais atbalsts.

Rosstandart funkcijas

Rosstandart un metroloģija ir šī iestāde, kas veic šādas funkcijas:

• Darba koordinēšana, lai nodrošinātu mērījumu vienveidību.
• Mērīšanas etalonu izveides, uzglabāšanas, apstiprināšanas un darbības noteikumu izstrāde.
• Metroloģiskā valsts uzraudzība.
• Valsts migrācijas dienesta vadība un citi dienesti, kas atbildīgi par mērījumu vienotību.
• Standartu un noteikumu apstiprināšana, kas nodrošina mērījumu viendabīgumu.
• Tehnisko ierīču atzīšana par mērīšanas līdzekļiem.
• Mērīšanas metožu izstrāde un apstiprināšana.
• SI testēšanas centru akreditācija.
• SI tipu apstiprināšana.
• SI valsts reģistra uzturēšana.
• Verificējamo mērīšanas līdzekļu sarakstu apstiprināšana.
• Licencēšanas procesa izstrāde fiziskām un juridiskām personām, kas ražo, remontē, pārdod vai iznomā mērinstrumentus.
• Dažādu metroloģisko darbību plānošana un organizēšana u.c.

SI ir...

Pāriesim pie metroloģijas un mērījumiem. - ar kuru tiek veikti mērījumi. To raksturo fakts, ka tas atveido vai saglabā jebkura fiziska lieluma mērvienību.

Krievijas Federācijas federālais likums Nr.102 definē SI kā līdzekli, kura viens no mērķiem ir mērīšana. Tikai Federālā tehnisko noteikumu un metroloģijas aģentūra var klasificēt jebkuru ierīci kā mērinstrumentu mūsu valstī.

SI klasifikācija

Šeit ir visizplatītākā mērinstrumentu klasifikācija metroloģijā un mērījumos:

• Mērot parametrus, lai noteiktu:
  • spiediens;
  • temperatūra;
  • daudzumus;
  • līmenis;
  • šķīduma koncentrācija utt.
• Saskaņā ar mērītā nozīmīgumu:
  • pamatlīdzekļi;
  • palīglīdzekļi.
• Saskaņā ar SI standartizāciju:
  • standartizēts;
  • nav saistīti ar standartizētajiem.
• Saskaņā ar pozīciju verifikācijas diagrammā:
  • standarti;
  • SI strādnieki.
• Pēc automatizācijas līmeņa:
  • rokasgrāmata;
  • automatizēts;
  • automātiski.
• Pēc tehniskā mērķa:
  • fizikālā daudzuma mērs - SI, kas atveido vai saglabā viena/vairāku dimensiju vērtību;
  • mērinstruments - SI, ar kuru var uzzināt mērītā vērtību noteiktā diapazonā;
  • - SI, kas pārvērš vienu izmērīto lielumu citā;
  • mērīšanas iekārta - komplekss, kas apvieno vairākus mērpārveidotājus, instrumentus vai mērus, kas atrodas noteiktā vietā;
  • mērīšanas sistēma - komplekss, kas apvieno vairākus mērus, instrumentus, instalācijas un pārveidotājus, kas spēj veikt mērījumus dažādās objekta daļās;
  • mērīšanas un skaitļošanas komplekss - sistēma, kas apvieno vairākus mērinstrumentus un datorus, kas paredzēta vienas vai vairāku sarežģītu mērījumu uzdevumu risināšanai.

Mērījumi: veidi un metodes

Mērīšana ir vēlamā daudzuma vērtības noteikšana eksperimentāli, izmantojot SI. Ir divas galvenās metodes – tiešais novērtējums un salīdzinājums ar mēru. Pēdējā sīkāk tiek iedalīta diferenciālās, nulles, sakritības un opozīcijas metodēs. Attiecībā uz izmantoto SI izšķir organoleptiskās, heiristiskās, ekspertu un instrumentālās metodes.

Runājot par metroloģiju un mērījumiem, iesniegsim pēdējo veidu klasifikāciju:

• Pēc precizitātes raksturlielumiem: vienāds un nevienlīdzīgs. Vai arī maksimāla precizitāte, kontrole, pārbaude un tehniskā.
• Pēc datu iegūšanas metodes: kontakts un bezkontakts.
• Pēc mērījumu skaita: viens un vairāki.
• Pēc izmērītās vērtības izmaiņu veida: statiskā un dinamiskā.
• Mērķis: metroloģiskais un tehniskais.
• Pēc rezultāta noformējuma veida: relatīvais un absolūtais.
• Ar efektīvu datu iegūšanas metodēm: tiešo, netiešo, kumulatīvo un apvienoto.

SI piemērošanas jomas

Tēmas “Metroloģija, mērījumi, mērinstrumenti” noslēgumā iezīmēsim federālā likuma Nr.102 diktētās SI pielietošanas jomas:

• vides aizsardzība;
• darba drošība un veselība;
• valsts kontrole;
• darbības jomas aizsardzības kompleksā;
• hidrometeoroloģija;
• finanšu, nodokļu, muitas, banku operācijas;
• sports;
• ceļu drošība;
• veterinārā medicīna;
• tiesu sistēma;
• telekomunikācijas, pasts;
• atbilstības novērtēšana;
• medicīna;
• ražošanas kontrole;
• ģeogrāfija, ģeodēzija;
• produktu iepakošana;
• tirdzniecība;
• kodolenerģijas jomā.

Standartiem un metroloģijai ir ārkārtīgi liela nozīme gan zinātniskajā un eksperimentālajā darbībā, gan visās sabiedriskās dzīves jomās. Ja metroloģijā ir grūti iedomāties ražošanu bez standartizācijas, tad mērinstrumenti vēl jo vairāk ir kļuvuši par cilvēka dzīves neatņemamu sastāvdaļu.

1 MērinstrumentiUnmērinstrumentu veidi Mērīšana ir fiziska lieluma vērtības noteikšana eksperimentāli, izmantojot īpašus tehniskos līdzekļus 2. Mērinstrumenti Mērinstrumenti ir tehniski līdzekļi, kuriem ir standartizēti metroloģiskie raksturlielumi. Šajā gadījumā fiziskā lieluma vērtība, ko aprēķina mērinstrumenta nolasīšanas ierīce, stingri atbilst noteiktam fizisko vienību skaitam, kas pieņemts kā mērvienības. Mērinstrumenti ietver:- mērs, - mērinstrumenti, - mērpārveidotāji, - mērīšanas sistēmas, - instalācijas, kompleksi. Mērs ir mērinstruments, kas paredzēts noteikta izmēra fiziska lieluma reproducēšanai. Pasākumi var būt vienvērtīgi vai daudzvērtīgi. Viennozīmīgi pasākumi ietver pretestības spoles, induktivitātes spoles, parastos elementus utt.; uz daudzvērtīgiem - pretestības krātuvēm, mainīgiem kondensatoriem, sprieguma un strāvas kalibratoriem utt. ierīci- mērinstruments, kas paredzēts, lai sniegtu kvantitatīvu informāciju par izmērīto vērtību uztverei pieejamā veidā. Saskaņā ar izmērītā daudzuma vērtību skaitīšanas metodi mērinstrumenti tiek sadalīti analogajos un digitālajos. Analogajos mērinstrumentos izmērītā daudzuma vērtību nosaka tieši uz skalas ar bultiņu vai citiem rādītājiem. Digitālajos mērinstrumentos izmērītā daudzuma vērtību nosaka ierīces digitālais indikators. Mērinstrumenti ir sadalīti indikācijas un reģistrēšanas. Indikācijas mērinstrumenti ir paredzēti mērījumu rezultātu nolasīšanai analogā vai digitālā formā, bet reģistrēšanas instrumenti ir paredzēti mērījumu rezultāta reģistrēšanai. Pārveidotājs- mērinstruments, kas paredzēts mērīšanas informācijas signāla ģenerēšanai formā, kas ir ērta pārraidei, tālākai pārveidei, apstrādei un uzglabāšanai, bet nav piemērota tiešai uztveršanai. Mērīšanas pārveidotāji ietver sprieguma dalītājus, pastiprinātājus, instrumentu transformatorus utt. 3. Mērinstrumentu veidi Mērinstrumentus pēc to metroloģiskā mērķa iedala: - etalonos, - priekšzīmīgos, - darba. Darba mērinstrumenti tiek izmantoti mērījumiem, kas nav saistīti ar vienību izmēru pārnešanu. Savukārt darba mērinstrumentus var iedalīt: - tehniskajos - kontroles - laboratorijas Tehniskie mērinstrumenti Paredzēts lietošanai industriālā vidē. Tāpēc tiem jābūt lētiem un uzticamiem darbībā. Šādu ierīču rādījumi netiek koriģēti attiecībā uz mērījumu kļūdu. Kontroles mērinstrumenti- kalpo rūpniecisko mērinstrumentu izmantojamības uzraudzībai to uzstādīšanas vietā. Laboratorijas mērinstrumenti- izmanto precīziem mērījumiem laboratorijas apstākļos. Lai palielinātu mērījumu precizitāti, to rādījumos tiek ieviestas korekcijas, ņemot vērā ārējos apstākļus, kādos tika veikti mērījumi. Turklāt kontroles mērinstrumentu verificēšanai tiek izmantoti laboratorijas mērinstrumenti. Priekšzīmīgi mērinstrumenti ir paredzēti, lai pārsūtītu vienību izmērus no standartiem uz darba mērinstrumentiem, tas ir, tie kalpo to pārbaudei. Atsauce- mērinstruments, kas nodrošina fiziskā daudzuma vienības reproducēšanu un uzglabāšanu, lai pārsūtītu tā izmēru uz mērinstrumentiem, kas ir zemāki verifikācijas shēmā.

Analogā mērierīce - mērierīce, kuras rādījumi vai izejas signāls ir nepārtraukta mērāmā daudzuma izmaiņu funkcija

Analogie mērinstrumenti, kā likums, nodrošina tiešus mērījumus, mērījumu rezultāts tiek nolasīts uz skalas. Analogo mērinstrumentu veikto mērījumu režīms ir statisks. Lielākā daļa analogo mērinstrumentu ir rādītājinstrumenti ar fiksētu skalu un kustīgu bultiņu, kuru kustība (rotācija vai lineāra kustība) attiecībā pret skalu ir funkcionāli viena pret vienu saistīta ar izmērītā lieluma vērtību. Cita veida analogie mērinstrumenti: - ar fiksētu rādītāju vai citu rādītāju un kustīgu skalu, - ar lineāru indikatoru lentes veidā, kas apvienots ar skalu, kuras garums ir funkcionāli viens pret vienu izmērītā daudzuma vērtība (piemēram, dzīvsudraba termometrs).

Viena no iespējamām analogo mērinstrumentu klasifikācijas shēmām ir parādīta 1.2. attēlā.

Elektromehāniskās ierīces ir tās ierīces, kuru pārveidošanas ierīces nesatur elektroniskas, tranzistoru vai jonu vienības.

Elektroniskā ierīces ir ierīces, kuru pārveidošanas ierīces satur elektroniskas, tranzistoru vai jonu vienības.

Rāda instrumenti ir ierīces, kas ļauj tikai nolasīt.

Reģistrējoties ierīces – tās, kas nodrošina rādījumu ierakstīšanu.

Analogās ierīcēs tieša konversija(darbības) (1.3. att.) ieejas signālu X pārvērš viens vai vairāki pārveidotāji P1, P2, P3, ... apakšējā virzienā no ieejas uz izeju.

Analogās ierīcēs (1.4. att.) ieejas vērtību X kompensē ar XK vērtību, kas ir izejas vērtība Y, kas pārveidota ar apgrieztās konversijas ķēdi (apgrieztie pārveidotāji β 1, β 2, β 3, ..., β n).

Analogo ierīču shēmas līdzsvarošanas transformācija var ietvert mezglus attiecas vietējās atsauksmesβ 1 (1.5. att.), tomēr noteicošais faktors ir kopīgas negatīvas atgriezeniskās saites β 2 klātbūtne no izejas uz ieeju.

Uz ierīcēm jaukta konversija(1.6. att. a, b) ietver ierīces, kuru struktūrā tiek ieviesta negatīva atgriezeniskā saite, kas neaptver visas tiešās pārveidošanas saites.

Pēc mērķa ir ierīces strāvas, sprieguma, frekvences mērīšanai, ierīces elektrisko ķēžu parametru mērīšanai, signāla raksturlielumu analīzei utt.

Tiek saukti instrumenti, kas paredzēti vairāku lielumu mērīšanai apvienots.

Tiek sauktas ierīces, kas darbojas gan ar līdzstrāvu, gan ar maiņstrāvu universāls.

digitālais mērinstruments

mērīšana ierīci, kurā nepārtraukta lieluma (spriegums, strāva, elektriskā pretestība, spiediens, temperatūra utt.) mērīšanas rezultāti tiek automātiski pārveidoti diskrētos signālos, kas tiek parādīti kā cipari uz digitālā indikatora. Digitālajos mērinstrumentos jāiekļauj analogo-digitālo pārveidotāju, pārveidojot analogu signāls, ko sensitīvais elements (sensors) uztver digitālā kodā. Digitālajiem mērinstrumentiem ir raksturīga ievērojami augstāka mērījumu precizitāte salīdzinājumā ar analogajiem mērinstrumentiem, lasīšanas ērtība un objektivitāte. Skaitīšanas precizitāte ir atkarīga no ciparu skaita uz digitālā indikatora. Ir pieejami daudzi digitālie mērinstrumenti: skatīties, termometri, svari, tonometri (arteriālā asinsspiediena mērītāji) u.c.

CIP sastāv no diviem obligātiem mezgliem; analogo-digitālo pārveidotāju (ADC) un ciparu nolasīšanas ierīci (OA). ADC izveido kodu atbilstoši izmērītā daudzuma vērtībai. Op-amp atspoguļo šo vērtību digitālā formā. ADC izmanto arī mērīšanas, informācijas kontroles un citās sistēmās, un rūpniecība tos ražo kā neatkarīgus mērinstrumentus.

CIP metroloģiskie un citi tehniskie parametri tiek noteikti pēc pārveidošanas uz kodu metodi. Digitālajos mērinstrumentos, kas paredzēti elektrisko lielumu mērīšanai, izmanto secīgo skaitīšanas metodi un bitu pa bitu balansēšanas metodi. Attiecīgi tiek nošķirti secīgās skaitīšanas CIP un bitu pa bitu balansēšanas CIP (impulsa kods). Atkarībā no tā, kāda daudzuma vērtība tiek mērīta, CIP tiek sadalīti ierīcēs momentālo vērtību mērīšanai un ierīcēs vidējās vērtības mērīšanai noteiktā laika periodā (integrējot).

Pēc izmērītās vērtības veida CIP iedala voltmetros, ommetros, frekvences mērītājos, fāzes mērītājos, multimetros (kombinētajos), kas nodrošina iespēju izmērīt vairākus elektriskos lielumus un virkni elektrisko ķēžu parametru.

Atbilstoši pielietojuma jomai tiek izdalīti laboratorijas, sistēmas un sadales skapja CIP.

CIP ir sarežģītas, to funkcionālās daļas ir izgatavotas, pamatojoties uz elektroniskiem elementiem, galvenokārt integrālajām shēmām. Mūsdienu digitālās digitālās informācijas centros funkcionālās vienības, kas pārveido analogos signālus, parasti ir balstītas uz mikroelektroniskiem darbības pastiprinātājiem.

Apskatīsim vienkāršotā veidā visbiežāk izmantotos mezglus.

Trigeri sastāv no ierīces ar diviem stabila līdzsvara stāvokļiem, kas spēj pāriet no viena stāvokļa uz otru, izmantojot ārēju signālu. Pēc šādas pārejas jaunais stabilais stāvoklis tiek saglabāts, līdz to maina cits ārējs signāls.

Pārrēķins ierīces (PU) tiek izmantoti dažādu uzdevumu veikšanai, piemēram, impulsa frekvences sadalīšanai, skaitļu impulsa koda pārvēršanai binārā utt.

Ja PU ir aprīkots ar op-amp, lai parādītu ķēdes stāvokļa numuru, tad ir iespējams saskaitīt impulsus, kas nonāk pie PU ieejas, t.i. šajā gadījumā jūs varat iegūt pulsa skaitītāju.

Zīmju indikatori izmanto rādījumu iegūšanai digitālā formā īpašu gāzizlādes spuldžu vai segmentētu zīmju indikatoru veidā (kā gaismas elementus izmanto šķidros kristālus, gaismas diodes, elektroluminiscences sloksnes utt.),

Atslēgas - Tās ir ierīces, kas veic slēdžu un slēdžu funkcijas. Elektroniskos slēdžus galvenokārt izmanto diodēs, tranzistoros un citos elektronisko ķēžu elementos.

Loģiskie elementi īstenot loģiskās funkcijas. Šo elementu ievades un izvades vērtības ir mainīgie, kuriem ir tikai divas vērtības -1 un 0. Apskatīsim loģiskos pamatelementus, kas ļauj īstenot jebkuru loģisko funkciju, tos savienojot.

VAI loģiskie vārti ir pievienošanas funkcija, tai ir vairākas ieejas un viena izeja, kas iegūst vērtību 1, ja vismaz viena ievades vērtība ir 1, un vērtību 0, ja visas ievades ir 0;

Loģiskais elements NOT ir nolieguma funkcija (ja ievades vērtība ir 0, tad izvade būs 1 un otrādi) tiek izmantota inversijai;

Loģiskā funkcija UN ir reizināšanas funkcija, kurai ir vairākas ieejas un viena izeja, kas iegūst vērtību 1, ja visas ievades ir 1, un iegūst vērtību 0, ja vismaz viena ieeja ir 0. UN elementu sauc par saskaņošanas ķēdi, un to var izmanto kā loģisko slēdzi, kura viens no ieejas signāliem kalpo kā vadības signāls.

Loģiskie elementi tiek veikti gan uz diskrētām ierīcēm (diodēm, tranzistoriem, rezistoriem), gan integrālo shēmu veidā.

Dekoderi - tās ir ierīces viena veida kodu konvertēšanai citos.

3 Mērinstrumentu kalibrēšana un verifikācija

Mērinstrumentu kalibrēšana- darbību kopums, kas tiek veikts, lai noteiktu un apstiprinātu metroloģisko raksturlielumu faktiskās vērtības un (vai) mērinstrumenta piemērotību lietošanai. Definīcija ir līdzīga verifikācijai, no kuras kalibrēšana atšķiras ar to, ka tā attiecas uz mērinstrumentiem, kas nav pakļauti valsts metroloģiskajai kontrolei un uzraudzībai, t.i. patiesībā. Kalibrēšana apvieno iepriekš veiktās funkcijas, veicot metroloģisko sertifikāciju un mērīšanas līdzekļu struktūrvienību verifikāciju.

Mērinstrumenti, kas neietilpst valsts kontroles un uzraudzības jomā (vai tiek izmantoti ārpus GMKiN darbības jomas), var tikt kalibrēti, taču ir nepieciešams kontrolēt to metroloģiskos raksturlielumus, piemēram, izlaižot mērinstrumentus no ražošanas vai remonta, importējot, ekspluatācijas laikā, nomā un pārdošanā. Mērinstrumentu kalibrēšanu veic kalibrēšanas laboratorijas vai saskaņā ar Krievijā pieņemto terminoloģiju “juridisko personu metroloģijas dienesti”, izmantojot valsts daudzuma vienību standartiem pakārtotus standartus. Kalibrēšanas instrumenti (standarti) ir pakļauti obligātai verifikācijai, un, veicot kalibrēšanas darbus, tiem jābūt derīgiem verifikācijas sertifikātiem.

Kalibrēšanas rezultāti ļauj noteikt:

izmērītā daudzuma faktiskās vērtības; grozījumi mērinstrumentu rādījumos;

mērinstrumentu kļūda.

Galvenais princips atšķirība starp kalibrēšanu un verifikāciju, ka kalibrēšana nav atbilstības novērtēšanas procedūras daļa. Atbilstības apstiprinājums ir tikai pārbaude, kalibrēšanas laikā tiek noteiktas faktiskās metroloģisko raksturlielumu vērtības un tas drīzāk ir pētniecisks darbs. Parasti īpašu metožu trūkuma dēļ kalibrēšana tiek veikta saskaņā ar kalibrētu vai līdzīgu mērinstrumentu verifikācijas metodēm. Tomēr kalibrēšana var atšķirties no verifikācijas gan procedūras vienkāršošanas, gan sarežģītības virzienā. Kalibrējot, ir diezgan leģitīmi izvirzīt problēmu par mērinstrumenta kļūdu raksturlielumu noteikšanu tikai vienā mērījumu diapazona punktā un apstākļos, kas atšķiras no parastajiem.

Mērinstrumentu kalibrēšanas rezultāti ir sertificēti kalibrēšanas zīme, kas attiecas uz mērinstrumentiem vai kalibrēšanas sertifikātu, kā arī ierakstu ekspluatācijas dokumentos.

Atšķirībā no verifikācijas, SI kalibrēšana ir brīvprātīga procedūra, un to var veikt jebkurš metroloģijas dienests. Kalibrēšanas tiesību akreditācija ir arī brīvprātīga (nav obligāta) procedūra, un tā ir lielākā mērā nepieciešama, lai trešās puses institūciju veiktu kalibrēšanas rezultātu atzīšanu un uzlabotu uzņēmuma tēlu.

3 3Mērinstrumentu verifikācija

metroloģiskā dienesta institūciju (citu pilnvaroto institūciju, organizāciju) veikto darbību kopums, lai noteiktu un apstiprinātu mērīšanas līdzekļa atbilstību noteiktajām tehniskajām prasībām.

Savlaicīgi nepārbaudītu mērīšanas līdzekļu darbība var novest pie nepatiesas informācijas saņemšanas par tehnoloģiskā procesa gaitu. Šajā gadījumā atšķirība starp iegūtajiem mērījumiem un faktiskajām vērtībām nav paredzama. Iespējamie šīs situācijas rezultāti: drošības sistēmu darbības traucējumi, bojātu produktu izlaišana, tehnoloģisko iekārtu avārijas. Seku likvidēšana ir saistīta ar ievērojamiem laika un ekonomiskiem zaudējumiem.

Mērinstrumentu verificēšana ir uzticēta šajā jomā akreditētām personām. Personas, kas lieto mērinstrumentus, ir atbildīgas par savlaicīgu verifikācijas līdzekļu nodrošināšanu.

1.4.1. Mērinstrumentu veidi

Pēc to metroloģiskā mērķa mērinstrumentus iedala parauga un darba.

Priekšzīmīga ir paredzēti citu mazākas precizitātes gan darba, gan priekšzīmīgu mērinstrumentu verificēšanai.

Strādnieki mērinstrumenti ir paredzēti dažādu cilvēka darbību veikšanai nepieciešamo daudzumu izmēru mērīšanai.

Mērinstrumentu sadalīšanas priekšzīmīgajos un darbojošajos būtība nav konstrukcijā vai precizitātē, bet gan to mērķī.

Mērinstrumenti ietver:

Pasākumi, kas paredzēti, lai reproducētu noteikta izmēra fizisko daudzumu. Ir vienvērtības un daudzvērtības mēri, kā arī mēru kopas (atsvari, kvarca oscilatori utt.). Tiek saukti pasākumi, kas atveido vienāda izmēra fiziskos lielumus nepārprotami. Daudzvērtību mēri var reproducēt vairākus fizisko lielumu izmērus, bieži vien pat nepārtraukti aizpildot noteiktu plaisu starp noteiktām robežām. Visizplatītākie daudzvērtību mēri ir milimetru lineāls, variometrs un mainīgs kondensators.

Komplektos un veikalos atsevišķus mērus var apvienot dažādās kombinācijās, lai reproducētu dažus starpposma vai kopējos, bet vienmēr diskrētus daudzumus. Veikali apvienoti vienā mehāniskā veselumā, aprīkoti ar speciāliem slēdžiem, kas savienoti ar nolasīšanas ierīcēm. Turpretim komplekts parasti sastāv no vairākiem mēriem, kas var pildīt savas funkcijas gan atsevišķi, gan dažādās kombinācijās savā starpā (gala garuma mēru kopums, atsvaru komplekts, kvalitātes faktoru un induktivitātes mēru kopums utt.).

Salīdzinājums ar pasākumu tiek veikts, izmantojot īpašus tehniskos līdzekļus - salīdzinātāji(vienādu roku svari, mērīšanas tilts utt.).

Viennozīmīgi pasākumi ietver arī paraugus un standartvielas. Vielu un materiālu sastāva un īpašību standarta paraugi ir īpaši izstrādāti noteikta un stingri reglamentēta satura vielas ķermeņi vai paraugi, kuru viena no īpašībām noteiktos apstākļos ir daudzums ar zināmu vērtību. Tie ietver cietības, raupjuma, baltās virsmas paraugus, kā arī standarta paraugus, ko izmanto, kalibrējot instrumentus, lai noteiktu materiālu mehāniskās īpašības. Paraugu vielām ir liela nozīme atskaites punktu veidošanā, ieviešot mērogus. Piemēram, tīrs cinks kalpo 419,58°C temperatūras reproducēšanai, zelts - 1064,43°C.

Atkarībā no sertifikācijas kļūdas mēri tiek sadalīti kategorijās (1., 2. u.c. kategorijas pasākumi), un pasākumu kļūda ir pamats to iedalīšanai klasēs. Pasākumus, kas piešķirti vienai vai otrai kategorijai, izmanto, lai pārbaudītu mērinstrumentus, un tos sauc par paraugiem.

Pārveidotāji- tie ir mērinstrumenti, kas mērīšanas informāciju apstrādā formā, kas ir ērta tālākai pārveidei, pārraidei, uzglabāšanai un apstrādei, bet parasti nav pieejama tiešai novērotāja uztverei (termopāri, mērīšanas pastiprinātāji utt.).

Tiek saukts konvertējamais daudzums ievade, un transformācijas rezultāts ir brīvdiena Izmērs. Sakarību starp tām nosaka transformācijas funkcija (statiskais raksturlielums). Ja transformācijas rezultātā daudzuma fizikālā būtība nemainās, un transformācijas funkcija ir lineāra, tad transformatoru sauc liela mēroga, vai pastiprinātājs(sprieguma pastiprinātāji, mērmikroskopi, elektroniskie pastiprinātāji). Vārdu “pastiprinātājs” parasti lieto ar definīciju, kas tam tiek piešķirta atkarībā no pārveidojamā daudzuma veida (sprieguma pastiprinātājs, hidrauliskais pastiprinātājs) vai tajā notiekošo atsevišķu transformāciju veida (caurules pastiprinātājs, strūklas pastiprinātājs) .

Tajos gadījumos, kad pārveidotājā ievadītais daudzums tiek pārveidots par cita fiziska rakstura daudzumu, tas tiek nosaukts pēc šo lielumu veidiem (elektromehāniskais, pneimokapacitīvs utt.).

Pamatojoties uz ierīcē aizņemto vietu, pārveidotājus (3.1. att.) iedala: primārs, kuram tiek piegādāts tieši izmērītais fiziskais daudzums; pārraidot, kura izejā veidojas daudzumi, kas ir ērti to reģistrēšanai un pārraidīšanai no attāluma; starpposma, ieņemot vietu mērīšanas ķēdē aiz primārajiem.

Rīsi. 3.1. Mērīšanas informācijas konvertēšana: 1 - jutīgs elements;
2 - primārais pārveidotājs; 3 - starpposma pārveidotāji;
4 - raidošais pārveidotājs

Mērinstrumenti attiecas uz mērinstrumentiem, kas paredzēti, lai novērotājam ērtā veidā iegūtu mērījumu informāciju par mērāmo daudzumu.

Visizplatītākā tiešas darbības ierīces, lietojot, izmērītā vērtība tiek pakļauta virknei secīgu transformāciju vienā virzienā, tas ir, neatgriežoties pie sākotnējās vērtības. Tiešās darbības instrumenti ietver lielāko daļu manometru, termometru, ampērmetru, voltmetru utt.

Viņiem ir ievērojami lielākas precizitātes iespējas salīdzināšanas ierīces, kas paredzēts izmērīto daudzumu salīdzināšanai ar lielumiem, kuru vērtības ir zināmas. Salīdzināšanu veic, izmantojot kompensācijas vai tilta shēmas. Kompensējošsķēdes izmanto, lai salīdzinātu aktīvos lielumus, tas ir, tos, kas pārvadā noteiktu enerģijas piegādi (spēki, spiedieni un griezes momenti, elektriskie spriegumi un strāvas, starojuma avotu spilgtums utt.). Salīdzinājums tiek veikts, iekļaujot šos lielumus blakus vienā ķēdē un novērojot to atšķirības efektu. Instrumenti, piemēram, vienādsviras un pusroku svari (masas iedarbības spēka ietekmes uz sviru salīdzinājums), manometriskie un vakuuma mērinstrumenti (izmērītā spiediena spēka ietekmes un masas mērījumu salīdzinājums uz virzuli), utt strādā pēc šī principa.

Lai salīdzinātu pasīvos lielumus (elektriskās, hidrauliskās, pneimatiskās un citas pretestības), tiek izmantotas tiltu ķēdes, piemēram, elektriski balansēti vai nelīdzsvaroti tilti.

Saskaņā ar izmērīto daudzumu vērtību skaitīšanas metodi ierīces tiek sadalītas rāda, ieskaitot analogs Un digitāls, un tālāk reģistrējoties.

Visplašāk tiek izmantoti analogie instrumenti, kuru nolasīšanas ierīces sastāv no diviem elementiem - skalas un indikatora, no kuriem viens ir savienots ar ierīces kustīgo sistēmu, bet otrs ar korpusu. Digitālajos instrumentos nolasīšana tiek veikta, izmantojot mehāniskas, elektroniskas vai citas digitālas nolasīšanas ierīces.

Saskaņā ar izmērītās vērtības reģistrēšanas metodi ierakstīšanas instrumenti tiek sadalīti pašrakstīšana Un drukāšana. Reģistrācijas instrumentos (piemēram, barogrāfā vai cilpas osciloskopā) rādījumu ierakstīšana ir grafiks vai diagramma. Drukas ierīcēs informācija par izmērītā daudzuma vērtību tiek sniegta skaitliskā veidā uz papīra lentes.

Automātiskie salīdzināšanas instrumenti visbiežāk tiek ražoti kombinēto instrumentu veidā, kuros skala vai digitālais rādījums tiek apvienots ar ierakstīšanu diagrammā vai mērījumu rezultātu izdruku.

1. Papildu mērinstrumenti.Šajā grupā ietilpst instrumenti tādu lielumu mērīšanai, kas ietekmē cita mērinstrumenta metroloģiskās īpašības tā lietošanas vai verifikācijas laikā. Papildu mērinstrumentu rādījumus izmanto, lai aprēķinātu mērījumu rezultātu korekcijas (piemēram, termometri apkārtējās vides temperatūras mērīšanai, strādājot ar pašsvara testeriem) vai uzraudzītu ietekmējošo lielumu vērtību saglabāšanu noteiktās robežās (piemēram, psihrometri mitruma mērīšana precīziem traucējumu garuma mērījumiem).
2. Mērīšanas iekārtas. Lai izmērītu jebkuru vērtību vai vairākas vērtības vienlaikus, dažreiz nepietiek ar vienu mērierīci. Šādos gadījumos tiek izveidoti veseli mērinstrumentu kompleksi (mēri, devēji, mērinstrumenti un palīgiekārtas), kas atrodas vienuviet un ir funkcionāli integrēti viens ar otru un ir paredzēti, lai ģenerētu mērījumu informācijas signālu formā, kas ir ērta tiešai uztveršanai novērotājs.
3. Mērīšanas sistēmas ir līdzekļi un ierīces, kas ir ģeogrāfiski atdalītas un savienotas ar sakaru kanāliem. Informāciju var pasniegt formā, kas ir ērta gan tiešai uztveršanai, gan automātiskai apstrādei, pārraidei un lietošanai automatizētās vadības sistēmās.

Tiek sauktas tehniskās ierīces, kas paredzētas fizisko īpašību noteikšanai (norādīšanai). rādītājiem(kompasa adata, lakmusa papīrs). Ar indikatoru palīdzību tiek konstatēta tikai mūs interesējošās matērijas īpašības izmērāma fiziskā daudzuma klātbūtne. Indikatora piemērs ir benzīna daudzuma rādītājs automašīnas degvielas tvertnē.

1. Mācību programma augstākās izglītības iestādēm specialitātē i-54 01 04 Informācijas sistēmu un tīklu metroloģiskais atbalsts Saskaņots ar Izglītības un metodisko direkciju

   Programma

   S.V. Ļaļkovs, izglītības iestādes “Baltkrievijas Valsts informātikas un radioelektronikas universitāte” Metroloģijas un standartizācijas katedras asociētais profesors

2. Gram augstskolām specialitātē i-54 01 04 informācijas sistēmu un tīklu speciālo disciplīnu metroloģiskais atbalsts 3 daļās 1. daļa Minska 2006.g.

   Dokuments

   Krājumā iekļautas standarta programmas speciālajās disciplīnās: “Ievads specialitātē”, “Metroloģiskais atbalsts”, “Mērīšanas informācijas konvertēšana un pārveidotāji”, “Mērsignāli un funkcionālās ierīces

3. Darba programma Disciplīnai “Mērīšanas, testēšanas un kontroles metodes un līdzekļi” Specialitātei 220501. 65

   Darba programma

   Praktisko iemaņu attīstīšana mērīšanas, testēšanas un kontroles metožu un līdzekļu izmantošanā, lai ieviestu kvalitātes vadības sistēmu iespiedprodukcijas ražošanā.

4. Lekciju konspekts 2010 Saturs 1 Instrumenti procesa parametru mērīšanai 4 1 Mērījumi spiedienam 12

   Abstrakts

   Visi mērinstrumenti ir definēti kā tehnoloģiskie līdzekļi, ko izmanto mērījumos un kuriem ir standartizēti metroloģiskie raksturlielumi. Ar raksturlielumiem mēs saprotam tādas mērinstrumentu īpašības, kas ļauj

5. Saturs Mērīšanas sistēmu metroloģiskā atbalsta vispārīgie jautājumi 9 Brjuhanovs V. A. 9

   Ziņot

   Mērīšanas sistēmu metroloģiskais atbalsts. / Starptautiskās zinātniski tehniskās konferences ziņojumu krājums. Ed. A.A. Daņilova. - Penza, 2005.

Mērinstruments

Mērinstruments- mērījumiem paredzēta tehniska ierīce, kurai ir standartizēti metroloģiskie raksturlielumi, kas reproducē un (vai) uzglabā fiziskā daudzuma vienību, kuras lielums tiek ņemts nemainīgs (konstatētās kļūdas ietvaros) zināmu laika intervālu. Krievijas Federācijas likumā “Par mērījumu vienveidības nodrošināšanu” mērinstruments ir definēts kā tehnisks līdzeklis, kas paredzēts mērījumiem. Oficiālo lēmumu par tehniskās ierīces klasificēšanu kā mērinstrumentu pieņem Federālā tehnisko noteikumu un metroloģijas aģentūra.

Mērinstrumentu klasifikācija

Pēc tehniskā mērķa:

• fiziskā daudzuma mērs - mērinstruments, kas paredzēts viena vai vairāku noteiktu izmēru fiziskā daudzuma reproducēšanai un (vai) uzglabāšanai, kuru vērtības ir izteiktas noteiktās vienībās un ir zināmas ar nepieciešamo precizitāti;
• mērīšanas ierīce - mērinstruments, kas paredzēts izmērītā fiziskā daudzuma vērtību iegūšanai noteiktā diapazonā;
• mērpārveidotājs - tehniska ierīce ar standarta metroloģiskajiem raksturlielumiem, ko izmanto mērītās vērtības pārvēršanai citā vērtībā vai mērīšanas signālā, ērta apstrādei, uzglabāšanai, tālākai pārveidošanai, indikācijai vai pārraidei;
• mērīšanas iekārta (mērīšanas iekārta) - funkcionāli apvienotu mēru, mērinstrumentu un citu ierīču kopums, kas paredzēts viena vai vairāku fizisko lielumu mērīšanai un atrodas vienuviet
• mērīšanas sistēma - funkcionāli kombinētu mēru, mērinstrumentu, mērpārveidotāju, datoru un citu tehnisko līdzekļu kopums, kas atrodas dažādos vadāmā objekta punktos u.c., ar mērķi izmērīt vienu vai vairākus šim objektam raksturīgus fiziskos lielumus un ģenerēt mērīšanas signālus. dažādiem mērķiem;
• mērīšanas un skaitļošanas komplekss - funkcionāli integrēts mērinstrumentu, datoru un palīgierīču komplekts, kas paredzēts konkrēta mērīšanas uzdevuma veikšanai mērīšanas sistēmas sastāvā.

• automātiska;
• automatizēts;
• rokasgrāmata.

• darba mērinstrumenti.

Pēc izmērītā fiziskā daudzuma nozīmīguma:

• galvenie fizikālā lieluma mērīšanas līdzekļi, kuru vērtība jāiegūst atbilstoši mērīšanas uzdevumam;
• tā fizikālā lieluma palīgmērīšanas līdzekļus, kuru ietekme uz galveno mērīšanas līdzekli vai mērīšanas objektu jāņem vērā, lai iegūtu vajadzīgās precizitātes mērījumu rezultātus.

Pēc fizikālo un ķīmisko parametru mērīšanas:

• temperatūras mērīšanai;
• spiediens;
• patēriņš un daudzums;
• šķīduma koncentrācija;
• līmeņa mērīšanai utt.

Mērinstrumentu metroloģiskās īpašības

Apstiprināta tipa mērīšanas līdzeklim tiek izsniegts mērīšanas līdzekļa tipa apstiprinājuma sertifikāts (iepriekš sertifikāts).

Pārbaudei tiek pakļauti tikai tie mērinstrumenti, kas iekļauti valsts mērinstrumentu reģistrā, kas apstiprināti lietošanai Krievijas Federācijā. Pēc verifikācijas procedūras tiek izsniegts verifikācijas sertifikāts. Citas tehniskās ierīces ir jākalibrē. Pēc kalibrēšanas procedūras tiek izsniegts kalibrēšanas sertifikāts.