Meios de medição de quantidades. Medindo instrumentos

Tentaremos neste artigo desmontar compactamente todo um conjunto de tópicos: metrologia, padronização a ela associada, centros metrológicos russos estaduais, bem como instrumentos de medição - suas características, tipos, classificação e uso. Vamos começar com o tópico introdutório mais geral - a ciência chamada metrologia.

Metrologia: definições, objetivos, leis

Conceitos inter-relacionados. Metrologia (do grego antigo μέτρον + λόγος - "medida" + "ciência") é a ciência das medidas e pesos, ou seja, da medição, seus métodos e meios que ajudam a garantir a uniformidade e a precisão das medições.

Noções básicas de metrologia pressupõem as seguintes metas e objetivos:

• desenvolvimento de uma teoria de medição unificada;
• formação de fileiras;
• desenvolvimento e posterior padronização de ferramentas e sua precisão, buscando uniformidade e unificação;
• desenvolvimento de sistemas claros de padrões, amostras de medição, que são baseados em constantes físicas;
• o estudo do sistema de medidas e pesos na retrospectiva histórica.

Existem três leis básicas da metrologia:

1. Qualquer dimensão é uma comparação.
2. É impossível obter qualquer medição sem dados a priori.
3. Os totais de qualquer medição sem valores de arredondamento são apenas uma variável aleatória.

Seções de metrologia

A ciência é dividida em vários componentes:

• Teórico. Os fundamentos da metrologia são baseados na teoria. Esta seção examina os problemas mais comuns de medição quantitativa e também desenvolve dogmas teóricos diretamente.
• Legislativo. Ciências sociais que definem as condições jurídicas e técnicas obrigatórias para a utilização de unidades, métodos e instrumentos de medição.
• Aplicado. Uma seção experimental e prática de metrologia, que apresenta o desenvolvimento do componente teórico à vida, e também lida com o suporte metrológico.
• Histórico. Ele estuda as unidades de medida do passado, sua progressão no tempo, determina seus nomes, bem como as relações com os padrões de medidas e pesos do presente.
• Direções especializadas. Isso inclui metrologia "especial" - médica, química, aviação, biológica (biometria).

Padronização em metrologia

Metrologia e padronização estão intimamente relacionadas. A padronização neste aspecto são regras gerais e particulares para o suporte metrológico que acompanha o processo de produção. Os objetos da disciplina serão tudo relacionado ao produto: documentos regulamentares com requisitos de qualidade, padrões de tolerância, bem como métodos para obter um resultado de referência. Ao mesmo tempo, os padrões desenvolvidos podem ser aplicados não apenas em uma empresa específica, mas também se tornar úteis em geral.

Os objetivos da padronização em metrologia são os seguintes:

• Determinação das principais características dos produtos de referência de qualidade, o primeiro passo para isso é padronizar os componentes e o material de origem.
• Desenvolvimento de alguns critérios de qualidade do produto resultante, determinando os meios de controle metrológico.
• Buscando homogeneidade de produtos.
• Criação de um sistema de padrões, garantindo a uniformidade de todas as medições no empreendimento.

Metrologia e padronização operam em dois documentos principais:

• Padrão é um ato regulatório e tecnológico com certas normas, regras e requisitos para a produção e o produto acabado. O padrão atual é aquele que foi aprovado por um organismo notificado.
• TU (condições técnicas) - uma série de regras, normas e requisitos para um tipo específico de produto.

Âmbito da padronização em metrologia:

• Internacional. Os centros internacionais de padronização e metrologia são criados pelas forças de vários estados unidos pelo comércio, desenvolvimentos científicos comuns, construção de defesa conjunta, etc.
• Estado. Normalização em metrologia, realizada por autoridades estaduais, que também criam perspectivas para o seu desenvolvimento.
• Nacional. Novamente, em escala estadual, mas sem a intervenção direta das autoridades.

O principal centro russo de padronização e metrologia é o GSS (State Standardization System). Este complexo combina todos os requisitos desenvolvidos em um todo, ajuda a padronizar a produção e os produtos de todas as fábricas e colheitadeiras nacionais.

Centros estaduais de metrologia e certificação

De acordo com a Lei Federal "Para garantir a uniformidade das medições" em nível estadual, Gosstandart, da Federação Russa, gerencia atividades para garantir a unificação das medições. Ele também é responsável pelo Serviço Estadual de Metrologia, o Serviço Estadual de Metrologia. Inclui os seguintes componentes:

• Os departamentos do escritório central do Gosstandart da Federação Russa são responsáveis ​​pelo planejamento, gestão e controle sobre a uniformidade das medições em nível intersetorial estadual.
• Os Centros Científicos de Metrologia Estaduais (Centros Científicos Metrológicos Estaduais) são responsáveis ​​pelo desenvolvimento, armazenamento e aplicação de padrões de referência, bem como pela elaboração de documentos normativos que garantam a uniformidade das medições.
• Subdivisões do HMS da escala das entidades constituintes da Federação Russa - a implementação do controle metrológico em territórios específicos.

Centros de referência na Federação Russa

O principal centro de metrologia estadual é o VNIIMS, o Instituto de Pesquisa Metrológica de Toda a Rússia. Ele fornece orientação científica e metodológica para todos os serviços metrológicos, coordena suas atividades e também desenvolve uma ampla variedade de fundamentos (econômicos, organizacionais, científicos) de suporte metrológico.

Além de VNIIMS, importantes centros de padrões na Federação Russa também serão:

• VNIIM. Quase todos os padrões do Sistema Mundial de Pesos e Medidas são criados e armazenados aqui, excluindo amostras de unidades de frequência e tempo. O instituto contém mais de 50% de todos os padrões estaduais russos.
• VNIIFTRI. Além do padrão de tempo, este instituto contém uma amostra de grandezas magnéticas, de engenharia de rádio, unidades de frequência, dureza, pressão, radiação ionizante, baixas temperaturas, etc.
• VNIIOFI. Medições de vários parâmetros de lasers, indicadores médicos, espectrometria, grandezas ópticas, etc.
• SNIIM. Padrões de grandezas elétricas, magnéticas, de engenharia de rádio, etc.

Atividades de centros de metrologia

O principal vetor da atividade do HMS é garantir a uniformidade de todas as medições no estado. Também tem sua responsabilidade pelo suporte metrológico de medições na Rússia, controle estatal no campo da metrologia. As direções de trabalho do HMS também são:

• criação de normas, estaduais e secundárias;
• formação de sistemas para tradução ou transmissão de parâmetros de unidades FB para trabalho SI;
• supervisão estadual sobre a fabricação / aplicação / condição / reparo dos sistemas de medição;
• exame metrológico de vários produtos;
• suporte metodológico de serviços metrológicos a jusante.

Funções de Rosstandart

Rosstandart e metrologia são o desempenho dessas funções por esta instituição:

• Coordenação de trabalho para garantir a uniformidade das medições.
• Desenvolvimento de regras para criação, armazenamento, homologação e operação de padrões de medição.
• Supervisão metrológica do estado.
• Gestão do HMS e demais serviços responsáveis ​​pela uniformidade das medições.
• Aprovação de normas e regulamentos para garantir a uniformidade das medições.
• Reconhecimento de dispositivos técnicos como instrumentos de medição.
• Desenvolvimento e aprovação de métodos de medição.
• Credenciamento de centros de testes de SI.
• Aprovação de tipos de SI.
• Manter o Registro Estadual de SI.
• Aprovação de listas de instrumentos de medição sujeitos a verificação.
• Desenvolvimento de um processo de licenciamento para pessoas físicas e jurídicas que fabricam, reparam, vendem ou alugam instrumentos de medição.
• Planejamento e organização de diversas atividades metrológicas, etc.

SI é ...

Vamos prosseguir para a metrologia e medições. - por meio da qual as medições são feitas. É caracterizado pelo fato de que reproduz ou armazena em si uma unidade de medida de alguma quantidade física.

A Lei Federal da Federação Russa nº 102 define SI como um meio, um dos objetivos dos quais é a medição. Somente a Agência Federal de Regulamentação Técnica e Metrologia pode classificar qualquer dispositivo como instrumento de medição em nosso país.

Classificação SI

Aqui estão as classificações mais comuns de instrumentos de medição em metrologia e medições:

• Medindo parâmetros para determinar:
  • pressão;
  • temperatura;
  • quantidade;
  • nível;
  • concentração da solução, etc.
• De acordo com a significância do medido:
  • ativo permanente;
  • ajudas auxiliares.
• Padronização SI:
  • padronizado;
  • não relacionado a padronizado.
• Por posição no diagrama de verificação:
  • padrões;
  • trabalhando SI.
• Pelo nível de automação:
  • manual;
  • automatizado;
  • automático.
• Por finalidade técnica:
  • medida da quantidade física - SI, reproduzindo ou armazenando o valor de um / vários tamanhos;
  • dispositivo de medição - SI, com o qual você pode descobrir o valor que está sendo medido em uma determinada faixa;
  • - SI, que converte um valor medido em outro;
  • instalação de medição - complexo que reúne vários transdutores, dispositivos ou medidas de medição, localizados em um determinado local;
  • sistema de medição - complexo que reúne diversas medidas, instrumentos, instalações e transdutores, capazes de realizar medições em diferentes partes do objeto;
  • complexo de medição e computação - um sistema que combina vários SI, computadores, projetados para resolver um ou mais problemas complexos de medição.

Medições: tipos e métodos

Medição é a definição do valor da quantidade desejada empiricamente por meio do SI. Seus métodos principais são dois - avaliação direta e comparação com uma medida. Este último é subdividido em método diferencial, zero, coincidência e oposição. Com relação ao SI utilizado, existem métodos organolépticos, heurísticos, especialistas e instrumentais.

Por falar em metrologia e medições, apresentamos uma classificação dos últimos tipos:

• Características de precisão: iguais e desiguais. Ou máxima precisão, controle e técnica.
• Pelo método de obtenção de dados: contato e sem contato.
• Pelo número de medições: simples e múltiplas.
• Pelo tipo de mudança no valor medido: estático e dinâmico.
• Por designação: metrológica e técnica.
• Pelo tipo de apresentação do resultado: relativo e absoluto.
• Por métodos de obtenção de dados eficazes: direto, indireto, agregado e conjunto.

Áreas de aplicação SI

Concluindo o tópico "Metrologia, medições, instrumentos de medição", designemos as áreas de aplicação dos instrumentos de medição ditadas pela Lei Federal nº 102:

• Proteção Ambiental;
• Segurança e Saúde Ocupacional;
• controle estadual;
• áreas de atuação no complexo de defesa;
• hidrometeorologia;
• operações financeiras, fiscais, alfandegárias, bancárias;
• esporte;
• segurança na estrada;
• Medicina veterinária;
• o sistema judicial;
• telecomunicações, correio;
• avaliação de conformidade;
• Medicina;
• controle de produção;
• geografia, geodésia;
• embalagem de produtos;
• troca;
• no domínio da energia nuclear.

Padrões e metrologia são essenciais tanto para atividades científicas e experimentais, quanto para todas as esferas da sociedade. Se é difícil imaginar a produção sem padronização em metrologia, então os instrumentos de medição ainda mais se tornaram parte integrante da vida da humanidade.

1 Medindo instrumentosetipos de instrumentos de medição Medir é encontrar o valor de uma quantidade física empiricamente usando meios técnicos especiais 2. Instrumentos de medição Os instrumentos de medição são meios técnicos que possuem características metrológicas padronizadas. Nesse caso, o valor de uma grandeza física, medida pelo dispositivo de leitura do instrumento de medição, corresponde estritamente a um certo número de unidades físicas adotadas como unidades de medida. Os instrumentos de medição incluem:- medida, - dispositivos de medição, - transdutores de medição, - sistemas de medição, - instalações, complexos. Mediré um instrumento de medição projetado para reproduzir uma quantidade física de um determinado tamanho. As medidas são inequívocas e ambíguas. Medidas inequívocas incluem bobinas de resistência, indutores, elementos normais, etc .; para valores múltiplos - armazenamentos de resistência, capacitores variáveis, calibradores de tensão e corrente, etc. utensílio- um instrumento de medição projetado para fornecer informações quantitativas sobre o valor medido de forma inteligível. De acordo com o método de leitura dos valores do valor medido, os instrumentos de medição são divididos em analógicos e digitais. Em instrumentos de medição analógicos, o valor medido é determinado diretamente em uma escala com uma seta ou outros ponteiros. Em instrumentos de medição digital, o valor do valor medido é determinado pelo indicador digital do instrumento. Os dispositivos de medição são divididos em indicadores e registros. Dispositivos de medição indicadores são projetados para ler o resultado da medição na forma analógica ou digital, registrando - para registrar o resultado da medição. Transdutor de medição- um instrumento de medição projetado para gerar um sinal de informação de medição em uma forma conveniente para transmissão, transformação posterior, processamento e armazenamento, mas não passível de percepção direta. Os conversores de medição incluem divisores de tensão, amplificadores, transformadores de instrumento, etc. 3. Tipos de instrumentos de medição De acordo com a sua finalidade metrológica, os instrumentos de medição são divididos em: - padrões, - exemplares, - operacionais. Instrumentos de medição de trabalho usado para medidas que não estão relacionadas com a transferência do tamanho das unidades. Por sua vez, os instrumentos de medição de trabalho podem ser divididos em: - técnico - controle - laboratório Instrumentos de medição técnica projetado para funcionar em um ambiente de produção. Portanto, eles devem ser baratos e confiáveis ​​na operação. As leituras de tais dispositivos não são corrigidas para o erro de medição. Instrumentos de medição de controle- são usados ​​para monitorar a operacionalidade de instrumentos de medição industriais no local de sua instalação. Instrumentos de medição de laboratório- usado para medições precisas em condições de laboratório. Para melhorar a precisão das medições, são introduzidas correções nas suas leituras, tendo em consideração as condições externas em que as medições foram efectuadas. Além disso, os instrumentos de medição de laboratório são usados ​​para verificar os instrumentos de medição de controle. Instrumentos de medição exemplares são projetados para transferir o tamanho das unidades de padrões para instrumentos de medição de trabalho, ou seja, eles são usados ​​para verificá-los. Referência- um instrumento de medição que garante a reprodução e armazenamento de uma unidade de uma quantidade física para transferir seu tamanho para instrumentos de medição que são subordinados ao esquema de verificação.

Dispositivo de medição analógico - um dispositivo de medição, cujas leituras ou o sinal de saída são uma função contínua de mudanças no valor medido

Os instrumentos de medição analógicos, via de regra, fornecem medições diretas, o resultado da medição é lido em uma escala. O modo de medições realizadas por instrumentos de medição analógicos é estático. A maioria dos instrumentos de medição analógicos são medidores de mostrador com escala fixa e um ponteiro móvel, o movimento do qual (rotação ou movimento linear) em relação à escala é funcionalmente um a um com o valor da quantidade medida. Outros tipos de instrumentos de medição analógicos: - com um ponteiro fixo ou outro ponteiro e uma escala móvel, - com um indicador linear na forma de uma faixa alinhada com a escala, cujo comprimento é funcionalmente um para um com o valor da quantidade medida (por exemplo, um termômetro de mercúrio).

Um possível esquema de classificação para medidores analógicos é mostrado na Figura 1.2.

Eletromecânica dispositivos são tais dispositivos, nos dispositivos de conversão dos quais não há unidades eletrônicas, transistoras ou iônicas.

Eletrônico dispositivos - tais dispositivos, em cujo dispositivo de conversão existem unidades eletrônicas, transistoras ou iônicas.

Mostrando Instrumentos são instrumentos que só podem ser lidos.

Registrando dispositivos - aqueles em que o registro das leituras é fornecido.

Em dispositivos analógicos conversão direta(ações) (Fig. 1.3) o sinal de entrada X é convertido por um ou mais conversores P1, P2, P3, ... na outra direção t entrada para saída.

Em dispositivos analógicos (Fig. 1.4) o valor de entrada X é compensado pelo valor XK, que é o valor de saída Y, transformado pelo circuito de transformação inversa (conversores inversos β 1, β 2, β 3,…, β n).

Circuitos de instrumentos analógicos transformação de equilíbrio pode incluir nós, coberto por feedback localβ 1 (Fig. 1.5), entretanto, o fator determinante é a presença de um feedback negativo comum β 2 da saída para a entrada.

Para dispositivos conversão mista(Fig. 1.6 a, b) incluem dispositivos na estrutura dos quais um feedback negativo é introduzido, que não cobre todos os links da transformação direta.

Por propósito, existem dispositivos para medir corrente, tensão, frequência, dispositivos para medir os parâmetros de circuitos elétricos, para analisar as características dos sinais, etc.

Dispositivos projetados para medir várias quantidades são chamados combinado.

Dispositivos que operam em corrente contínua e alternada são chamados universal.

instrumento de medição digital

medindo utensílio, em que os resultados da medição de um valor contínuo (tensão, corrente, resistência elétrica, pressão, temperatura, etc.) são convertidos automaticamente em sinais discretos exibidos como números em um indicador digital. Os dispositivos de medição digital incluem necessariamente conversor analógico para digital convertendo analógico sinal recebido pelo elemento sensível (sensor) em um código digital. Dispositivos de medição digital são caracterizados por uma precisão de medição significativamente maior em comparação com dispositivos de medição analógicos, conveniência e objetividade de leitura. A precisão da leitura, neste caso, depende do número de dígitos no indicador digital. Vários medidores digitais estão disponíveis: Assistir, termômetros, escalas, tonômetros (medidores de pressão arterial), etc.

O CIP consiste em duas unidades obrigatórias; conversor analógico-digital (ADC) e dispositivo de leitura digital (OU). ADC emite um código de acordo com o valor do valor medido. DT reflete este valor numericamente. ADCs também são usados ​​em medição, controle de informações e outros sistemas e são produzidos pela indústria como instrumentos de medição independentes.

As características metrológicas e outras características técnicas do ICP são determinadas pelo método de conversão para código. No CIP, projetado para medir grandezas elétricas, são utilizados o método de contagem sequencial e o método de balanceamento bit a bit. Consequentemente, há uma distinção entre o CIP da contagem sequencial e o CIP do balanceamento bit a bit (código-pulso). Dependendo de qual valor da quantidade está sendo medido, o CIP é dividido em dispositivos para medir o valor instantâneo e dispositivos para medir o valor médio em um determinado período de tempo (integração).

Pela natureza do valor medido, os CIP são subdivididos em voltímetros, ohmímetros, medidores de frequência, medidores de fase, multímetros (combinados), nos quais é possível medir várias grandezas elétricas e vários parâmetros de circuitos elétricos.

De acordo com o campo de aplicação, CIPs de laboratório, sistema e painel são diferenciados.

Os ICPs são complexos, suas partes funcionais são baseadas em elementos de equipamentos eletrônicos, principalmente microcircuitos integrados. Nos ICPs modernos, as unidades funcionais que convertem sinais analógicos geralmente são baseadas em amplificadores operacionais microeletrônicos.

Vamos considerar de forma simplificada os nós mais usados.

Gatilhos consiste em um dispositivo com dois estados de equilíbrio estável, capaz de fazer a transição abrupta de um estado para outro com a ajuda de um sinal externo. Após essa transição, o novo estado estável é mantido até que outro sinal externo o altere.

Recalculando dispositivos (PU) são usados ​​para realizar várias tarefas, por exemplo, para dividir a frequência de pulso, para converter um código de número de pulso em binário, etc.

Se o CP estiver equipado com um OA para exibir o número do estado do circuito, é possível contar os pulsos que chegam na entrada do CP, ou seja, neste caso, um contador de pulsos pode ser obtido.

Indicadores de Sinal são usados ​​para obter leituras digitais na forma de lâmpadas especiais de descarga de gás ou indicadores de sinais segmentais (cristais líquidos, LEDs, tiras de eletroluminescência, etc. são usados ​​como elementos luminosos),

Chaves são dispositivos que atuam como interruptores e interruptores. Chaves eletrônicas usadas principalmente em diodos, transistores e outros elementos de circuitos eletrônicos.

Portas lógicas implementar funções lógicas. Os valores de entrada e saída desses elementos são variáveis ​​que assumem apenas dois valores -1 e 0. Considere os principais elementos lógicos que tornam possível implementar qualquer função lógica conectando-os.

Elemento lógico OR - função de adição, possui várias entradas e uma saída, que assume o valor 1 se pelo menos um valor de entrada for igual a 1 e assume o valor 0 se todas as entradas forem iguais a 0;

A porta lógica NÃO é uma função de negação (se a entrada tiver um valor igual a 0, a saída será 1 e vice-versa) é usada para inverter;

A função lógica AND é uma função de multiplicação, tem várias entradas e uma saída, que assume o valor 1 se todas as entradas forem iguais a 1 e assume o valor 0 se pelo menos uma entrada for 0. O elemento AND é chamado de circuito de coincidência e pode ser usada como uma chave lógica, um dos sinais de entrada da qual serve como um controle.

Os elementos lógicos são executados tanto em dispositivos discretos (diodos, transistores, resistores) quanto na forma de circuitos integrados.

Decodificadores - são dispositivos para converter códigos de um tipo em outros.

3 Calibração e verificação de instrumentos de medição

Calibração de instrumentos de medição- um conjunto de operações realizadas a fim de determinar e confirmar os valores reais das características metrológicas e (ou) adequação para uso de um instrumento de medição. A definição é semelhante à verificação, da qual a calibração se distingue pelo fato de se aplicar a instrumentos de medição que não estão sujeitos ao controle e supervisão metrológica estadual, ou seja, verificação. A calibração combina as funções anteriormente desempenhadas durante a certificação metrológica e a verificação departamental dos instrumentos de medição.

A calibração pode ser aplicada a instrumentos de medição que não estão incluídos no escopo de controle e supervisão estadual (ou usados ​​fora do escopo do GMKiN), mas ao mesmo tempo é necessário controlar suas características metrológicas, por exemplo, quando o instrumento de medição é liberado da produção ou reparo, quando importado por importação, durante a operação, aluguel e venda. A calibração de instrumentos de medição é realizada por laboratórios de calibração ou de acordo com a terminologia adotada na Rússia "serviços metrológicos de entidades legais" usando padrões subordinados a padrões estaduais de unidades de quantidades. Os meios de calibração (padrões) estão sujeitos à verificação obrigatória e durante o trabalho de calibração devem ter certificados de verificação válidos.

Os resultados da calibração permitem que você determine:

valores reais do valor medido; correções de leituras de instrumentos de medição;

erro dos instrumentos de medição.

O princípio principal diferença entre calibração e verificação, reside no fato de que a calibração não faz parte do procedimento de avaliação da conformidade. A confirmação de conformidade é apenas verificação Durante a calibração, os valores reais das características metrológicas são determinados e é mais um trabalho de pesquisa. Via de regra, devido à ausência de métodos especiais, a calibração é realizada de acordo com os métodos de verificação para instrumentos de medição calibrados ou similares. No entanto, a calibração pode diferir da verificação tanto no sentido de simplificação quanto no sentido de complicação do procedimento. Ao calibrar, é bastante legítimo formular o problema de determinar as características de erro de um instrumento de medição apenas em um ponto da faixa de medição e sob condições diferentes do normal.

Os resultados da calibração dos instrumentos de medição são certificados marca de medida aplicado a instrumentos de medição ou certificado de calibração, bem como registro em documentos operacionais.

Ao contrário da verificação, a calibração dos instrumentos de medição é um procedimento voluntário e pode ser realizada por qualquer serviço metrológico. A acreditação pelo direito de calibração também é um procedimento voluntário (não obrigatório) e é necessária em maior medida para o reconhecimento dos resultados da calibração por instituições terceiras e para a elevação da imagem da empresa.

3 3 Verificação de instrumentos de medição

um conjunto de operações realizadas pelos órgãos de serviços metrológicos (outros órgãos autorizados, organizações) com o objetivo de determinar e confirmar a conformidade do instrumento de medição com os requisitos técnicos estabelecidos.

A operação de instrumentos de medição que não passaram na verificação oportuna pode levar ao recebimento de informações falsas sobre o andamento do processo tecnológico. Neste caso, a diferença entre as medidas obtidas e os valores reais não é previsível. Possíveis resultados de tal situação: ruptura dos sistemas de segurança, produção de produtos defeituosos, avarias do equipamento tecnológico. A eliminação das consequências está associada a perdas econômicas e de tempo significativas.

A verificação dos instrumentos de medição é confiada a pessoas credenciadas neste campo. Pessoas que usam instrumentos de medição são responsáveis ​​pelo fornecimento oportuno de meios de verificação.

1.4.1 Tipos de instrumentos de medição

De acordo com a sua finalidade metrológica, os instrumentos de medição dividem-se em exemplares e funcionais.

Exemplar destinam-se à verificação de outros instrumentos de medição, tanto funcionais quanto exemplares, de menor precisão.

Trabalhadores instrumentos de medição são projetados para medir as dimensões das quantidades necessárias em várias atividades humanas.

A essência de dividir instrumentos de medição em exemplares e funcionais não está no design e nem na precisão, mas no propósito.

Os instrumentos de medição incluem:

Medidas destinadas a reproduzir uma quantidade física de um determinado tamanho. É feita uma distinção entre medidas de valor único e de valor múltiplo, bem como conjuntos de medidas (pesos, osciladores de quartzo, etc.). As medidas que reproduzem quantidades físicas do mesmo tamanho são chamadas inequívoco... Medidas multivaloradas podem reproduzir várias dimensões de uma quantidade física, muitas vezes até mesmo preenchendo continuamente uma certa lacuna entre certos limites. As medidas de valores múltiplos mais comuns são uma régua milimetrada, um variômetro e um capacitor variável.

Em conjuntos e armazenamentos, medidas individuais podem ser combinadas em várias combinações para reproduzir algum intermediário ou total, mas necessariamente tamanhos discretos de quantidades. Nas lojas, eles são combinados em um todo mecânico, equipado com interruptores especiais associados a dispositivos de leitura. Em contraste com isso, um conjunto geralmente consiste em várias medidas que podem desempenhar suas funções tanto individualmente quanto em várias combinações entre si (um conjunto de medidas de calibre, um conjunto de pesos, um conjunto de medidas de fator de qualidade e indutância, etc. )

A comparação com a medida é realizada usando meios técnicos especiais - comparadores(escalas de braço igual, ponte de medição, etc.).

Amostras e substâncias de referência também são consideradas medidas inequívocas. Amostras padrão de composição e propriedades de substâncias e materiais são corpos ou amostras especialmente concebidos de uma substância de determinado conteúdo estritamente regulamentado, uma das propriedades da qual, sob certas condições, é uma quantidade com um valor conhecido. Isso inclui amostras de dureza, rugosidade, superfície branca, bem como amostras padrão usadas na verificação de instrumentos para determinar as propriedades mecânicas dos materiais. Substâncias exemplares desempenham um papel importante na criação de pontos de referência na implementação de escalas. Por exemplo, o zinco puro serve para reproduzir a temperatura de 419,58 ° C, o ouro - 1064,43 ° C.

Dependendo do erro de atestação, as medidas são subdivididas em categorias (medidas da 1ª, 2ª, etc. descargas), e o erro das medidas é a base para sua divisão em classes. As medidas às quais uma determinada categoria é atribuída são usadas para verificar os instrumentos de medição e são chamadas de exemplares.

Transdutores de medição- são instrumentos de medição que processam informações de medição em uma forma conveniente para posterior transformação, transmissão, armazenamento e processamento, mas, como regra, não acessíveis para percepção direta por um observador (termopares, amplificadores de medição, etc.).

O valor a ser convertido é chamado entrada e o resultado da transformação é dia de folga Tamanho. A relação entre eles é definida pela função de conversão (característica estática). Se, como resultado da transformação, a natureza física da quantidade não muda, e a função de transformação é linear, então o transformador é chamado grande escala, ou amplificador(amplificadores de voltagem, microscópios de medição, amplificadores eletrônicos). A palavra "amplificador" é geralmente usada com uma definição que é atribuída a ela dependendo do tipo do valor convertido (amplificador de tensão, amplificador hidráulico) ou do tipo de transformações de unidade que ocorrem nele (amplificador de tubo, amplificador de jato) .

Nos casos em que o valor de entrada no conversor passa para um valor físico diferente, ele é denominado de acordo com os tipos desses valores (eletromecânico, capacidade pneumática e assim por diante).

De acordo com o lugar ocupado no dispositivo, os conversores (Fig. 3.1) são subdivididos em: primário, para o qual a quantidade física medida diretamente é fornecida; transmitindo, em cuja saída são formadas as quantidades convenientes para seu registro e transmissão à distância; intermediário ocupando um lugar no circuito de medição após os primários.

Arroz. 3.1. Conversão de informações de medição: 1 - elemento sensível;
2 - conversor primário; 3 - conversores intermediários;
4 - conversor transmissor

Medindo instrumentos referem-se a instrumentos de medição projetados para obter informações de medição sobre o valor a ser medido de uma forma que seja conveniente para o observador perceber.

Os mais difundidos são dispositivos de ação direta, ao usar o qual o valor medido sofre uma série de transformações sucessivas em uma direção, isto é, sem retornar ao valor original. Dispositivos de ação direta incluem a maioria dos manômetros, termômetros, amperímetros, voltímetros, etc.

Capacidades de precisão significativamente maiores são possuídas por dispositivos de comparação para comparar valores medidos com valores conhecidos. A comparação é realizada usando circuitos de compensação ou ponte. Compensatório circuitos são usados ​​para comparar grandezas ativas, ou seja, transportando uma determinada quantidade de energia (forças, pressões e momentos de forças, tensões e correntes elétricas, brilho das fontes de radiação, etc.). A comparação é realizada por meio da inclusão oposta dessas quantidades em um único contorno e da observação de seu efeito de diferença. Dispositivos como balanças de braço igual e braço igual funcionam de acordo com este princípio (comparação na alavanca dos efeitos da força da ação das massas), medidores de pressão de peso morto e peso-mola em medidores de vácuo (comparação no pistão da força efeitos das medidas de pressão e massa medidas), etc.

Para comparar a grandeza passiva (elétrica, hidráulica, pneumática e outras resistências), são usados ​​circuitos de ponte, como pontes elétricas balanceadas ou não balanceadas.

De acordo com o método de leitura dos valores das grandezas medidas, os dispositivos são divididos em mostrando, Incluindo analógico e digital, e em registrando.

Os mais comuns são os dispositivos analógicos, os dispositivos de leitura que consistem em dois elementos - uma escala e um ponteiro, um dos quais está conectado com o sistema móvel do dispositivo e o outro com a caixa. Em instrumentos digitais, a leitura é realizada por meio de dispositivos mecânicos, eletrônicos ou outros dispositivos de leitura digital.

De acordo com o método de registro do valor medido, os dispositivos de registro são divididos em gravadores e impressão... Em um gravador (como um barógrafo ou osciloscópio de loop), o registro das leituras é um gráfico ou diagrama. Nos dispositivos de impressão, as informações sobre o valor do valor medido são fornecidas na forma numérica em uma fita de papel.

Dispositivos de comparação automática são freqüentemente produzidos na forma de dispositivos combinados, nos quais a escala ou leitura digital é combinada com um registro em um diagrama ou com a impressão dos resultados da medição.

1. Instrumentos auxiliares de medição. Este grupo inclui instrumentos de medição de grandezas que afetam as propriedades metrológicas de outro instrumento de medição durante sua aplicação ou verificação. As leituras dos instrumentos de medição auxiliares são usadas para calcular as correções dos resultados da medição (por exemplo, termômetros para medir a temperatura ambiente ao trabalhar com testadores de peso morto) ou para controlar a manutenção dos valores das grandezas que influenciam dentro dos limites especificados (por exemplo , psicrômetros para medição de umidade com medições precisas de interferência de comprimentos) ...
2. Instalações de medição. Para medir uma quantidade ou várias quantidades ao mesmo tempo, às vezes um dispositivo de medição não é suficiente. Nestes casos, complexos inteiros de instrumentos de medição (medidas, conversores, instrumentos de medição e meios auxiliares) localizados em um lugar e funcionalmente combinados uns com os outros são criados, projetados para gerar um sinal de informação de medição em uma forma conveniente para a percepção direta por um observador.
3. Os sistemas de medição são meios e dispositivos separados geograficamente e conectados por canais de comunicação. As informações podem ser apresentadas de uma forma que seja conveniente tanto para percepção direta quanto para processamento automático, transmissão e uso em sistemas de controle automatizados.

Dispositivos técnicos projetados para detectar (indicar) propriedades físicas são chamados indicadores(agulha da bússola, papel de tornassol). Com a ajuda de indicadores, apenas é estabelecida a presença de uma quantidade física mensurável da propriedade da matéria que nos interessa. Um exemplo de indicador é o indicador da quantidade de gasolina no tanque de um carro.

1. Currículo para instituições de ensino superior da especialidade i-54 01 04 Apoio metrológico de sistemas e redes de informação Convênio de Departamento Educacional e Metodológico

   Programa

   S.V. Lyalkov, Professor Associado do Departamento de Metrologia e Padronização da Instituição Educacional "Universidade Estadual Bielorrussa de Informática e Radioeletrônica",

2. Gram para instituições de ensino superior na especialidade i-54 01 04 suporte metrológico de sistemas de informação e redes disciplinas especiais em 3 partes parte 1 Minsk 2006

   Documento

   A coleção inclui programas padrão para disciplinas especiais: "Introdução à especialidade", "Suporte metrológico", "Conversão e conversores de informações de medição", "Sinais de medição e dispositivos funcionais

3. Programa de trabalho para a disciplina "Métodos e meios de medição, teste e controle" na especialidade 220501. 65

   Programa de trabalho

   Desenvolvimento de competências práticas na aplicação de métodos e meios de medição, ensaio e controlo para a implementação de um sistema de gestão da qualidade na produção de produtos impressos.

4. Notas da aula 2010 Conteúdo 1 Instrumentos para medição de parâmetros tecnológicos 4 1 Instrumentos para medição de pressão 12

   Resumo

   Todos os instrumentos de medição são definidos como meios tecnológicos utilizados nas medições e com características metrológicas normalizadas. Por características queremos dizer as propriedades dos instrumentos de medição que permitem

5. Conteúdo questões gerais de suporte metrológico de sistemas de medição 9 Bryukhanov V.A. 9

   Relatório

   Suporte metrológico de sistemas de medição. / Recolha de relatórios da conferência científica e técnica internacional. Ed. A.A. Danilov. - Penza, 2005.

Instrumento de medição

Instrumento de medição- meios técnicos destinados a medições, com características metrológicas normalizadas, reproduzindo e (ou) armazenando uma unidade de grandeza física, cujo tamanho se presume ser inalterado (dentro do erro especificado) por um intervalo de tempo conhecido. A Lei RF "Assegurando a Uniformidade das Medições" define um instrumento de medição como um instrumento técnico destinado a medições. A decisão formal de classificar um dispositivo técnico como instrumento de medição é tomada pela Agência Federal de Regulamentação Técnica e Metrologia.

Classificação dos instrumentos de medição

Por finalidade técnica:

• medida de uma quantidade física - um instrumento de medida projetado para reproduzir e (ou) armazenar uma quantidade física de uma ou mais dimensões especificadas, cujos valores são expressos em unidades estabelecidas e são conhecidos com a precisão necessária;
• dispositivo de medição - um instrumento de medição projetado para obter os valores da grandeza física medida na faixa especificada;
• transdutor de medição - uma ferramenta técnica com características metrológicas padrão, usada para converter um valor medido em outro valor ou um sinal de medição conveniente para processamento, armazenamento, outras transformações, indicação ou transmissão;
• instalação de medição (máquina de medição) - um conjunto de medidas funcionalmente combinadas, instrumentos de medição e outros dispositivos projetados para medir uma ou mais grandezas físicas e localizados em um lugar
• sistema de medição - um conjunto de medidas funcionalmente combinadas, instrumentos de medição, transdutores de medição, computadores e outros meios técnicos localizados em diferentes pontos do objeto controlado, etc. com a finalidade de medir uma ou mais grandezas físicas inerentes a este objeto, e gerar medição sinais em diferentes finalidades;
• complexo de medição e computação - um conjunto funcionalmente combinado de instrumentos de medição, computadores e dispositivos auxiliares, projetados para realizar uma tarefa de medição específica como parte de um sistema de medição.

• automático;
• automatizado;
• manual.

• instrumentos de medição de trabalho.

De acordo com a importância da quantidade física medida:

• os principais instrumentos de medição da grandeza física, cujo valor deve ser obtido de acordo com a tarefa de medição;
• instrumentos de medição auxiliares daquela grandeza física, cuja influência no instrumento de medição principal ou no objeto de medição deve ser levada em consideração a fim de obter os resultados de medição com a precisão exigida.

Medindo parâmetros físicos e químicos:

• para medir a temperatura;
• pressão;
• consumo e quantidade;
• concentração da solução;
• para medição de nível, etc.

Características metrológicas dos instrumentos de medição

Para um instrumento de medição de um tipo aprovado, um certificado (anteriormente - um certificado) é emitido na aprovação do tipo de instrumento de medição.

Apenas os instrumentos de medição inscritos no registro estadual de instrumentos de medição aprovados para uso na Federação Russa estão sujeitos à verificação. Após o procedimento de verificação, um certificado de verificação é emitido. Outros dispositivos técnicos estão sujeitos a calibração. Após o procedimento de calibração, um certificado de calibração é emitido.