Методические указания
Данная тема является вводной и должна дать понятие о значимости данной дисциплины, о роле и месте измерительной техники в системе технологических измерений в производстве электрической и тепловой энергии..
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие основные параметры подлежат контролю и регулированию ?
2. Какие имеются основные направления по обеспечению технологического режима в заданных пределах?
Литература: [2], с.3…24
Студент должен:
иметь представление:
- о государственной системе обеспечения единства измерений (ГСИ);
- об организации метрологического обеспечения и контроля состояния измерительной техники на производстве;
знать:
- виды и методы измерений;
- основные метрологические понятия;
- Международную систему единиц (СИ);
уметь:
- выбирать метод и вид измерений.
Понятие об измерениях и единицах измерения физических величин. Виды и методы измерений. Средства измерений и их классификация.
Основные метрологические понятия: истинное значение физической величины, действительное значение физической величины, влияющая физическая величина, нормальные рабочие области физической величины. Международная система единиц (СИ).
Методические указания
При изучении этой темы следует ознакомиться с основными видами и методами измерений: прямой (метод непосредственной оценки, дифференциаьный, метод противопоставления, нулевой компенсационный метод). Для точных измерений величин в метрологии разработаны приемы использования принципов и средств измерений, применение которых позволяет исключить из результатов измерений ряд систематических погрешностей и тем самым освобождает экспериментатора от необходимости определять многочисленные поправки для их компенсации, а в некоторых случаях вообще является предпосылкой получения сколько-нибудь достоверных результатов. Многие из этих приемов используют при измерении только определенных величин, однако существуют и некоторые общие приемы, названные методами измерения. Метод измерений - прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Обычно метод измерений обусловлен устройством средства измерений. Различают: дифференциальный, нулевой, контактный и бесконтактный методы измерений, а также методы сравнения с мерой и метод непосредственной оценки.
К средствам измерений относятся: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки, измерительные системы, которые подразделяются по назначению, принципу действия, метрологическим характеристикам и другим параметрам.
Мерой называется средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Различают однозначные меры, многозначные меры и наборы мер
Измерительные приборы выдают измерительную информацию в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Измерительные приборы применяются в основном при определении технического состояния составных частей машин по косвенным (диагностическим) параметрам, а также в случае контроля режимов диагностирования. Из них наиболее широкое распространение для диагностирования получили приборы, позволяющие измерять скорость, температуру, давление, расход жидкости и газа и др.
Различают образцовые и рабочие средства измерений.
Измерительные приборы подразделяются по форме представления измерительной информации, содержащейся в выходных сигналах, на аналоговые и цифровые. Аналоговым называется прибор, выходной сигнал которого является физическим аналогом измеряемой величины (входного сигнала). Цифровым называется прибор, у которого выходной сигнал содержит информацию о значении измеряемой величины, в цифровой форме. Аналоговые измерительные приборы по виду отсчетного устройства делятся на показывающие и регистрирующие, а по виду информативного параметра — на интегрирующие и суммирующие..
Измерительные преобразователи - техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи и имеющее нормированные метрологические характеристики.
Измерительная установка и система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов и других устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких величин и расположенная в одном месте (установка) или в разных местах объекта измерений (система).
В 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам была принята Международная система единиц (СИ). В СССР утвержден в 1961г. ГОСТ 9867—61 «Международная система единиц». Этот стандарт, предусматривающий предпочтительное применение «Международной системы единиц» во всех областях науки, техники и народного хозяйства, введен в действие с 1 января 1963 г. В настоящее время СИ включает семь основных единиц, две дополнительные (геометрические) единицы и несколько десятков производных единиц измерений.
Основными называют единицы, которые выбраны произвольно и независимо одна от другой и могут быть воспроизведены вещественными образцами или эталонными методами. В СИ основными единицами являются следующие: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина, кандела и моль.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что такое измерение?
2. Какие виды измерений применяются при измерениях?
3. Какие методы измерений применяются на практике?
4. Что такое измерительный прибор?
5. Какая установка называется измерительной?
6. Перечислите основные единицы измерений
Литература: [1], с.1…10
Тема 1.2 Погрешности измерений и их оценка
Студент должен:
знать:
- виды погрешностей измерений и их выражение;
- понятие класса точности прибора;
- основные сведения о метрологических характеристиках средств измерений,
уметь:
- пользоваться измерительной техникой;
- определять погрешности приборов и комплектов приборов при точных измерениях;
- вводить поправки к показаниям прибора.
.
Общие сведения о точности измерений. Погрешности измерений и их выражение. Поправки к показаниям приборов.
Допустимая погрешность измерения и класс точности прибора.
Основные сведения о метрологических характеристиках средств измерений. Общие сведения о динамических характеристиках средств измерений.
Автоматизация измерений. Приборы формирования стандартных измерительных сигналов. Влияние измерительных приборов на точность измерений.
Методические указания
Погрешность измерения — оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.
Возникновение приборных погрешностей обусловлено свойствами используемых измерительных приборов. Погрешность каждого конкретного прибора является систематической, но ее значение обычно неизвестно, а значит, ее невозможно исключить введением в результат измерения соответствующей поправки. В паспорте прибора принято указывать предел допустимой погрешности , означающий максимально возможную погрешность при рекомендованных условиях работы прибора. При определении работоспособности измерительных приборов или систем определяют абсолютную погрешность, относительную и приведенную, которые сравниваются с основными допустимыми погрешностями.
Абсолютная погрешность - погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой физической величины.
Относительная погрешность средства измерений - погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к результату измерений или к действительному значению измеренной физической величины
Составляющая погрешности средства измерений, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений
Класс точности средств измерений -обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.ласс точности дает возможность судить о том, в каких пределах находится погрешность средства измерений одного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью каждого из этих средств. Это важно при выборе средств измерений в зависимости от заданной точности измерений. Класс точности средств измерений конкретного типа устанавливают в стандартах технических требований (условий) или в других нормативных документах
Погрешность метода измерений - составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятого метода измерений.
По причине возникновения погрешности подразделяются на: инструментальные (погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора), методические погрешности (обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики), субъективные (погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора). В технике применяют приборы для измерения лишь с определенной заранее заданной точностью – основной погрешностью, допускаемой нормали в нормальных условиях эксплуатации для данного прибора.