Шпаргалки по метрологии (стр. 7 из 11)

Применяются для определения реакции раствора (кислая, нейтральная, щелочная), которая зависит от активности водородных ионов раствора, а также для измерения концентрации ионов в растворе.

Измерительные цепи: электронные вольтметры, компенсаторы, потенциометры.

Погрешности.

-За счет конечного Rex измерительной цепи. При измерении ЭДС через раствор протекает ток, происходит электролиз, что приводит к погрешности.

-При протекании измерительного тока на большом внутреннем сопротивлении электролита падает напряжение, что приводит к погрешности измерения.

-Температурная погрешность.

5)Гальваномагнитные преобразователи

Основаны на физических эффектах, возникающих в находящихся в магнитном поле твердых телах при движении в них заряженных частиц (при протекании тока). Известны эффекты Холла и Гаусса.

Погрешности:

-Нелинейность характеристики (0,1-10% при изменении индукции В в пределах 0-е-10 Тл).

-Нестабильность чувствительности (0,1-е-1 % в год).

-Наличие и дрейф остаточного напряжения (ЭДС Холла при В=0).

-Температурная погрешность.

Основная погрешность при малых В обычно составляет десятые доли процента.

Достоинства. Возможность измерения как постоянных, так и переменных магнитных полей. Хорошее пространственное разрешение благодаря малым размерам преобразователя.

Недостаток. Сравнительно большая зависимость ЭДС Холла от температуры.

Область применения. Измерение магнитных полей и измерение неэлектрических величин, которые могут быть преобразованы в ток и магнитную индукцию.

44.Автоматизация измерений: микропроцессорные СИ, информационно-измерительные системы.

Наиболее широкое распространение получили отдельные измерительные приборы с использованием микропроцессоров или микро-ЭВМ. Микро-ЭВМ в этом случае встраиваются непосредственно в приборы и производят всю логическую и математическую обработку информации программными методами. При этом ЭВМ выполняет функции управления процессом измерения (контроллера), математической обработки результатов измерений (вычислителя) и преобразования информации к виду, необходимому для отображения на средствах индикации, а также для передачи на внешние устройства.

Микро-ЭВМ может использоваться в самых различных цифровых измерительных приборах и выполнять различные функции в соответствии с программой. При этом можно указать следующие достоинства использования ЭВМ в СИ:

1). Сокращается время проектирования и изготовления измерительных приборов вследствие хорошей проработки программных и технологических средств вычислительной техники.

2). ЭВМ позволяет реализовать сложнейшие алгоритмы измерений, ранее невозможные из-за технических трудностей.

3). Обеспечивается многофункциональность приборов. Возможно совмещение измерения различных физических величин в одном приборе.

4). Расширение измерительных возможностей приборов - использование косвенных и совокупных измерений.

5). Упрощение и обеспечение управления прибором - автоматический выбор режима работы, выбор диапазона измерений, интервала дискретизации и т.д. Чем проще передняя панель прибора, тем он "умнее".

6). Возможность получения математических функций измеренных значений от простейших до сложнейших (вывод гистограмм, графиков и т.д.).

7). Получение статистических характеристик.

8). Повышение надежности прибора - миниатюризация, экономичность аппаратуры, осуществление авто диагностики, как текущей, так и прогнозируемой.

9). Улучшение метрологических характеристик прибора:

а) исключение систематических погрешностей - автоматическая установка нуля и авто калибровка, включение в окончательный результат поправок и поправочных множителей в зависимости от условий измерений;

б) уменьшение влияния случайных погрешностей путем статистической обработки результатов измерений;

в) компенсация внутренних шумов прибора (до начала измерений определяется величина шума, которая из результата измерения исключается) - это увеличивает чувствительность прибора, расширяет рабочий диапазон в сторону малых значений входной величины;

г) поддержание метрологических характеристик в процессе эксплуатации - режимы самодиагностики и авто калибровки.

В микропроцессорные приборы в обязательном порядке встраиваются узлы сопряжения, обеспечивающие возможность агрегатирования приборов в систему с помощью стандартных интерфейсов. Среди последних наибольшее распространение получили широко известные, международные, стандартные интерфейсы КАМАК (САМАС) и МЭК.

ИИС подразделяют на системы ближнего действия и системы дальнего действия - телеизмерительные системы. Наиболее важная функция ИИС - получение измерительной информации, т.е. представление значений измеряемых физических величин в виде чисел, пригодных для дальнейшей цифровой обработки, хранения и отображения полученной информации.

1.Многоканальные ИИС

Схема состоит из п независимых измерительных каналов. Обладает высокой надежностью, наиболее высоким быстродействием, возможностью подбора средств измерения к конкретным измерительным величинам. Недостаток: громоздкость, сложность, большая стоимость.

2.Сканирование ИИС

Сканирующее устройство Ск.У последовательно во времени перемещает датчик в пространстве по заранее заданной программе (пассивное сканирование), либо программа может меняться в зависимости от условий, от полученной информации (активное сканирование).

Недостаток – малое быстродействие.

3.Мультиплицированные ИИС

Позволяет выполнить сравнение со всеми измеряемыми величинами без применения коммутирующего устройства. Обычно мера вырабатывает линейно изменяющуюся величину. Например, используется ЦАП со ступенчато нарастающей величиной выходного напряжения. Эти системы имеют меньший аппаратурный объем, чем параллельные системы, но достаточно высокое быстродействие.

4.Многоточечные ИИС

Эти системы применяются для исследования сложных объектов с большим числом измеряемых параметров. Измерительный коммутатор ИК последовательно подключает к сравнивающему устройству датчики, число которых может достигать нескольких тысяч. Возможно, использование параллельно-последовательного принципа организации системы, наращивания числа измеряемых величин за счет коммутатора. Недостаток - меньшее быстродействие, чем у параллельных систем. Но эти системы имеют меньший аппаратный объем.

5)Телеизмерительные системы ТИС

ТИС осуществляют измерения на объектах, удаленных от места обработки информации (движущиеся объекты, объекты атомной энергетики, объекты, рассредоточенные на больших площадях и т.д.). Особенностью ТИС является наличие канала связи, под которым понимается совокупность технических средств, необходимых для передачи информации от различных источников по линиям связи.

Наиболее распространены:

-токовые ТИС - сигнал передается по проводной линии связи постоянным током 0-5 мА. Используется временное разделение каналов. Дальность действия: по воздушным линиям связи - 7-10 км, по кабелю 20-25 км;

-частотные ТИС - информация заложена в частоте синусоидального или импульсного сигнала. Может передаваться как по проводным, так и по радиолиниям связи. Разделение каналов - частотное. Дальность действия -сотни километров. Из-за перекрестных искажений и помех по соседнему каналу число одновременно передаваемых сообщений в настоящее время не превышает 18;

-времяимпульсные ТИС - информационным параметром является длительность импульсов постоянного тока или длительность интервалов между импульсами. Временное разделение каналов. Системы дальнего действия - с радиоканалом дальность действия составляет сотни и тысячи километров;

-цифровые ТИС (кодоимпульсные системы). Информация передается в виде комбинации импульсов, т.е. кодовой комбинацией. Из-за помех применяются специальные коды - с обнаружением и исправлением ошибок. Достоинства: высокие метрологические характеристики, высокая помехозащищенность, работа с различными линиями связи, возможность непосредственного ввода информации в ЭВМ. Недостаток - относительная сложность.

45. Метрологическое обеспечение измерений. Гос.метрологическая служба. Структура и ф-ии.

Для достижения единства и требуемой точности измерений в стране необходима соответствующая служба - метрологическая служба страны. В

ГОСТ Р 8.000-2000 “Государственная система обеспечения единства измерений” [17] это понятие определяется следующим образом. Метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений. Организационные принципы построения, структура и основные задачи метрологической службы страны регламентированы основополагающим стандартом ГОСТ 1.25-76 "ГСС. Метрологическое обеспечение. Основные положения.".

Строгое, устоявшееся определение понятия "метрологическое обеспечение" пока отсутствует. Можно определить это понятие следующим образом.

Метрологическое обеспечение измерений (МО) - деятельность метрологических и других служб, направленная на создание в стране необходимых эталонов, образцовых и рабочих СИ, разработку и установление метрологических правил и норм, выполнение ряда других метрологических работ, необходимых для обеспечения требуемого качества измерений на рабочем месте.

Чтобы эти службы эффективно выполняли стоящие перед ними задачи необходимо научное, техническое и правовое обеспечение их деятельности.