Диапазон измерений что это такое
Метрологические характеристики средств измерения
При использовании средств измерений важно знать степень соответствия информации измеряемой величине, содержащейся в выходном сигнале, ее истинному значению. С этой целью для каждого средства измерений вводятся и нормируются определенные метрологические характеристики (МХ).
Метрологические характеристики – это характеристики свойств средства измерений, влияющие на результат измерений и на его погрешности.
Для каждого типа средств измерений устанавливают свои метрологические характеристики.
Метрологические характеристики средств измерений включают: функцию преобразования (градуировочная или статическая характеристика), чувствительность, порог чувствительности, диапазон измерений, область рабочих частот, статические и динамические погрешности, собственную мощность потребления.
Функция преобразования средства измерений – Y = F(X) – это функциональная зависимость между информативными параметрами выходного Y и входного X сигналов. Идеальная функция преобразования – линейная зависимость. Эта зависимость может быть представлена в виде формулы, таблицы или графика.
Чувствительность – важная характеристика средства измерений. Она характеризует способность прибора реагировать на изменение входного сигнала.
Чувствительность – свойство средства измерений, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины.
Чувствительность определяется из функции преобразования. Различают абсолютную и относительную чувствительность.
Абсолютную чувствительность определяют по формуле
относительную чувствительность определяютпо формуле
где Dy – изменение сигнала на выходе, х – измеряемая величина, Dx – изменение измеряемой величины.
В общем случае
.
При линейной функции преобразования
При нелинейной функции преобразования чувствительность зависит от измеряемой величины x.
У средств измерения при постоянной чувствительности шкала равномерная, т.е. длина всех делений шкалы одинакова.
Величина равная обратной величине чувствительности является постоянной прибора с = 1/S.
Порог чувствительности средства измерений-характеристика средства измерений в виде наименьшего значения изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным средством.
Если самое незначительное изменение массы, которое вызывает перемещение стрелки весов, составляет 10 мг, то порог чувствительности весов равен 10 мг.
Порог чувствительности не следует путать с чувствительностью средства измерения. Он выражается в единицах входной величины.
Диапазон измерений средства измерений – область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерений.
Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу и сверху (слева и справа), называют соответственно нижним пределом измерений xнили верхним пределом измерений хк.
Различают полный и рабочий диапазон измерений (рис.7.1).
Полный диапазон – диапазон, в котором относительная погрешность средства измерений не превышает 100 %. Он ограничен снизу порогом чувствительности D0, а сверху – верхним пределом измерений xк.
Рабочий диапазон – диапазон, в котором относительная погрешность не превышает заранее заданного значения dзад.
Диапазон измерений может состоять из нескольких поддиапазонов с разными погрешностями.
Диапазон измерений следует отличать от диапазона показаний.
Показание средства измерений–значение величины или число на показывающем устройстве средства измерений.
Вариация показаний измерительного прибора приближенно равна удвоенной погрешности от трения в опорах.
Область рабочих частот – полоса частот, в пределах которой погрешность прибора, вызванная изменением частоты, не превышает допустимого предела.
Характеристики, влияющие на собственную мощность потребления –это характеристики средств измерений, отражающие их способность влиять на инструментальную составляющую погрешности вследствие взаимодействия средства измерений с любым из подключенных к его входу или выходу компонентов, например, объектом измерений и др.
Потребление энергии средством измерений от объекта измерения или от предвключенного прибора приводит к изменению значения измеряемой величины и, следовательно, к появлению соответствующей составляющей погрешности.
Для оценки влияния средства измерения на режим работы объекта измерений указывают входное полное сопротивление или входной импеданс Zвх.. Входное сопротивление влияет на мощность, потребляемую от объекта измерения средством измерения.
Для оценки допустимой нагрузки на средство измерения указывают выходное полное сопротивление или выходной импеданс Zвых.. Чем меньше Zвых., тем больше допускаемая нагрузка на средство измерения.
Нормирование метрологических характеристик. КЛАССЫ точности средств измерений
Классификация по пределам и диапазонам измерения
Классификация по пределам и диапазонам измерения
Контроль отклонений расположения поверхностей в производственных условиях осуществляют с помощью проходных комплексных калибров. Людмила Фирмаль
Строго говоря, для многих приборов со шкалой 0 нижний предел измерения фактически не равен нулю. Точность измерения малых значений значительно снижается, поэтому нижний предел рабочей части шкалы должен быть определенным значением, составляющим 20-30% от верхнего предела. Многие приборы имеют устройства, которые могут изменять диапазон измерений в очень широком диапазоне. В этих случаях должен быть описан общий диапазон измерений, охватываемый измерительным устройством, и отдельные диапазоны, часто называемые отказом термина поддиапазон.
Есть три способа разделить общий диапазон на отдельные диапазоны. 1. Для каждого диапазона нижний предел измерения остается нулевым. Например, общий диапазон измерения 0-100 можно разделить на диапазон 0-0,1. 0-1; 0-10 и 0-100. 2. Общий диапазон делится на ряд равных последовательных диапазонов. Например, общий диапазон 0-5 делится на диапазон 0-1. 1-2; 2-3; 3-4; 4-5. 3. Как и во втором варианте, общий диапазон делится на последовательные диапазоны, но пределы измерения частично перекрываются. Например, общий диапазон 10-15000 делится на диапазон 10-150. 100-1500 и 1000-15000.
По виду контролируемой поверхности калибры подразделяют па калибры для контроля внутренней резьбы и калибры для контроля наружной резьбы. Людмила Фирмаль
Вышеприведенное выражение следует понимать так, чтобы оно было точным и грамматически правильным, и чтобы показанные характеристики относились только к ограниченному отображению. Многополосные характеристики прибора имеют свои преимущества и недостатки. Преимущество состоит в том, что один многополосный счетчик заменяет несколько однополосных счетчиков. Это дороже, чем каждая отдельная полоса, но дешевле, чем любое одноканальное устройство, которое оно заменяет. Кроме того, нет необходимости удалять одно устройство и устанавливать на его место другое устройство.
Если вам потребуется заказать решение по метрологии вы всегда можете написать мне в whatsapp.
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование
Классификация средств измерения
Средство измерения (СИ)— это техническое средство или совокупность средств, применяющееся для осуществления измерений и обладающее нормированными метрологическими характеристиками. При помощи средств измерения физическая Величина может быть не только обнаружена, но и измерена.
Средства измерения классифицируются по следующим критериям:
1) по способам конструктивной реализации;
2) по метрологическому предназначению.
По способам конструктивной реализации средства измерения делятся на:
2) измерительные преобразователи;
3) измерительные приборы;
4) измерительные установки;
5) измерительные системы.
Меры величины— это средства измерения определенного фиксированного размера, многократно используемые для измерения. Выделяют:
1) однозначные меры;
2) многозначные меры;
Некоторое количество мер, технически представляющее собой единое устройство, в рамках которого возможно по-разному комбинировать имеющиеся меры, называют магазином мер
Объект измерения сравнивается с мерой посредством компараторов (технических приспособлений). Например, компаратором являются рычажные весы.
К однозначным мерам принадлежат стандартные образцы (СО). Различают два вида стандартных образцов:
1) стандартные образцы состава;
2) стандартные образцы свойств.
Стандартный образец состава или материала —это образец с фиксированными значениями величин, количественно отражающих содержание в веществе или материале всех его составных частей.
Каждый стандартный образец в обязательном порядке должен пройти метрологическую аттестацию в органах метрологической службы, прежде чем начнет использоваться.
Стандартные образцы могут применяться на разных уровнях и в разных сферах. Выделяют:
1) межгосударственные СО;
2) государственные СО;
4) СО организации (предприятия).
Измерительные преобразователи (ИП) —это средства измерения, выражающие измеряемую величину через другую величин или преобразующие ее в сигнал измерительной информации который в дальнейшем можно обрабатывать, преобразовывать и хранить. Измерительные преобразователи могут преобразовывать измеряемую величину по-разному. Выделяют:
1) аналоговые преобразователи (АП);
2) цифроаналоговые преобразователи (ЦАП);
3) аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
Измерительные преобразователи могут занимать различные позиции в цепи измерения. Выделяют:
1) первичные измерительные преобразователи, которые непосредственно контактируют с объектом измерения;
2) промежуточные измерительные преобразователи, которые располагаются после первичных преобразователей.
Первичный измерительный преобразователь технически обособлен, от него поступают в измерительную цепь сигналы содержащие измерительную информацию. Первичный измерительный преобразователь является датчиком. Конструктивно датчик может быть расположен довольно далеко от следующего промежуточного средства измерения, которое должно принимать его сигналы.
Обязательными свойствами измерительного преобразователя являются нормированные метрологические свойства вхождение в цепь измерения.
Измерительный прибор— это средство измерения, посредством которого получается значение физической величины, надлежащее фиксированному диапазону. В конструкции прибора обычно присутствует устройство, преобразующее измеряемую величину с ее индикациями в оптимально удобную для понимания форму. Для вывода измерительной информации в конструкции прибора используется, например, шкала со стрелкой или цифроуказатель, посредством которых и осуществляется регистрация значения измеряемой величины. В некоторых случаях измерительный прибор синхронизируют с компьютером, и тогда вывод измерительной информации производится на дисплей.
В соответствии с методом определения значения измеряемой величины выделяют: 1) измерительные приборы прямого действия;
3) измерительные приборы сравнения.
Измерительные приборы прямого действия— это приборы, посредством которых можно получить значение измеряемой чины непосредственно на отсчетном устройстве.
Измерительный прибор сравнения— это прибор, посредством которого значение измеряемой величины получается помощи сравнения с известной величиной, соответствующей ее мере.
Измерительные приборы могут осуществлять индикацию измеряемой величины по-разному. Выделяют:
1) показывающие измерительные приборы;
2) регистрирующие измерительные приборы.
Разница между ними в том, что с помощью показывающего измерительного прибора можно только считывать значения измеряемой величины, а конструкция регистрирующего измерительного прибора позволяет еще и фиксировать результаты измерения, например посредством диаграммы или нанесения на какой-либо носитель информации.
Отсчетное устройство— конструктивно обособленная часть средства измерений, которая предназначена для отсчета показаний. Отсчетное устройство может быть представлено шкалой, указателем, дисплеем и др.
Отсчетные устройства делятся на:
1) шкальные отсчетные устройства;
2) цифровые отсчетные устройства;
3) регистрирующие отсчетные устройства.
Шкальные отсчетные устройства включают в себя шкалу и указатель.
Шкала— это система отметок и соответствующих им последовательных числовых значений измеряемой величины.
Главные характеристики шкалы:
1) количество делений на шкале;
4) диапазон показаний;
5) диапазон измерений;
6) пределы измерений.
Деление шкалы— это расстояние от одной отметки шкал до соседней отметки.
Длина деления— это расстояние от одной осевой до следующей по воображаемой линии, которая проходит через центры самых маленьких отметок данной шкалы.
Цена деления шкалы— это разность между значениями двух соседних значений на данной шкале.
Диапазон показаний шкалы— это область значений шкалы нижней границей которой является начальное значение данной шкалы, а верхней — конечное значение данной шкалы,
Диапазон измерений— это область значений величин, в пределах которой установлена нормированная пределы допустимая погрешность.
Пределы измерений— это минимальное и максимальное значение диапазона измерений.
Практически равномерная шкала— это шкала, у которой цены делений разнятся не больше чем на 13% и которая; обладает фиксированной ценой деления.
Существенно неравномерная шкала— это шкала, у которой деления сужаются и для делений которой значение выходного сигнала является половиной суммы пределов диапазона измерений.
Выделяют следующие виды шкал измерительных приборов:
1) односторонняя шкала;
2) двусторонняя шкала;
3) симметричная шкала;
4) безнулевая шкала.
Односторонняя шкала— это шкала, у которой ноль располагается в начале.
Двусторонняя шкала— это шкала, у которой ноль располагается не в начале шкалы.
Симметричная шкала— это шкала, у которой ноль располагается в центре.
Измерительная установка— это средство измерения, представляющее собой комплекс мер, ИП, измерительных приборов и прочее, выполняющих схожие функции, используемые для измерения фиксированного количества физических величин и собранные в одном месте. В случае, если измерительная установка используется для испытаний изделий, она является испытательным стендом.
Измерительная система— это средство измерения, представляющее собой объединение мер, ИП, измерительных (боров и прочее, выполняющих схожие функции, находящихся в разных частях определенного пространства и предназначенных для измерения определенного числа физических величин в данном пространстве.
По метрологическому предназначению средства измерения делятся на:
1) рабочие средства измерения;
Рабочие средства измерения (РСИ)— это средства измерений используемые для осуществления технических измерений. Рабочие средства измерения могут использоваться в разных условиях. Выделяют:
1) лабораторные средства измерения, которые применяются при проведении научных исследований;
2) производственные средства измерения, которые применяются при осуществлении контроля над протеканием различных технологических процессов и качеством продукции;
3) полевые средства измерения, которые применяются в процессе эксплуатации самолетов, автомобилей и других технических устройств.
К каждому отдельному виду рабочих средств измерения предъявляются определенные требования. Требования к лабораторным рабочим средствам измерения — это высок; степень точности и чувствительности, к производственны РСИ — высокая степень устойчивости к вибрациям, ударам перепадам температуры, к полевым РСИ — устойчивое и исправная работа в различных температурных условия устойчивость к высокому уровню влажности.
Эталоны— это средства измерения с высокой степень точности, применяющиеся в метрологических исследованиях для передачи сведений о размере единицы. Более точные средства измерения передают сведения о размере единицы и так далее, таким образом образуется своеобразная; цепочка, в каждом следующем звене которой точность этих сведений чуть меньше, чем в предыдущем.
Сведения о размере единицы предаются во время проверки средств измерения. Проверка средств измерения осуществляется с целью утверждения их пригодности.
Метрологические свойства средств измерения — этосвойства, оказывающие непосредственное влияние на результат проводимых этими средствами измерений и на погрешнее этих измерений.
Количественно-метрологические свойства характеризуются показателями метрологических свойств, которые являются их метрологическими характеристиками.
Утвержденные НД метрологические характеристики являются нормируемыми метрологическими характеристикам
Метрологические свойства средств измерения подразделяются на:
1) свойства, устанавливающие сферу применения средств измерения:
2) свойства, определяющие прецизионность и правильность полученных результатов измерения.
Свойства устанавливающие сферу применения средств измерения. определяются следующими метрологическими характеристиками:
1) диапазоном измерений;
2) порогом чувствительности.
Диапазон измерений— это диапазон значений величины, в котором нормированы предельные значения погрешностей. Нижнюю и верхнюю (правую и левую) границу измерений называют нижним и верхним пределом измерений.
Порог чувствительности— это минимальное значение измеряемой величины, способное стать причиной заметного искажения получаемого сигнала.
Свойства, определяющие прецизионность и правильность полученных результатов измерения, определяются следующими метрологическими характеристиками:
1) правильность результатов;
2) прецизионность результатов.
3)Точность результатов, полученных некими средствами измерения, определяется их погрешностью.
Погрешность средств измерения— это разность между результатом измерения величины и настоящим (действительным) значением этой величины. Для рабочего средства измерения настоящим (действительным) значением измеряемой величины считается показание рабочего эталона более никого разряда. Таким образом, базой сравнения является значение, показанное средство измерения, стоящим выше в поверочной схеме, чем проверяемое средство измерения.
где ∆Qn — погрешность проверяемого средства измерения;
Qn — значение некой величины, полученное с помощью проверяемого средства измерения;
Q0— значение той же самой величины, принятое за базу сравнения (настоящее значение).
Нормирование метрологических характеристик —это регламентирование пределов отклонений значений реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений. Главная цель нормирования метрологических характеристик — это обеспечение их взаимозаменяемости и единства измерений. Значения реальных метрологических характеристик устанавливаются в процессе производства средств измерения, в дальнейшем во время эксплуатации средств измерения эти значения должны проверятся. В случае, если одна или несколько нормированных метрологических характеристик выходит из регламентированных пределов, средство измерения должно быть либо немедленно отрегулировано, либо изъято из эксплуатации Значения метрологических характеристик регламентируются соответствующими стандартами средств измерения. Причем метрологические характеристики нормируются раздельно для нормальных и рабочих условий применения средств измерения. Нормальные условия применения — это условия, в которых изменениями метрологических характеристик, обусловленными воздействием внешних факторе (внешние магнитные поля, влажность, температура), можно пренебречь. Рабочие условия — это условия, в которых изменение влияющих величин имеет более широкий диапазон.
Диапазон показаний (средства измерений)
Употребляется в документе:
Отраслевая система обеспечения единства измерений. Термины и определения
Смотреть что такое «Диапазон показаний (средства измерений)» в других словарях:
диапазон показаний средства измерений — диапазон показаний Область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы. [РМГ 29 99] Тематики метрология, основные понятия Синонимы диапазон показаний EN scale range DE Anzeigebereich FR étendue de l échelle … Справочник технического переводчика
диапазон показаний (средства измерений) — Область значений величины, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы средства измерений (ОСТ 45.159 2000.1 Термины и определения (Минсвязи России)). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь,… … Справочник технического переводчика
ДИАПАЗОН — [от греч. dia pason(chordon), букв. через все (струны)] область изменения к. л. величины, охват, объём ч. л., например Д. измерений область значений измеряемой величины, для к рой нормированы допустимые погрешности средства измерений, Д.… … Большой энциклопедический политехнический словарь
диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон измерений — 3.18 диапазон измерений (specified measuring range): Область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности газоанализатора. Примечания 1. Газоанализатор может иметь несколько диапазонов измерений. 2. Диапазон… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 8.625-2006: Государственная система обеспечения единства измерений. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ Р 8.625 2006: Государственная система обеспечения единства измерений. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний оригинал документа: 3.18 время термической реакции : Время … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 6651-2009: Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ 6651 2009: Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний оригинал документа: 3.18 время термической реакции … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Контрольно-измерительные средства — в технике, обобщённое название группы средств, применяемых для измерения и контроля линейных и угловых размеров деталей и готовых изделий. Технические средства с нормированными метрологическими параметрами или свойствами, предназначенные… … Большая советская энциклопедия
время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
проверка — 2.9 проверка [аудит]: Систематическая и объективная деятельность по оценке выполнения установленных требований, проводимая лицом (экспертом) или группой лиц, независимых в принятии решений. Источник: ГОСТ Р 52549 2006: Система управления… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации