Для чего нужны измерительные приборы физика
Измерительные приборы и инструменты (их особенности и применение)
Было бы сложно измерить или взвесить определенные вещи, если бы не было специальных инструментов для выполнения этих измерений. Некоторые размеры можно оценить «на глаз», другие, взвесив что-то в руках или используя дедукцию. И если топоры можно просто взвесить в руке, то точные инструменты, такие как лабораторные весы требуют более тщательного подхода. Однако такие данные не будут очень точными, а точность очень необходима во многих отраслях промышленности. Это также важно в повседневной жизни. Поэтому такие данные незаменимы, хотя люди обычно не задумываются об их значении в жизни. Какие бывают типы подобных устройств и для чего они нужны?
Их также называют датчиками. Это особый тип устройства, которое используется для выполнения измерений независимо или в сочетании с дополнительным устройством (или несколькими устройствами). Для выполнения можно использовать все устройство или измерительную систему, или только ее компоненты.
Виды и деление
Измерительные приборы делятся на:
Это разделение по функциям. Принимая во внимание метрологический контроль, различают контрольно-измерительные приборы. Разделение также может определять способ представления полученных показаний. Затем делят их на модели с аналоговым считыванием и с электронным считыванием.
Вам нужны профессиональные инструменты высочайшего класса? Ознакомьтесь с предложением магазина «Микрон», где можно приобрести как гвоздодеры, так и измерительные приборы высокой точности, к примеру высотомеры.
Существуют также специальные приборы для измерения геометрических величин, для силы и массы, для электрических величин, для существующих условий окружающей среды и для проверки свойств материалов. Инструменты, используемые в промышленности, часто используются для определения рабочих параметров устройства. А молотки вы можете выбрать, перейдя по ссылке.
В промышленности очень часто используются штангенциркуль для внутренних и внешних, а также микрометрические инструменты для геометрических измерений металлических предметов и твердых пластмасс. Также часто используются датчики, которые активируются при превышении значения. Они часто следят за безопасностью работы или какого-либо процесса.
Например, популярны индикаторы часового типа, пневматические и емкостные датчики. В промышленности также используются специальные промышленные термометры для облегчения контроля температуры. Это очень важно, когда машина работает. Проверяется, не перегревается ли она и, следовательно, не опасна ли ее работа, и весь процесс будет проходить без сбоев.
Применение
Их широко используют в различных отраслях промышленности, например, в медицине. Однако они также очень часто используются в промышленности.
Измерительные приборы: виды и назначение
Измерительные приборы – это устройства, предназначенные для получения значения определенной физической величины в диапазоне, который задается посредством приборной шкалы. Большинство измерительных приборов используется для того, чтобы контролировать технологические процессы. Они необходимы для контроля уровня давления, напряжения, обогрева, охлаждения и т.д.
Разобравшись с тем, что такое измерительные приборы, стоит подробнее рассказать о разновидностях этих устройств и их предназначении. На практике чаще всего используются такие приборы для измерения:
Термодатчики и термопары
Термодатчики представляют собой устройства для измерения температуры объекта или вещества. Для этого используются различные свойства измеряемых объектов или среды. Подобные измерительные приборы https://msk-kom.ru/ обеспечивают возможность контроля температуры в помещении, жидкостей, расплавленного металла, твердых объектов и т.д.
Термопары являются разновидностью термоэлектрических датчиков. Принцип действия этих датчиков заключается в том, что один конец термопары помещается в среду измерения, а другой используется для снятия полученных значений. Термопары чаще всего используются в сфере металлообработки.
Анализаторы спектра
Анализатор – это прибор для измерения и визуализации сигнального спектра. Данное оборудование предназначено для применения в лабораториях и на промышленном производстве. Оно необходимо для отслеживания изменения амплитуды звуковой волны. Анализаторы спектра будут актуальны для применения в:
Лабораторные трансформаторы
Лабораторные трансформаторы – это приборы, необходимые для регулировки уровня переменного напряжения, подаваемого от одно- или трехфазной сети переменного тока.
Мультиметры
Мультиметр – это универсальный прибор для измерения показателей напряжения, сопротивления и тока. Этот прибор также используется для того, чтобы проверить провода на обрыв. Для выполнения перечисленных задач существуют отдельные измерительные инструменты (омметр, амперметр и вольтметр).
Осциллографы
Классификация измерительных приборов была бы неполной без осциллографов. Этот прибор предназначен для проведения исследований амплитудных и временных параметров электрического сигнала, который подается на вход осциллографа. Полученные значения наглядно отображаются на экране устройства или регистрируются на фотоленту. Этот прибор чаще всего используется в радиоэлектронике. Его также применяют в научно-исследовательских, лабораторных и прикладных целях.
Электрические тестеры
Электрический тестер представляет собой прибор для измерения и определения напряжения в электрической цепи. Это устройство отличается от мультиметра простотой конструкции и применения. Электрические тестеры моментально срабатывают и могут использоваться даже в самых сложных условиях.
Токовые пробники
Токовые пробники – еще одна разновидность электрических тестеров. Данные приборы отличаются компактными размерами. Они предназначены для измерения уровня напряжения в розетках и других электрических устройствах. Благодаря компактным размерам, токовые пробники отличаются простотой эксплуатации.
Термометры
Термометр считается одним из наиболее востребованных измерительных приборов. Он предназначен для измерения температуры воздуха, воды, грунта и т.д. Условно эти устройства можно разделить на 4 группы: медицинские, кухонные, промышленные и бытовые.
Функциональные генераторы
Функциональные генераторы – это разновидность измерительных генераторов сигналов. Это оборудование предназначено для формирования электрического или электромагнитного сигнала. С помощью функционального генератора проверяются и настраиваются радиоэлектронные устройства, каналы связи и т.д.
Все перечисленные измерительные приборы от наиболее надежных мировых производителей можно заказать на сайте «Моском». Эта компания сотрудничает исключительно с проверенными производителями, которые гарантируют поставки качественных и недорогих измерительных приборов. Сроки поставок зависят от склада, на котором осуществляется закупка. В большинстве случаев доставка осуществляется в течение 5-20 дней.
Классификация измерительных приборов и список технических устройств
Измерительные приборы прочно вошли в жизнь человека. За счет обширной классификации измерительных приборов можно определить именно тот аппарат, который понадобится для конкретных операций. Это могут быть как простейшие, по типу рулетки или амперметра, так и мультифункциональные измерительные приборы. При выборе устройства следует ориентироваться на его предназначение и основные характеристики.
Общие сведения
Измерительным прибором называют такое устройство, которое позволяет получить значение некоторой физической величины в заданном диапазоне. Последний задается с помощью приборной шкалы. А также технические приборы позволяют переводить величины в более понятную форму, которая доступна определенному оператору.
В настоящее время список измерительных приборов довольно широк, но большинство из них предназначается для контроля за проведением технологического процесса. Таким может быть датчик температуры или охлаждения в кондиционерах, нагревательных печах и других устройствах со сложной конструкцией.
Среди наименований измерительных инструментов есть как простые, так и сложные, в том числе и по конструкции. Причем сфера их применения может быть как узкоспециализированной, так и распространенной.
Чтобы узнать больше сведений о конкретном инструменте, необходимо рассмотреть определенную классификацию контрольно-измерительных устройств и приборов.
Виды измерительных приборов
В зависимости от того, какие бывают измерительные инструменты, их названия могут отличаться в разных классификациях.
Обычно приборы могут быть следующего вида:
Вышеописанные приборы являются наиболее распространенными и применяются для измерения ряда физических величин. Сложность происходящих физических процессов требует применения нескольких приборов, причисляемых к разным классам.
Классификация устройств
В разных сферах применяется своя классификация устройств, предназначенных для измерения физических величин.
Приборы могут делиться по таким критериям:
Регистрирующие устройства делятся на самопишущие и печатающие разновидности. Наиболее прогрессивным вариантом являются самопишущие аппараты, поскольку у них выше точность предоставления информации и шире возможности для измерения заданных ранее параметров.
Аналоговые и цифровые
Контрольно-цифровые инструменты могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Первые считаются более удобными. В них показатели силы, напряжения или тока переводятся в числа, затем выводятся на экран.
Но при этом внутри каждого такого прибора находится аналоговый преобразователь. Зачастую он представляет собой датчик, снимающий и отправляющий показания с целью преобразования их в цифровой код.
Хотя аналоговые инструменты менее точны, они обладают простотой и лучшей надежностью. А также существуют разновидности аналоговых инструментов и приборов, имеющих в своем составе усилители и преобразователи величин. По ряду причин они предпочтительнее механических устройств.
Для давления и тока
Каждому еще со школы или университета знакомы такие названия измерительных приборов, как барометры и амперметры. Первые предназначены для того, чтобы измерять атмосферное давление. Встречаются жидкостные и механические барометры.
Жидкостные разновидности считаются профессиональными из-за сложности конструкции и особенностей работы с ними. Метеостанции применяют барометры, заполненные внутри ртутью. Они наиболее точные и надежные, позволяют работать при перепадах температур и иных обстоятельствах. Механические конструкции проще, но постепенно их вытесняют цифровые аналоги.
Амперметры используются для измерения электрического тока в амперах. Шкала амперметра может градуироваться как в стандартных амперах, так и микро-, милли- и килоамперах. Лучше всего такие приборы подключать последовательно. В таком случае снижается сопротивление, а точность снимаемых показателей возрастает.
Слесарные инструменты
Достаточно часто можно встретить измерительные слесарные инструменты. Наиболее важная характеристика — точность измерений. За счет того, что слесарные инструменты механические, удается добиться точности до 0,005 или 0,1 мм.
Если погрешность измерений превысит допустимый порог, то произойдет нарушение технологии работы инструмента. Тогда потребуется переточка некачественной детали или замена целого узла в устройстве. Поэтому для слесаря важно при подгонке вала под втулку использовать не линейку, а инструменты с большей точностью измерений.
Наиболее популярным инструментом с высокой точностью измерений является штангенциркуль. Но и он не сможет дать гарантии точного результата с первого измерения. Опытные рабочие делают несколько измерений, которые затем преобразуют в некоторое среднее значение.
Встречаются операции, требующие максимальной точности. Таких много в микромашинах и отдельных деталях устройств крупного размера. Тогда следует воспользоваться микрометром. С его помощью можно измерять с точностью до сотых долей миллиметров. Распространенное заблуждение о том, что он позволяет измерять микроны, является не совсем верным. Да и при проведении стандартных домашних работ такая точность может не пригодиться, поскольку достаточно действующих значений точности и погрешности.
Специальные устройства
Существует такое известное устройство для измерения под названием угломер.
Его предназначение заключается в измерении углов деталей, а конструкция состоит из следующих элементов:
Процесс измерения таким прибором простой. Деталь прикладывается одной из граней к линейке. Сдвинуть ее надо таким образом, чтобы образовался равномерный и достаточный просвет между гранями и линейками. Затем сектор закрепляется винтом. Снимаются показатели сначала с линейки, а затем с нониуса.
Контрольно-измерительные устройства нашли довольно широкое применение в различных сферах производства, домашнего быта, слесарного дела и строительных работ. Они различаются как по сфере применения, так и по возможности измерения.
Все приборы могут подразделяться по способу преобразования, выдачи информации и виду выходной информации, предназначения и другим критериям. Имея хорошую классификацию, можно отыскать конкретный инструмент для определенных задач и операций.
Но главная цель у них состоит в измерении показаний, их записи и контроле технологических процессов производства. Рекомендуются использовать точные измерительные устройства, однако, устройство становится гораздо сложнее. Это потребует учета большого количества факторов и измерений параметров, чтобы вывести на экран точные показания.
зачем нужны измерительные приборы
Любой измерительный прибор произведен для решения конкретных задач. Именно от этих задач будет зависеть Ваш выбор инструмента.
Любому человеку в современном мире для осуществления своей работы приходится часто производить всевозможные замеры и измерения. Качественный результат всех операций зависит только от точности проведенных замеров.
Сегодня ни одна лаборатория не обходится без современных измерительных приборов. Точность в показаниях измерительных приборов очень важна для того, чтобы получить качественных и наилучших результатов экспериментов и работы. Причиной соответствия измерительных приборов нынешним требованиям стал постоянный технический прогресс.
Контрольно-измерительные приборы представляют собой технические средства для осуществления измерений, направленные на получение некоторых значений. Эти значения имеют нормированные метрологические характеристики, они также воспроизводят единицу физических величин.
Современные измерительные приборы обладают рядом преимуществ, в том числе стабильностью, долгим сроком службы, высокой точностью измерений и бесперебойной работой.
Многофункциональные измерительные приборы применяются в профессиональной деятельности многими специалистами из разных профессий. Обычно такое оборудование имеет возможность производить измерения одновременно по нескольким показателям, а наиболее продвинутые из них могут сохранять полученные показания в своей памяти и архивировать их. И если вдруг возникнет необходимость, Вы сможете их с легкостью извлечь и просмотреть.
Еще одним преимуществом и показателем многофункциональности таких измерительных приборов является их способность одним прибором заменять сразу несколько. Это очень удобно в использовании, поскольку Ваши руки будут свободны при переносе с одного на другое место.
Как уже было сказано, для каждой из стоящих перед Вами задач необходим свой измерительный прибор.
Существуют качественные измерительные приборы, как цифровые, так и аналоговые. Качество измерительных приборов в специализированных магазинах имеет свои преимущества.
Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений
Цели урока:
1) Обучающая: обеспечить формирование у учащихся представлений о физической величине, обеспечит усвоение учащимися теоретических знаний об основных характеристиках физической величины, познакомить учащихся с простейшими измерительными приборами, научить определять цену деления и точность отсчета при использовании различных шкал.
2) Развивающая: способствовать расширению кругозора учащихся о физике; умение находить некоторые закономерности; развитие памяти, самостоятельного суждения.
3) Воспитывающая: интерес, любознательность, наблюдательность, аккуратность в записях.
Ход урока:
1. Организационный этап.
Здравствуйте. Прежде чем мы приступим к уроку, хотелось бы, чтобы каждый из вас настроился на рабочий лад.
2. Актуализация знаний
Прежде чем начинать наш с вами уже второй урок в курсе Физики, хотелось бы вспомнить то, о чем мы говорили на предыдущем занятии.
Мы ввели понятие «Физическое тело». Что же это? Это любой предмет, окружающего нас мира.
Физическое явление — все изменения, которые происходят с физическими полями и телами.
Для описания физических тел и физических явлений используют физические величины.
Например, для описания деревянного бруска нам необходимо использовать такие физические величины как масса, длина, ширина, высота, объем.
Откройте тетради и запишите число и тему нашего урока.
3. Этап получения новых знаний.
Для описания физических тел и физических явлений используют физические величины.
Например, для описания деревянного бруска нам необходимо использовать такие физические величины как масса, длина, ширина, высота, объем.
То есть физическая величина это то, что мы можем измерить. Измеряемое свойство тела или явления.
Каждая физическая величина имеет название, например масса; Буквенное обозначение (массу обозначают латинской буквой эм), способ измерения (с помощью весов), числовое значение (например, масса человека равна 45), и единицы измерения (кг). Получаем, масса тела равна 45 кг.
Для каждой физической величины приняты свои единицы измерения. Для удобства все страны мира стремятся пользоваться одинаковыми единицами измерения физических величин. С 1963 года во многих странах мира используется Международная система единиц — СИ (система интернациональная). В этой системе основной единицей длины является метр, времени — секунда, массы — килограмм.
Существует единицы, которые в 10, 100, 1000 раз больше принятых. Такие единицы называет кратными, и именуются с соответствующими греческими приставками. Например, десяти соответствует приставка «дека», стам — «гекто», тысячи — «кило».
Если используют единицы, которые в 10, 100, 1000 раз меньше принятых единиц (это дольные единицы), то используют приставки, взятые из латинского языка. «Деци» — ноль целых одна десятая, «санти» — ноль целых одна сотая, «милли» — ноль целых одна тысячная.
Измерения очень важны в нашей жизни, для их проведения необходимы измерительные приборы. Самые простые приборы для измерения длины линейка, рулетка, мерная лента.
Для измерения объема жидкости мензурка, мерный цилиндр, мерная колба.
Для измерения температуры используют комнатный, водный, медицинский термометры. Медицинский, в свою очередь, бывает электронный и ртутный.
Существуют и другие измерительные приборы. Например, времени секундомер, часы. Силы — динамометр. Давления, атмосферного — барометр, газов в сосуде — манометр.
Приборы делят на шкальные и цифровые. Каждый шкальный прибор имеет шкалу и цену деления.
Шкала измерительного прибора называют совокупность отметок и цифр на отсчетном устройстве прибора, соответствующая ряду последовательных значений измеряемой величины
Цена деления — значение наименьшего деления шкалы прибора.
Для определения цены деления шкалы нужно от большего числа, соответствующего какому — либо делению шкалы, вычесть меньшее и полученную разность поделить на число делений между цифрами. Получаем 0,1 сантиметра на деление.
Какой же прибор точнее, цена деления которого меньше или больше?
Рассмотрим мерную ленту А) и линейку б). У обоих приборов единицы измерения совпадают!
Для нахождения цены деления мерной ленты возьмем два рядом стоящих значения на шкале, от большего вычтем меньшее и разделим на количество делений между данными цифрами. Получим, 1 сантиметр на деление.
Также определим цену деления для линейки. Количество делений в данном случае 10. Получим, ноль целых одна десятая сантиметра на деление.
Точнее тот прибор у которого цена деления меньше. Значит данная линейка точнее мерной ленты.
То есть, имея меньшую цену деления, мы меньше ошиблись.
Чему же равна погрешность измерительных приборов?
Погрешность равна половине цены деления.
Например, погрешность при измерении температуры равна половине цены деления данного термометра.
Найдем ее: для этого определим цену деления термометра.
Берем два любых значения, например 20 и 10, от большего вычтем меньшее значение и разделим на количество делений между ними, их пять. Получили, что она равна 2 градуса на деление.
Значит погрешность равна 1 градус.
Как же это записать?
T = 20±1 C, где 20 — показания термометра, 1 — погрешность, знак полюс минус использует потому, что ошибиться можно как в большую так и в меньшую сторону.
При записи величин с учетом погрешности следует пользоваться формулой, где
А — измеряемая величина,
а — результат измерений,
Так что же значит измерить физическую величину?
Измерить физическую величину — значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.
Например, чтобы измерить длину отрезка прямой между точками, А и В, надо приложить линейку и по шкале определить сколько сантиметров укладывается между данными точками.
Если физическая величина измеряется непосредственно путем снятия данных со шкалы прибора, то такое измерение называют прямыми. Например, измерение длины бруска, ширины или высоты бруска.
А как же определить объем этого самого бруска. Конечно же, используя формулу. Объем есть произведение длины, ширины и высоты.
В этом случае, когда физическую величину (объем), определили по формуле, говорят, что измерения провели косвенно.
3. Этап обобщения и закрепления нового материала.
Итак, сделаем основные выводы:
— Физическая величина — измеряемое свойство тела или явления
— Каждый шкальный прибор имеет шкалу и цену деления
— Шкала измерительного прибора — это совокупность отметок и цифр на отсчетном устройстве прибора, соответствующая ряду последовательных значений измеряемой величины
— Цена деления (С) — значение наименьшего деления шкалы прибора
— Для определения цены деления шкалы нужно от большего числа, соответствующего какому- либо делению шкалы, вычесть меньшее и, разность поделить на число делений между цифрами
— Погрешность измерительных приборов равна половине цены деления
Для закрепления, изученного материала, ответим на ряд вопросов.
Что такое физическая величина? Какие основные физические величины входят в систему СИ? Какие шкальные измерительные приборы вам известны? Какие цифровые измерительные приборы вам известны? Перечислите приборы для измерения длины, времени, температуры. Что такое цена деления? Как определить цену деления прибора? От чего зависит точность измерения? Что необходимо учитывать при выборе измерительного прибора? Чем отличаются кратные и дольные единицы? Что значит измерить косвенно или прямым способом?
4. Рефлексия.
Хотелось бы услышать ваши отзывы о сегодняшнем уроке: что вам понравилось, что не понравилось, чем бы хотелось узнать еще.
5. Домашнее задание: § 4- 5.
1. Из перечисленных приборов выбрать а) шкальные, б) цифровые.
Линейка, весы электронные, напольные (не электронные весы), секундомер, часы наручные механические, часы электронные настенные, динамометр, мензурка, мерный стаканчик, барометр, манометр.
2. Определить цену деления данного прибора.
3. Определить цену деления данного термометра.
4. Определить цену деления и погрешность данной линейки.
5. Какая из данных мерных лент более точная? Почему? Чем точнее можно измерить длину стола линейкой или мерной лентой? Почему?