Цель лекции: изучить процесс технологического измерения.

Ключевые слова: измерения, погрешность, манометры, термометры, уравномеры…

Технические средства, предназначенные для выполнения фнкций измерения тех или иных величин называют приборами автоматического измерения или КИП. КИП можно классифицировать в зависимости от рода измеряемой величины (измерения Р,Т, количества, уровня…).

В метрологических целях КИП подразделяют на образцовые и рабочие. Рабочие приборы предназначены для практических измерений, в свою очередь делятся на лабораторные и технические. По характеру индикации результатов измерения технические приборы подразделяются на показывающие, самопишущие и интегрирующие.

Измерением называют процесс сравнения искомой величины с ве­личиной такого же рода, принятой за единицу измерения.

Устройство, служащее для сравнения искомой величины с едини­цей измерения, называется измерительным прибором, а вещественный образец единицы измерения - мерой.

Измерения могут проводиться разными способами или методами. Различают прямые, косвенные и совокупные методы измерения.

Прямым называют такие методы, при которых измерению под­вергается сама искома-я величина. При этом искомая величина мо­жет определяться непосредственно по показанию измерительногоприбора, проградуированного в соответствующих единицах измере­ния, или путем ее сравнения с мерой данной величины. Например, вес можно измерить пр ужинными весами, имеющими шкалу, про­градуированную в единицах веса, или с помощью коромысловыхвесов и гирь.

Косвенными называют такие методы, при которых сама искомая величина не измеряется, а вычисляется на основании прямых изме­рений других величин. Например, мощность в цепи постоянноготока можно определить косвенным методом по результатам прямых измерений напряжения U и тока I:P = U I.

Совокупными называют такие методы измерения, при которых искомые величины находятся на основании совокупности ряда пря­мых измерений, используемых для решения системы уравнений, содержащих искомые величины. В качестве примера можно привести определение коэффициента линейного расширения стержня по ре­зультатам измерения его длины при различных температурах.

Меры и измерительные приборы по точности делятся на три кате­гории: а) эталоны; б) образцовые меры и измерительные приборы; в) рабочие меры и измерительные приборы.

Эталоны - образцовые меры и приборы, обеспечивающие вос­произведение и хранение единиц измерения с метрологической точностью, т. е. с наивысшей точностью, достижимой при современ­ном уровне развития науки и измерительной техники. Эталоны под­разделяются на первичные, вторичные и третичные. Первичными считаются государственные эталоны, выполненные в соответствиис установленными определениями единиц. Вторичные эталоны являются копиями первичных, а третич­ные - создаются по вторичным и являются рабочими эталонамидля поверки образцовых мер и измерительных приборов.

Образцовые меры и измерительные приборы ограниченной точ­ности применяются в поверочных лабораториях, в учрежденияхи предприятиях, изготавливающих, ремонтирующих и эксплуати­рующих измерительную аппаратуру. В зависимости от точности они подразделяются на 3 разряда. Образцовые меры и измерительные приборы 1-го разряда сличаются с третичными эталонами.

Рабочие меры и измерительные приборы применяются для лабо­раторных и технических измерений во всех отраслях народного хозяйства. Они подразделяются на более точные – лабораторные и менее точные - технические. В последующих разделах этого учеб­ника рассматриваются, как правило, рабочие измерительные при­боры.

Основной характеристикой измерительного прибора является его точность. Точность принято оценивать погрешностью, которая может быть выражена в абсолютных или относительных единицах. Чем меньше погреmность, тем выше точность измерительного при­бора.

Абсолютная погрешность имеет размерность измеряемой вели­чины и равна разности результата измерения Х и действительного значения Х_д этой величины

Δ Х= Х- Х _д

причем действительным значением измеряемой величины считается показание образцового прибора. Абсолютная погрешность не может полностью характеризовать точность прибора, если неизвестен диа­пазон измерения этого прибора. Для оценки точности прибора пользуются приведенной погрешностью.

Приведеная погрешность - это выраженное в процентах отно­шение наибольшей абсолютной погрешности Δ Х _т, определеннойпри поверке прибора, к диапазону измерения прибора Х _т,

γ_пр= Δ Х _т 100%.

Х _т

Величина погрешности прибора зависит от условий его работы, в соответствии с чем погрешности делятся на основные и дополни­тельные. Основной называется наибольшая погрешность, которая определяется при нормальных условиях работы прибора, т. е. притех условиях, при которых производилась его градуировка. Отличиеусловий работы от нормальных приводит к дополнительной погреш­ности.

В соответствии с ГОСТ1845-59 измерительные приборы в зави­симости от основной приведенной погрешности разбиваются на во­семь кнассов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Цифра класса точности показывает максимальное для данного приборазначение основной приведенной погрешности.

ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Результат измерений всегда отличается от действительного зна­чения измеряемой величины. Это объясняется неточностью измери­тельных приборов, несовершенством методов измерений, несовер­шенством наших органов чувств, воспринимающих результаты из­мерений, а также различными случайными факторами. Точность измерений, как и точность приборов, оценивается погрешностью.

Так как абсолютная погрешность не может полностью характе­ризовать точность измерения, пользуются понятием относительной погрешности.

Относительная погрешность измерения - это выражениое в про­центах отношение абсолютной погреmности Δ Х к иействительному значению измеряемой величины Х _д

γ _х = Δ Х 100 %.

Х _д

Рассмотрим порядок оценки погреmностей при различных мето­дах измерения.