Измерительные приборы и системы

Измерительный прибор – средство измерений, дающее возможность непосредственно отсчитывать значение измеряемой величины.

В аналоговых измерительных приборах отсчитывание производится по шкале. В цифровых – по цифровому отсчетному устройству.

В приборах прямого преобразования (манометр, амперметр) осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины и значение ее находится без сравнения с известной одноименной величиной. В измерительных приборах сравнения непосредственно сравнивается измеряемая величина с одноименной величиной, воспроизводимой мерой (равноплечные весы, мостовые измерители).

К разновидностям измерительных приборов относятся интегрирующие, в которых подводимая величина подвергается интегрированию по времени или другой независимой переменной (электросчетчики, расходомеры). Суммирующие приборы дают значения сумм двух или нескольких измерений, подводимых по различным каналам (ваттметр, суммирующий мощность нескольких генераторов).

Измерительная система – средство измерений, представляющее собой в общем случае совокупность измерительных приборов, измерительных преобразователей, мер, измерительных коммутаторов, линий связи, цифровых и аналоговых вычислительных устройств. Перечисленные элементы объединены общим алгоритмом функционирования для получения данных о величинах, характеризующих состояние объекта исследования.

Структурной единицей измерительной системы, осуществляющей законченный цикл измерительных преобразований до ввода информации в регистрирующее или вычислительное устройство является измерительный канал.

Измерительные системы используются в составе более сложных структур – измерительных информационных систем и систем управления, выполняющих функции контроля, диагностики, распознавания образов, автоматического управления.

Измерительный процесс состоит из несколько этапов:

a) устанавливается модель объекта измерений, адекватно отражающая те его свойства, определение которых составляет задачу измерений. Это первый, необходимый этап планирования измерений, разработки методик выполнения измерений. В результате выполнения этого этапа определяют "измеряемую величину", диапазон ее возможных значений, характер ее изменения во времени (динамику). Если измеряемая величина является информативным параметром (характеристикой) какого-либо процесса, то на данном этапе ориентировочно оценивается частотный спектр процесса, делается суждение о характере процесса (случайный, импульсный, гармонический и т.п.);

b) устанавливается, будет ли на вход первичного измерительного преобразователя или на чувствительный элемент измерительного прибора воздействовать непосредственно принятая измеряемая величина или какая-либо другая величина, функционально связанная с измеряемой величиной. Этот вопрос решается в зависимости то того, средства измерений каких физических величин доступны или могут быть применены. В результате выполнения данного этапа подготовки к измерениям устанавливают основной метод измерений и далее выбирают вид и тип средства измерений (первичного измерительного преобразователя или измерительного прибора), вырабатывающего первичную информацию об определяемом свойстве объекта измерений при непосредственном взаимодействии средства измерений с объектом измерений;

c) выбираются методы, операции и технические средства, позволяющие оптимально, то есть с возможно меньшими затратами и с приемлемой точностью преобразовать выходной сигнал первичного измерительного преобразователя в число или совокупность чисел, отражающих изучаемое свойство объекта, т.е. в результат измерений.