Прынцып і метад вымярэння. Агульныя метады вымярэнняў. Якія існуюць вымяральныя прыборы

Складана пераацаніць значнасць вымярэнняў ў жыцці сучаснага чалавека. Па меры развіцця тэхналогій пытанне неабходнасці ў іх і зусім не варта, але затое на першы план выходзяць прынцыпы і метады, якія дазваляюць павышаць дакладнасць замераў. Пашыраецца і сам спектр абласцей, у якіх задзейнічаюцца сістэмы і спосабы вымярэння. Пры гэтым развіваюцца не толькі тэхнічныя і тэхналагічныя падыходы да выканання дадзеных аперацый, але і канцэпцыі іх прымянення. На сённяшні дзень метад вымярэння ўяўляе сабой сукупнасць тэхнік або прыёмаў, якія дазваляюць рэалізаваць той ці іншы прынцып вызначэння шуканай велічыні.

Прынцыпы метадаў вымярэнняў

У аснове любога метаду вымярэння ляжыць пэўны фізічны закон, які, у сваю чаргу, грунтуецца на тым ці іншым прыроднай з'яве. У метралогіі фізічныя з'явы нярэдка вызначаюцца як эфекты, якія абумаўляюць заканамернасць. Для вымярэння розных велічынь прымяняюцца канкрэтныя законы. Напрыклад, вымярэнне току вырабляецца па эфекту Джозефсона. Гэта з'ява, у адпаведнасці з якім звышправодзячых ток праходзіць праз праслойку дыэлектрыкаў, якія падзяляюць звышправаднікі. Для вызначэння характарыстык паглынутай энергіі ўжываецца ўжо іншы эфект - Пельтье, а для вылічэнні хуткасці - закон змены частоты выпраменьвання, адкрыты Доплера. У больш простым прыкладзе вызначэння масы аб'екта выкарыстоўваецца сіла цяжару, якая праяўляе сябе ў працэсе ўзважвання.

Класіфікацыі метадаў вымярэння

Звычайна ўжываюць два прыкметы падзелу метадаў вымярэння - па характары змены велічынь у залежнасці ад часу і па спосабе атрымання дадзеных. У першым выпадку вылучаюцца статыстычныя і дынамічныя методыкі. Статыстычныя спосабы вымярэння характарызуюцца тым, што атрымліваецца вынік не змяняецца ў залежнасці ад таго, у які момант яны ўжываюцца. Гэта могуць быць, напрыклад, асноўныя метады вымярэнняў масы і памераў аб'екта. Дынамічныя прыёмы, наадварот, першапачаткова дапускаюць магчымасць ваганняў у паказчыках. Да такіх метадаў можна аднесці тыя спосабы, якія дазваляюць адсочваць характарыстыкі ціску, газу або тэмпературы. Змены звычайна адбываюцца пад дзеяннем навакольных асяроддзяў. Існуюць і іншыя класіфікацыі метадаў, абумоўленыя розніцай у дакладнасці вымярэнняў і ўмовамі правядзення аперацыі. Але яны, як правіла, носяць другарадны характар. Цяпер жа варта разгледзець найбольш папулярныя методыкі вымярэння.

Метад параўнання з мерай

У дадзеным выпадку вымярэнне адбываецца за кошт параўнання шуканай велічыні са значэннямі, прайграванага мерай. У якасці прыкладу гэтага спосабу можна прывесці разлік масы з прымяненнем вагаў рычажного тыпу. Карыстальнік першапачаткова працуе з інструментам, у якім закладзены пэўныя велічыні з мерамі. У прыватнасці, выкарыстоўваючы сістэму ўраўнаважвання гірамі, ён можа з пэўнай доляй дакладнасці зафіксаваць і вага аб'екта. Класічны прыбор для вымярэння ціску таксама ў некаторых мадыфікацыях мяркуе вызначэнне значэння шляхам параўнання з паказаннямі ў асяроддзі, у якой ужо дзейнічаюць першапачаткова вядомыя велічыні. Іншы прыклад тычыцца вымярэння напружання току. У гэтым выпадку, да прыкладу, характарыстыкі працы кампенсатара будуць параўноўвацца з вядомай электрарухаючая сілай нармальнага элемента.

Метад вымярэнняў дадаткам

Таксама даволі распаўсюджаная методыка, якая знаходзіць прымяненне ў самых розных галінах. Спосаб вымярэння велічыні дадаткам таксама прадугледжвае наяўнасць шуканага значэння і пэўнай меры, якая вядомая загадзя. Толькі, у адрозненне ад папярэдняга спосабу, непасрэдна вымярэнне вырабляецца пры параўнанні не з Разлічваць значэннем, а ва ўмовах яго ж дапаўненні аналагічнай велічынёй. Як правіла, метады і сродкі вымярэнняў па такім прынцыпе часцей выкарыстоўваюць у працы з фізічнымі паказчыкамі характарыстык аб'екта. У пэўным сэнсе з дадзенай методыкай падобны прыём вызначэння велічынь праз замяшчэнне. Толькі ў гэтым выпадку фактар карэкцыі забяспечваецца не значэннем, якое аналагічна шуканай велічыні, а паказаннямі эталоннага аб'екта.

Органалептычны метад вымярэння

Гэта даволі незвычайнае кірунак метралогіі, якое грунтуецца на ўжыванні чалавечых органаў пачуццяў. Пры гэтым існуюць дзве катэгорыі арганалептычных вымярэнняў. Напрыклад, Паэлементны спосаб дазваляе ацэньваць канкрэтнага параметру аб'екта, не даючы поўнай карціны яго характарыстык і магчымых эксплуатацыйных якасцяў. Другая катэгорыя ўяўляе комплексны падыход, пры якім метад вымярэння з дапамогай органаў пачуццяў дае больш поўнае ўяўленне ўжо пра розныя параметрах аб'екта. Важна разумець, што комплексны аналіз часта бывае карысны не столькі як спосаб уліку цэлай групы характарыстык, колькі як інструмент ацэнкі агульнай прыдатнасці аб'екта ў плане магчымага выкарыстання па вызначаным прызначэнні. Што тычыцца практычнага прымянення арганалептычных спосабаў, то з іх дапамогай можна ацаніць, напрыклад, овальность або якасць агранкі цыліндрычных дэталяў. У комплексным вымярэнні гэтым метадам можна атрымаць уяўленне аб радыяльным біцці вала, якое якраз выявіцца пасля аналізу той жа Авальную і характарыстык знешняй паверхні элемента.

Кантактныя і бескантактавыя метады вымярэнняў

Прынцыпы кантактнага і бескантактавага вымярэння маюць істотнае адрозненне. У выпадку з кантактнымі прыборамі вырабляецца фіксацыя велічыні ў непасрэднай блізкасці да аб'екта. Але, паколькі гэта не заўсёды магчыма па прычыне наяўнасці агрэсіўных асяроддзяў і абцяжаранага доступу да месца вымярэння, атрымаў распаўсюджванне і бескантактавы прынцып разліку значэнняў. Кантактны метад вымярэння выкарыстоўваецца ў вызначэнні такіх велічынь, як маса, сіла току, габарытныя параметры і т. Д. Аднак пры вымярэнні экстрэмальна высокай тэмпературы ён не заўсёды магчымы.

Бескантактавае вымярэнне можа выконвацца адмысловымі мадэлямі пирометров і цеплавізар. У працэсе працы яны не знаходзяцца непасрэдна ў мэтавай асяроддзі вымярэння, а ўзаемадзейнічаюць з яе выпраменьваннем. У сілу цэлага шэрагу прычын метады вымярэння тэмпературы па бескантактавым прынцыпе не адрозніваюцца высокай дакладнасцю. Таму іх задзейнічаюць толькі там, дзе трэба мець уяўленне аб характарыстыках вызначаных зон або участкаў.

прыборы вымярэння

Спектр сродкаў вымярэння вельмі шырокі, нават калі казаць пра канкрэтную вобласці асобна. Напрыклад, для вымярэння адной толькі тэмпературы выкарыстоўваюць тэрмометры, пирометры, тыя ж цеплавізары і шматфункцыянальныя станцыі з функцыямі гігрометра і барометра. Для ўліку паказанняў вільготнасці і тэмпературы ў комплексе апошні час выкарыстоўваюцца логгеры, абсталяваныя адчувальнымі зондамі. Пры ацэнцы атмасферных умоў часцяком выкарыстоўваецца і манометр - гэта прыбор для вымярэння ціску, які можа дапаўняцца і датчыкамі кантролю газавых асяроддзяў. Шырокая група апаратаў прадстаўлена і ў сегменце сродкаў вымярэння характарыстык электрычных ланцугоў. Тут можна выдзеліць такія прыборы, як вальтметр і амперметр. Зноў жа, як і ў выпадку з метэастанцый, сродкі для ўліку параметраў электрычнага поля могуць быць універсальнымі - гэта значыць якія ўлічваюць некалькі параметраў адначасова.

Кантрольна-вымяральныя прыборы і аўтаматыка

У традыцыйным разуменні вымяральны прыбор - гэта інструмент, які дае інфармацыю аб той ці іншай велічыні, характэрнай для пэўнага аб'екта ў дадзены момант. У ходзе выканання аперацыі карыстальнік рэгіструе паказанні і ў далейшым на іх аснове прымае адпаведныя рашэнні. Але ўсё часцей гэтыя ж прыборы інтэгруюцца ў комплекс абсталявання з аўтаматыкай, якое на аснове тых жа зафіксаваных паказанняў самастойна прымае рашэнні, напрыклад, па карэкцыі рабочых параметраў. У прыватнасці, кантрольна-вымяральныя прыборы і аўтаматыка абсталявання паспяхова сумяшчаюцца ў комплексах газаправодных магістраляў, у ацяпляльных і вентыляцыйных сістэмах і т. Д. Напрыклад, ўлік ціску ў трубаправодзе дасць сігнал аўтаматычнай сістэме аб павышэнні або павышэнні аб'ёмаў падачы рабочай асяроддзя - вады ці таго ж газу.

Вымярэння і хібнасці

Практычна любы вымяральны працэс у пэўнай ступені мяркуе дапушчэнне адхіленні ў прадстаўляюцца выніках адносна сапраўдных значэнняў. Хібнасць можа складаць і 0,001%, і 10%, і больш. Пры гэтым вылучаюць выпадковыя і сістэматычныя адхіленні. Выпадковая хібнасць выніку вымярэння характарызуецца тым, што яна не падпарадкоўваецца пэўнай заканамернасці. І наадварот, сістэматычныя адхіленні ад сапраўдных велічынь адрозніваюцца тым, што яны захоўваюць свае значэння нават пры шматлікіх паўторных вымярэннях.

заключэнне

Вытворцы вымяральных прыбораў і вузкаспецыялізаванага метралагічнага абсталявання імкнуцца распрацоўваць ўсё больш функцыянальныя і ў той жа час даступныя ў выкарыстанні мадэлі. І гэта тычыцца не толькі прафесійнай апаратуры, але і бытавых сродкаў. Напрыклад, вымярэнне току можна ажыццяўляць у хатніх умовах з дапамогай мультиметра, які фіксуе некалькі параметраў адначасова. Гэта ж можна сказаць пра прыборах, якія працуюць з паказаннямі ціску, вільготнасці і тэмпературы, якія надзяляюцца шырокім функцыяналам і сучаснай эрганомікай. Праўда, калі стаіць задача рэгістрацыі канкрэтнай велічыні, то эксперты ўсё ж рэкамендуюць звяртацца да спецыяльных прыладам, якія працуюць толькі з мэтавым параметрам. У іх, як правіла, вышэй дакладнасць вымярэння, якая часцяком мае вырашальнае значэнне пры ацэнцы працоўных якасцяў апаратуры.