Измерительные приборы

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил    студент 3 курса, 
группы 2Б13Т Гладун А. В.

Проверил  преподаватель 
Наталинова Н.М.

 

 

 

 

 

 

Томск 2013

Вопрос 1

Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» средство измерений определено как техническое средство, предназначенное для измерений. Формальное решение об отнесении технического средства к средствам измерений принимает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Классификация средств измерений

По техническому назначению:

мера физической величины — cредство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью;

измерительный прибор —  средство измерений, предназначенное  для получения значений измеряемой физической величины в установленном  диапазоне;

измерительный преобразователь  — техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный  сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации  или передачи;

измерительная установка (измерительная  машина) — совокупность функционально  объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте

измерительная система —  совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных  преобразователей, ЭВМ и других технических  средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной  или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки  измерительных сигналов в разных целях;

измерительно-вычислительный комплекс — функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ  и вспомогательных устройств, предназначенная  для выполнения в составе измерительной  системы конкретной измерительной  задачи.

По степени автоматизации:

автоматические;

автоматизированные;

ручные.

По стандартизации средств  измерений:

стандартизированные;

не стандартизированные.

По положению в поверочной схеме:

эталоны;

рабочие средства измерений.

По значимости измеряемой физической величины:

основные средства измерений  той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей;

вспомогательные средства измерений  той физической величины, влияние  которой на основное средство измерений  или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов  измерений требуемой точности.

По измерительным физико - химическим параметрам:

для измерения температуры;

давления;

расхода и количества;

концентрации раствора;

для измерения уровня и  др.

Метрологические характеристики средств измерений

Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых  для выполнения ими их функционального  назначения. Согласно ГОСТ 8.009-84, метрологическими характеристиками называются технические  характеристики, описывающие эти  свойства и оказывающие влияние  на результаты и на погрешности измерений, предназначенные для оценки технического уровня и качества средства измерений, для определения результатов  измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

Характеристики, устанавливаемые  нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально — действительными. Ниже приведена номенклатура метрологических характеристик:

Характеристики, предназначенные  для определения результатов  измерений (без введения поправок):

Функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с неименованной шкалой;

Значение однозначной  меры;

Цена деления шкалы  измерительного прибора или многозначной меры;

Вид выходного кода для  цифровых средств измерений;

Характеристики погрешностей средств измерений;

Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам;

Динамические погрешности  средств измерений (переходная характеристика, АЧХ, АФХ и т.д.)

Класс точности — основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

Погрешность может нормироваться, в частности, по отношению к:

результату измерения (по относительной погрешности)

в этом случае, по ГОСТ 8.401-80 (взамен ГОСТ 13600-68), цифровое обозначение  класса точности (в процентах) заключается  в кружок.

длине (верхнему пределу) шкалы  прибора (по приведенной погрешности)

Для стрелочных приборов принято  указывать класс точности, записываемый в виде числа, например, 0,05 или 4,0. Это  число дает максимально возможную  погрешность прибора, выраженную в  процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне  работы прибора. Так, для вольтметра, работающего в диапазоне измерений 0 — 30 В, класс точности 1,0 определяет, что указанная погрешность при положении стрелки в любом месте шкалы не превышает 0,3 В. Соответственно, среднее квадратичное отклонение s прибора составляет 0,1 В.

Относительная погрешность  результата, полученного с помощью  указанного вольтметра, зависит от значения измеряемого напряжения, становясь  недопустимо высокой для малых  напряжений. При измерении напряжения 0,5 В погрешность составит 60 %. Как следствие, такой прибор не годится для исследования процессов, в которых напряжение меняется на 0,1 — 0,5 В.

Обычно цена наименьшего  деления шкалы стрелочного прибора  согласована с погрешностью самого прибора. Если класс точности используемого  прибора неизвестен, за погрешность s прибора всегда принимают половину цены его наименьшего деления. Понятно, что при считывании показаний  со шкалы нецелесообразно стараться  определить доли деления, так как  результат измерения от этого  не станет точнее.

Следует иметь в виду, что понятие класса точности встречается  в различных областях техники. Так  в станкостроении имеется понятие  класса точности металлорежущего станка, класса точности электроэрозионных  станков (по ГОСТ 20551).

Обозначения класса точности могут иметь вид заглавных  букв латинского алфавита, римских  цифр и арабских цифр с добавлением  условных знаков. Если класс точности обозначается латинскими буквами, то класс  точности определяется пределами абсолютной погрешности. Если класс точности обозначается арабскими цифрами без условных знаков, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности и в качестве нормирующего значения используется наибольший по модулю из пределов измерений. Если класс точности обозначается арабскими цифрами с галочкой, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности, но в качестве нормирующего значения используется длина шкалы. Если класс точности обозначается римскими цифрами, то класс точности определяется пределами относительной погрешности.

Аппараты с классом  точности 0,5 (0,2) начинают работать в  классе от 5 % загрузки. а 0,5s (0,2s) уже с 1 % загрузки.

Вопрос 2

Национальная  система стандартизации РФ

В соответствии с Федеральным  законом «О техническом регулировании» в Российской Федерации формируется  национальная система стандартизации, основу которой составляют следующие  документы по стандартизации:

- национальные стандарты;

- правила стандартизации, нормы и рекомендации в области  стандартизации;

- применяемые в установленном  порядке классификации, общероссийские  классификаторы технико-экономической  и социальной информации;

- стандарты организаций.

Национальный стандарт –  это стандарт, учрежденный национальным органом РФ по стандартизации.

Термин «национальный  стандарт» впервые вводится Федеральным  законом «О техническом регулировании» вместо термина «государственный стандарт». Национальные стандарты, как и стандарты  организаций, применяются только на добровольной основе. В этом состоит  их отличие от государственных стандартов, требования которых в соответствие с Законом РФ «О стандартизации»  могли быть как обязательными, так  и добровольными.

В зависимости от объекта  стандартизации, его специфики и  содержания, разрабатываемых к нему требований стандарты подразделяются на следующие виды:

- основополагающие стандарты,

- терминологические стандарты,

- стандарты на продукцию  и услуги,

- стандарты на процессы,

- стандарты на методы  контроля, испытаний, измерений и  анализа,

- стандарты на совместимость.

Организация и проведение работ по стандартизации в Российской Федерации возложены на федеральный  орган исполнительной власти по техническому регулированию – Федеральное  агентство по техническому регулированию  и метрологии, осуществляющее межотраслевую  координацию, а также функциональное регулирование в области технического регулирования, стандартизации, метрологии и сертификации. Федеральное агентство  по техническому регулированию и  метрологии осуществляет свою деятельность непосредственно и через находящиеся  в его ведении центры стандартизации, метрологии и сертификации и государственных  инспекторов. В ведении Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии находится 86 центров стандартизации, метрологии и сертификации. В России создан и поддерживается Федеральный информационный фонд технических регламентов и стандартов (Федеральный информационный фонд) как совокупность нормативных документов по стандартизации, метрологии и сертификации, которые содержат разработанные для многократного применения требования и нормы, относящиеся к продукции, процессам и услугам.

Комплектование и ведение  Федерального информационного фонда  стандартов осуществляет Федеральное  государственное унитарное предприятие  «Стандартинформ». Информационные ресурсы, созданные этим фондом, объединены с помощью автоматизированной системы Госстандарта РФ (АСОИ). Основу АСОИ составляет корпоративная цепь МАКРОНЕТ. Доступ к сети МАКРОНЕТ и ее информационным ресурсам обеспечивается через публичные сети передачи данных, в основном через интернет.

Цели и задачи стандартизации.

Целями и направлениями стандартизации являются:

установление требований к качеству готовой продукции  на основе стандартизации ее качественных характеристик, а также характеристик  сырья, материалов, полуфабрикатов и  комплектующих изделий;

разработка и установление единой системы показателей качества продукции, методов и средств  контроля и испытаний, а также  необходимого уровня надежности изделий  с учетом их назначения и условий  эксплуатации;

установление норм, требований и методов в области проектирования и производства с целью обеспечения  оптимального качества и исключения нерационального многообразия видов, марок и типоразмеров продукции;

развитие унификации промышленной продукции, повышения уровня взаимозаменяемости, эффективности эксплуатации и ремонта  изделий;

обеспечение единства и достоверности  измерений, создание государственных  эталонов единиц физических величин;

установление единых систем документации;

установление систем стандартов в области обеспечения безопасности труда, охраны природы и улучшения  использования природных ресурсов.

Объектами стандартизации являются конкретная продукция,

нормы, правила, требования, методы, термины, обозначения и т.д., имеющие

перспективу многократного  применения в науке, технике, промышленном и

сельскохозяйственном производстве, строительстве, на транспорте, в культуре,

здравоохранении и международной торговле.

Стандартизация может  касаться либо объекта в целом, либо отдельных

составляющих (характеристик). Применительно, например, к мебели,

конструктивные характеристики и требования безопасности могут  быть

изложены в двух стандартах. Для более четкого понимания деятельности в

области стандартизации следует  разделить нормы и нормативные  документы на

две группы:

- на повторяющиеся объекты  нормотворчества;

- на неповторяющиеся объекты нормотворчества.

Последние под действия стандартизации не попадают (годовой план

предприятия, приказ военачальника, указ президента и т.д.)

Повторяющиеся объекты нормотворчества  также подразделяются на две

группы:

- традиционно относящиеся  к стандартизации или тяготеющие  к ней;

- традиционно не относящиеся  к стандартизации, имеющие свои  особые

механизмы оптимизации и  принятия решений, оформления нормативного

документа (с особыми названиями) и его управления. Это очень  большая группа

норм и нормативных  документов, намного превышающая возможное число

действующих стандартов в  государстве, многие из которых обладают большей