Объекты измерений: детали типа тел вращения, призм, резисторы, источники постоянного тока, др.
Измеряемые параметры: линейные размеры, объем, масса, сила, электрическое сопротивление, напряжение, сила тока, температура.
Средства измерений:
- меры длины, угла, объема и массы (линейка измерительная, набор плоскопараллельных концевых мер длины, транспортир, сосуды измерительные, набор разновесов).
- накладные и станковые приборы для измерений длины (штангенциркуль, микрометр гладкий, микрометр рычажный или скоба рычажная, измерительные головки со штативом или стойкой и др.).
- весы для измерения массы взвешиванием, динамометр.
- мультиметр (авометр) для измерений электрических величин.
- термометр или другое средство измерения температуры.
Порядок выполнения работы
Задание
1. Дать классификацию выбранных средств измерений (СИ).
2. Зафиксировать основные характеристики СИ (приборов, измерительных преобразователей, индикаторов, многозначных и однозначных мер).
3. Ознакомиться со структурными элементами сложных средств измерений (многозначных мер, измерительных преобразователей, измерительных приборов с аналоговым и дискретным выходом), представить их схемы и краткие описания.
При необходимости (например, для лучшего ознакомления с СИ и их структурными элементами, для оценки характеристик СИ) выполнить измерения выбранных физических величин.
Выполнение работы
Работу следует начинать с классификации средств измерений, после чего по отдельности рассматривают средства измерений в группах однородных СИ.
Для однозначных мер определяют физическую величину, воспроизводимую мерой, и ее номинальное значение. Для многозначных мер, образованных механическим объединением однозначных мер, определяют число воспроизводимых мерой номинальных значений физической величины и сами номинальные значения. Для штриховых мер указывают диапазон шкалы и цену деления шкалы. Обобщенной характеристикой точности может служить класс или разряд меры, которые указывают в документах на конкретные СИ. Если они неизвестны, в соответствующей клетке таблицы ставят прочерк.
Для сложных средств измерений определяют принцип преобразования, выявляют первичный преобразователь, чувствительный элемент, а также определяют характер изменения выходного сигнала (аналоговый или дискретный), вид выходного сигнала (визуальный, звуковой, не воспринимаемый оператором, др.). При наличии у средства измерений устройства отображения информации определяют его вид (шкала-указатель, цифровое табло, др.).
Например, при использовании электролампы в качестве индикатора наличия в розетке электрического тока можно сказать, что принцип преобразования сигнала измерительной информации – электрический, чувствительные элементы – контактные стержни вилки, характер изменения выходного сигнала – дискретный (горит – не горит), выходной сигнал визуальный, и вид устройства отображения информации – сигнальная лампочка. Если для тех же целей использовать радиоприемник, выходной сигнал будет звуковым (возможно и визуальным), а устройство отображения информации – динамик, а при наличии визуального выходного сигнала – лампочка или светодиод.
При рассмотрении такого автономного первичного измерительного преобразователя, как терморезистор, очевидно, что в этом преобразователе используется термоэлектрический принцип преобразования сигнала измерительной информации, характер изменения выходного сигнала – непрерывный, выходной сигнал выдается в форме, не воспринимаемой оператором, устройство отображения информации отсутствует.
При изучении ряда элементов аналоговых СИ можно обойтись без измерений. Например, не надо измерять температуру тела, чтобы сказать, что медицинский ртутный термометр – измерительный прибор, работающий на использовании принципа объемного расширения жидкости, аналоговый, с диапазоном шкалы (35 – 42) оС и ценой деления 0,1 оС. Шкала одна, прямолинейная равномерная, указателем служит край ртутного столбика. Чувствительный элемент – резервуар термометра, первичный (и единственный) измерительный преобразователь – капиллярная трубка с резервуаром, заполненным расширяющейся жидкостью (ртутью). Подробности конструкции (сужение капилляра, которое препятствует уменьшению показаний и тем самым превращает прибор в максимальный термометр) не очевидны и при общем анализе могут не рассматриваться. Построенная на основе анализа конструкции и работы прибора структурная схема приведена на рисунке 1.3.
 |
Такая структурная схема не вполне типична, поскольку рассматриваемый прибор имеет только один измерительный преобразователь, к тому же один из элементов преобразователя используется в качестве указателя в устройстве отображения измерительной информации. Поскольку другие приборы не так прозрачны, для построения их структурных схем используют кинематические, электрические и другие схемы, и (или) чертежи и описания конструкции и работы прибора. При анализе измерительных приборов и сложных измерительных преобразователей следует помнить, что самый простой преобразователь содержит не менее двух элементов. Например, двуплечий рычаг обязательно имеет шарнир, шток измерительной головки перемещается в направляющих, зубчатое колесо и зубчатый сектор вращаются вокруг своих осей благодаря опорам и т.д. При этом любой из элементов может входить в соседний преобразователь или в устройство отображения измерительной информации. Так стрелка-указатель находится на равноплечем рычаге весов; зубчатый сектор скобы рычажной – не только второе плечо рычага, но и элемент передачи сектор-триб.
Если для анализа СИ и их структурных элементов выполняют измерения выбранных физических величин, основное внимание уделяют не результатам измерений, которые имеют вспомогательный характер, а изучению СИ.
Оформление работы и анализ результатов
Результаты работы оформляют с использованием таблиц 1.1 – 1.5 (рекомендуемые формы таблиц даны с примерами заполнения), схем (примеры оформления на рисунках 1.1 – 1.3) и необходимых текстовых описаний. При отсутствии данных в клетке таблицы ставят прочерк, а при отсутствии оцениваемого элемента записывают «нет», «отсутствует» и т.д.
Таблица 1.1 – Характеристики однозначных мер
| Наименование меры | Воспроизводимая величина | Номинальное значение | Уровень точности/погрешность |
| Мера угловая концевая тип II | Плоский угол | 30о 15' | 2 класс/ ±30'' |
| Образцовый резистор | Сопротивление | 200 Ом | 1 разряд/ – |
Таблица 1.2 – Характеристики многозначных мер
| Наименование меры | Воспроизводимая величина | Номинальные значения | Цена деления | Уровень точности/ погрешность |
| Мера угловая штриховая (транспортир) | Плоский угол | (0 … 180)о | 1о | не нормирован |
| Мера угловая концевая тип III (с четырьмя рабочими углами) | Плоский угол | 89о50'; 89о59'30²; 90о00'30²; 90о10' | нет | 1 класс/ ±10² |
Таблица 1.3 – Общие характеристики преобразующих средств измерений
| Средство измерений | Принцип преобразования | Чувствительный элемент | Первичный преобразователь | Выходной сигнал | Устройство отображения информации | |
| вид | изменение | |||||
| Весы напольные | механический | платформа | – | визуальн | непрерывн | шкала-указатель |
| Реле размерное | электрический | измерительный наконечник | шток в направляющих | визуальн звуковой | дискретн | сигнальные лампочки, зуммер |
| Индикатор фазы | электрический | контактные элементы | провода с контактными элементами | визуальн | дискретн | сигнальная лампочка |
Таблица 1.4 – Устройства отображения информации типа шкала-указатель
| Наименование прибора | Характеристики устройства отображения измерительной информации | |||
| Вид шкалы | Пределы показаний | Цена деления | Вид указателя | |
| Нутромер микрометрический | 1 Прямолинейная равномерная 2 Круговая равномерная | (40…50) мм (0…0,5) мм | 0,5 мм 0,01 мм | 1 Край барабана 2 Линия на стебле |
Таблица 1.5 – Устройства отображения информации с числовым табло
| Наименование прибора | Характеристики числового табло | ||||
| Вид выходного кода | Число разрядов кода | Номинальная ступень квантования | Запятая (точка) | Другие символы | |
| Длиномер цифровой | десятиричный | 6 | 0,001 мм | фиксированная | «плюс», «минус» |
Дата: 2018-12-28, просмотров: 352.
