Основні ступені розвитку вимірювальної техніки

Потреба у вимірюваннях виникла у давні часи, оскільки у повсякденному житті люди змушені були вимірювати різні величини: відстані, площі, маси, час та ін. Більшість примітивних вимірювань проводилась на око. Людина порівнювала предмети, наприклад, з розмірами власного тіла. Таким чином міри та одиниці вимірювання були довільними, що ускладнювало порівняння результатів вимірювання. Пізніше люди прийшли до розуміння цінності спеціальних речовинних мір для вимірювань. Було створено водяний годинник. Ще пізніше використали “природну” міру часу – Землю, період обертання якої прийняли за одиницю часу.

У зв’язку із вивченням електрики почали створювати електровимірювальні прилади.

Перший в світі електровимірювальний прилад був створений у 1745 році російським академіком Г.В. Ріхманом. Це був електрометр – прилад для вимірювання різниці потенціалів, й призначався він для вивчення атмосферної електрики.

У 1820 році А. Ампер продемонстрував перший гальванометр у вигляді магнітної стрілки, на яку діяло поле провідника зі змінним струмом.

У другій половині XІX ст. виникла нова галузь науки і техніки – електротехніка. В цей час особливо інтенсивно розроблялись різні електровимірювальні прилади.

У 1867 році У. Томсон запропонував гальванометр з рухомою котушкою і нерухомим електромагнітом.

Багато зробив для розвитку електровимірювальної техніки російський електротехнік М.О. Доліво-Добровольський (ним розроблений амперметр і вольтметр електромагнітної системи, виготовлено індукційний вимірювальний механізм з обертовим магнітним полем і рухомою частиною у вигляді диска (покладений в онову ватметра і фазометра)).

Важливу роль у розвитку електровимірювальної техніки відіграли праці акад. Б.С. Якобі. Ним розроблено ряд приладів для вимірювання електричного опору, зроблено перші кроки в галузі забезпечення єдності у вимірюванні електричних величин (до 1880 року використовували 15 одиниць електричного опору, 8 одиниць е.р.с., 5 одиниць електричного струму, це утруднювало зіставлення результатів розрахунків та вимірювань виконаних різними дослідниками). У 1881 році Першим конгресом з електрики було прийнято єдину систему електричних одиниць.

Слід згадати, що ще в середині ХІХ століття, з метою відтворення, збереження та передачі розміру одиниць різних величин за допомогою спеціальних еталонів в багатьох країнах світу були створені спеціальні метрологічні установи. В Росії у 1842 році було створено Депо зразкових мір та ваг (хранителем в якому був Д.І. Менделєєв), яке пізніше було перетворено у Головну палату мір та ваг, а ще пізніше у “Загальносоюзний науково-дослідний інститут метрології”.

Для підтримання єдності вимірювань в Україні створено метрологічну службу у вигляді мережі установ, діяльність яких напрямлена на метрологічне забезпечення; створено комплекс нормативно-технічних документів, що встановлюють правила і положення, які забезпечують необхідну точність вимірювання.

Прогрес у розвитку електровимірювальної техніки був забезпечений результатами розвитку теорії вимірювань й розробки на її основі нових методів вимірювання, застосування останніх досягнень мікроелектроніки, автоматики та обчислювальної техніки.

Аналогові прилади безпосередньої оцінкивітчизняна промисловість випускає десятки років. Конструкція цих приладів змінювалась і вдосконалювалась (від опор на кернах перейшли до розтяжок, що істотно підвищило точність; були створені вузькопрофільні аналогові сигналізуючі прилади, які займають на щитах і пультах керування в 10 – 15 разів менше місця ніж прилади у звичайному виконанні).

Важливим кроком у розвитку електроприладобудування стали розробка та освоєння серійного виробництва нових методів виготовлення резисторів на основі друкованої технології та литого магнітопроводу в суцільній скляній ізоляції, які відрізняються компактністю та високою стабільністю опору.

Новим кроком у розвитку електровимірювальної техніки стала розробка та серійний випуск цифрових вимірювальних приладів (ЦВП). При розробці ЦВП поєднали досягнення теорії електричних вимірювань з мікроелектронною елементною базою, автоматикою та обчислювальною технікою.

В сучасній вимірювальній техніці використовують мікропроцесори, які дають змогу обробляти результати вимірювань множенням або діленням вимірюваної величини на сталий коефіцієнт, контролем значення вимірюваної величини щодо заданих меж допуску.