Державна система забезпечення єдності вимірювань вста­новлює вимоги до еталонів одиниць фізичних величин і до системи передачі розміру робочим засобам вимірювання.

Кожний засіб вимірювання, який функціонує у встановле­них умовах, забезпечує зумовлений ступінь достовірності результатів вимірювання, які отримані за його допомогою. Це досягається завдяки передбаченим стандартами заходам, основою яких є повірочні схеми, що встановлюють методи, засоби, точність і підпорядкування засобів вимірювання у разі передачі розміру одиниці фізичної величини від вихідного зразкового засобу вимірювання до об'єкта повірки.

Крім національних еталонів, є міжнародні еталони, які належать групі держав і призначені для підтримання єдності вимірювань у міжнародному масштабі періодичним порівнян­ням державних еталонів з міжнародним і один з одним.

Найвищу точність мають еталони часу і частоти. Держав­ний еталон частоти і часу відтворює одиницю з відносною по­хибкою близько 10^-13.

Питання для самоконтролю

1. Що таке міра? Як класифікують міри?

2. Що таке зразковий засіб вимірювання?

3. Як влаштована міра опору? ємності? індуктивності?

4. З якою метою використовують біфілярну намотку?

5. Що є мірою е.р.с.? Як їх поділяють?

6. Що є мірою опору? ємності? індуктивності?

7. Що являють собою багатозначні міри опору? ємності? індуктивності?

8. Як здійснюється передача розмірів одиниць від еталонів робочим мірам і вимірювальним приладам?

9. Що таке повірочна схема? Що містить повірочна схема?

10. Що таке єдність вимірювань?

11. Яка мета дер­жавних випробувань засобів вимірювання?

12. Яка мета державної повірки?

13. Для чого здійснюється ревізія?

14. В якому випадку здійснюється експертиза?

15. Які вимоги вста­новлює державна система забезпечення єдності вимірювань?

Тема 2.2. Загальні відомості про аналогові вимірювальні прилади

Загальні відомості

Вимірювальний прилад – засіб вимірювання, призначений для вироблення сигналів вимірювальної інформації у формі, доступній для безпосереднього сприймання спостерігачем.

Аналоговими вимірювальними приладаминазивають прилади, покази яких є неперервною функцією змін вимірюваної величини.

Електромеханічний прилад складається з вимірювального кола (схеми), вимірювального механізму і додаткових елементів.

Вимірювальна схема

Y

Вимірювальний механізм

^X

Вимірювальною схемою (колом) називають сукупність активних і реактивних опорів, які служать для перетворення вимірювальної величини (напруги, струму, потужності, опору та ін.) у струм або напругу, що підводиться до вимірювального механізму.

Аналоговий вимірювальний прилад– це показуючий прилад, який дозволяє відлік показів. Для цього у всіх аналогових електровимірювальних приладів є відліковий пристрій, який складається з шкали і вказівника.

Вказівник відлікового пристрою жорстко зв’язаний з рухомою частиною вимірювального механізму, який здійснює перетворення вимірюваної величини в кутове переміщення рухомої частини (і як наслідок в переміщення вказівника).

Для переміщення рухомої частини необхідно, щоб на неї діяв обертальний момент. Якщо на рухому частину ніякі інші сили не діють, то вона відхиляється на стільки, скільки допускає конструкція. Відхилення буде максимальним незалежно від величини обертального моменту.

Щоб кожному значенню обертального моменту відповідало своє відхилення рухомої частини, необхідний протидіючий момент, направлений назустріч обертальному і зростаючий у міру збільшення кута повороту. Звичайно такий протидіючий момент створюється однією або двома спіральними пружинами, які при повороті рухомої частини закручуються (або розкручуються).

Часто протидіючий момент створюється пружними розтяжками, на яких підвішується рухома частина.

Наявність рухомої частини у вимірювальних механізмах викликає необхідність в спеціальних опорних пристроях, що створюють можливо менший момент тертя.

Момент тертя відсутній в приладах, в яких рухома частина укріплена на розтяжках.

В процесі руху до положення рівноваги рухома частина, накопивши деяку кінетичну енергію, за інерцією проходить це положення, а потім починає скоювати коливання. Якщо не вживати спеціальних заходів, час, необхідний для встановлення відхилення, стає неприпустимо великим. Для зменшення часу заспокоєння використовуються спеціальні пристрої – заспокоювачі.

Таким чином, незалежно від призначення аналогового електровимірювального приладу і від різновиду застосовуваного в ньому вимірювального механізму будь-який прилад містить спільні для всіх аналогових приладів вузли і елементи.

Це – відліковий пристрій, пристрої для створення протидіючого і заспокійливого моментів, опорний пристрій.

Крім того, загальними для всіх аналогових приладів є і технічні вимоги, які визначаються згідно ДСТУ.

Д/з C.р. №4 ( Маліновський ст. 60 – 64).

Відлікові пристрої

Відліковий пристрій засобу вимірювання обов’язково має шкалу нанесену на

циферблат приладу і вказівник.

Рис. 1

На шкали відлікового пристрою наносяться відмітки у вигляді коротких ліній, інтервал між якими називають поділкою шкали. Відмітки шкали, забезпечені числами, які називають числовими відмітками шкали. Шкали можуть бути рівномірними або нерівномірними. Якнайменше значення величини, що вимірюється, вказане на шкалі, називають початковим значенням шкали, найбільше – кінцевим.

Діапазон показів визначають за початковим і кінцевим значеннями шкали. Під діапазоном вимірювань розуміють область значень величини, для якої нормовані допустимі похибки засобу вимірювань.

При рівномірних шкалах звичайно діапазон показів і діапазон вимірювань збігаються. Нерівномірні шкали використовуються в приладах певного цільового призначення. На рис. 1 зображена шкала нерівномірного типу для вольтметра. Вольтметр з шкалою такого типу зручно застосовувати в пристроях, в яких можливі викиди напруги. В стаціонарному режимі вимірювана напруга невелика і вимірюється з високою точністю, оскільки початкова частина шкали розтягнута.
В приладах з нерівномірною шкалою діапазон показів не співпадає з діапазоном вимірювань. Для визначення діапазону вимірювань на шкалі звичайно ставлять крапки. Якщо найбільше значення діапазону вимірювань і діапазону показів співпадають, крапка ставиться тільки в початковій частині шкали, як показано на рис.1 (крапка на відмітці “5”).

Механічний покажчик приладу є стрілкою, кінець якої виконаний у формі що полегшує відлік показів. Залежно від форми вказівної частини, стрілки поділяють на клиновидні, ножеві та стержньові.

В лабораторних приладах підвищених класів точності застосовують відліковий пристрій з дзеркальною шкалою. На циферблаті (рис. 2) під шкалою встановлюється дзеркало 2. При відліку оператор суміщає стрілку 3 з її зображенням в дзеркалі. При цьому лінія спостереження складає з площиною дзеркала кут 90˚ що усуває похибку відліку, пов’язану з паралаксом.

Рис. 2

В приладах з світловим покажчиком на рухомій частині встановлюється дзеркальце. Промінь світла від мініатюрної лампи розжарювання відбивається від нього і утворює на матовому склі світлову відмітку. При повороті рухомої частини повертається дзеркало, змінюється кут віддзеркалення променя і положення світлової плями щодо шкали.