Измерительный прибор
Датчик — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
Сре́дство измере́ний — 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.
Вольтметр (вольт + греч. μετρεω «измеряю») — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.
Ме́ра физи́ческой величины́ (мера величины, мера) — средство измерений в виде какого-либо тела, вещества или устройства, предназначенное для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.
Упоминания в литературе
Метод непосредственной оценки основан на применении , показывающего значение измеряемой величины.
Статическим счетчиком называется , в котором ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой энергии.
Систематические ошибки имеют одинаковую тенденцию либо к уменьшению, либо к увеличению значения показателя признака. Это связано с тем, что измерения, например, производятся неисправным или ошибки являются следствием неясной формулировки вопроса программы наблюдения и др. Систематические ошибки представляют большую опасность, так как в значительной мере искажают результаты наблюдения.
Обеспечение сохранности собственности. Данная функция тесно связана с совершенствованием системы бухгалтерского учета и усилением его контрольной функции. Для реализации этой функции необходимы соответствующие предпосылки: наличие оборудованных складских помещений, контрольных и , мерной тары, расходомеров и др.
Связанные понятия (продолжение)
Амперме́тр (от ампер + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора.
Радиоизмери́тельные прибо́ры (электронные измерительные приборы, электронные средства измерений) — большая группа средств измерений, предназначенных для определения электрических, магнитных и электромагнитных величин, характеризующих работу радиотехнических и электронных устройств и систем. Исторически радиоизмерительные приборы (далее РИП) появились в результате развития электротехнических измерений, поэтому граница между группами радиоизмерительных и электроизмерительных приборов размыта.
Датчик давления — устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газа, пара). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.
Омме́тр (Ом + др.-греч. μετρεω «измеряю») — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока. Разновидности омметров: мегаомметры, гигаомметры, тераомметры, миллиомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений.
Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики. Применяется в основном для измерения температуры.
Потенцио́метр (от лат. potentia — «сила» и греч. μετρεω — «измеряю») — измерительный прибор, предназначенный для определения напряжения путём сравнения двух, в общем случае, различных напряжений или ЭДС с помощью компенсационного метода. При известном одном из напряжений позволяет определять второе напряжение.
Измерительный механизм — совокупность элементов средства измерений, которые обеспечивают необходимое перемещение указателя (стрелки, светового пятна и т. д.)
Электрова́куумный прибо́р — устройство, предназначенное для генерации, усиления и преобразования электромагнитной энергии, в котором рабочее пространство освобождено от воздуха и защищено от окружающей атмосферы непроницаемой оболочкой.
Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно измерительных приборов и другие средства измерений — меры, преобразователи, комплексные установки.
Ваттметр (ватт + др.-греч. μετρεω – «измеряю») — измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала.
Тензометрия (от лат. tensus — напряжённый и греч. μετρέω — измеряю) — совокупность экспериментальных методов определения механического напряжения детали, конструкции. Основана на определении деформаций или других параметров материала, вызванных механическим напряжением (например, двойного лучепреломления или вращения плоскости поляризации света в нагруженных прозрачных деталях).
Промышленная автоматика — общее название разнообразных механических, электрических, пневматических, гидравлических и электронных устройств, применяемых для автоматизации технологических процессов, дискретных, непрерывных и гибридных производств — ТЭЦ, конвейеров, станков с числовым программным управлением, промышленных роботов, зданий, а также транспортных средств и транспортной инфраструктуры, систем логистики.
Гальвано́метр (от фамилии учёного Луиджи Гальвани и слова др.-греч. μετρέω — «измеряю») — высокочувствительный прибор для измерения силы малых постоянных электрических токов. В отличие от обычных микроамперметров шкала гальванометра может быть проградуирована не только в единицах силы тока, но и в единицах напряжения, единицах других физических величин. Шкала может иметь условную, безразмерную градуировку, например, при использовании в качестве нуль-индикаторов.
Манометр (греч. manós — «неплотный» и metréō — «измеряю») — прибор, измеряющий давление жидкости или газа.
Вакуумме́тр (от вакуум и греч. metreo — измеряю) — вакуумный манометр, прибор для измерения давления разрежённых газов.
Расходоме́р — прибор, измеряющий объёмный расход или массовый расход вещества, то есть количество вещества (объём, масса), проходящее через данное сечение потока, например, сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство (счётчик) и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его называют счётчиком-расходомером.
Тензорези́стор (от лат. tensus — напряжённый и лат. resisto — сопротивляюсь) — резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации. Тензорезисторы используются в тензометрии. С помощью тензорезисторов можно измерять деформации механически связанных с ними элементов. Тензорезистор является основной составной частью тензодатчиков, применяющихся для косвенного измерения силы, давления, веса, механических напряжений, крутящих моментов и пр.
Метроло́гия (от греч. μέτρον «мера» + λόγος «мысль; причина») — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты.
Частотоме́р — радиоизмерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.
Фототранзи́стор — оптоэлектронный полупроводниковый прибор, вариант биполярного транзистора. Отличается от обычного биполярного транзистора тем, что полупроводниковый базовый слой прибора доступен для воздействия внешнего оптического облучения, за счёт этого ток через прибор зависит от интенсивности этого облучения.
Анализа́тор спе́ктра — прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.
Класс точности — обобщённая характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений.
Терморези́стор (термистор, термосопротивление) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры.
Чувстви́тельность — способность объекта реагировать определённым образом на определённое малое воздействие, а также количественная характеристика этой способности.
Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока через него. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока. В электромагнитах, предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь (подвижная часть магнитопровода), передающий усилие.
Измерение давления необходимо для управления технологическими процессами и обеспечения безопасности производства. Кроме того, этот параметр используется при косвенных измерениях других технологических параметров: уровня, расхода, температуры, плотности и так далее. В Международной системе единиц (СИ) за единицу давления принят паскаль (Па).
Сигнал — материальное воплощение сообщения для использования при передаче, переработке и хранении информации.Сигна́л — код (символ, знак), созданный и переданный в пространство (по каналу связи) одной системой, либо возникший в процессе взаимодействия нескольких систем. Смысл и значение сигнала проявляются после регистрации и интерпретации в принимающей системе.
Ква́рцевый генера́тор — автогенератор электромагнитных колебаний с колебательной системой, в состав которой входит кварцевый резонатор. Предназначен для получения колебаний постоянной частоты с высокой температурной и временно́й устойчивостью, низким уровнем фазовых шумов.
Тахеометр (от др.-греч. ταχύς, род. пад. ταχέος — «быстрый») — геодезический инструмент для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов. Близок к классу неповторительных теодолитов, используется для определения координат и высот точек местности при топографической съёмке местности, при разбивочных работах, выносе на местность высот и координат проектных точек, прямых и обратных засечек, тригонометрического нивелирования и так далее.
Пьезоэлектри́ческие преобразова́тели — устройства, использующие пьезоэлектрический эффект в кристаллах, керамике или плёнках и преобразующие электрическую энергию в механическую и наоборот.
Реле́ вре́мени — реле, предназначенное для создания независимой выдержки времени и обеспечения определённой последовательности работы элементов схемы. Реле времени применяется в случаях, когда необходимо автоматически выполнить какое-то действие не сразу после появления управляющего сигнала, а через установленный промежуток времени.
Показывающее устройство (англ. indicating device) — совокупность элементов средства измерений, которые обеспечивают визуальное восприятие значений измеряемой величины или связанных с ней величин.
Измери́тельный преобразова́тель — техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором. ИП или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы и др.), или применяется вместе с каким-либо средством измерений.
Осцилло́граф (лат. oscillo — качаюсь + греч. γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.
Датчик угла поворота (сокр. ДУП) — устройство, предназначенное для преобразования угла поворота вращающегося объекта (вала) в цифровые или аналоговые сигналы, позволяющие определить угол его поворота.
Упоминания в литературе (продолжение)
Использование натуральных измерителей обеспечивается (весы, электросчетчики, водомеры, газомеры, мерная тара и т. д.).
● Необходимо следить за состоянием измерительной оснастки контрольных стендов, как и за всеми .
В домашних условиях блок питания можно починить, если вы имеете достаточный опыт в ремонтных делах и знакомы с основами радиоэлектроники. Если вы совсем новичок в этом деле, то максимум, что вы сможете сделать, – проверить предохранитель и внешне осмотреть компоненты блока питания. Чтобы точно определить неисправное звено, следует вооружиться .
К ЭМП промышленной частоты (50 Гц) относят линии электропередач, открытее распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, . Длительное действие таких полей приводит к расстройствам, которые выражаются жалобами на головную боль в височной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. А для хронического воздействия такого ЭМП характерны нарушение ритма и замедление частоты сердечных сокращений, при этом наблюдаются функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови.
2. Пока за квантами не наблюдают и их не измеряют, у них нет определенных характеристик, они существуют в нескольких состояниях одновременно. Эти состояния не реальны, а виртуальны – кванты способны их принимать, когда их наблюдают или измеряют. Наблюдатель или как будто вылавливают квант из моря возможностей. Когда квант покинул море, он становится реальным, а не просто виртуальным, но мы никогда не можем знать заранее, каким зверем из всех возможных он станет. Возможно, квант может самостоятельно выбирать свое реальное состояние среди виртуальных.
В последние десятилетия в развитых в научно-техническом отношении странах применительно к разным отраслям производства предлагаются многочисленные способы и методы количественного измерения и оценки качества различных видов продукции и услуг, с помощью которых оценивают качество автомобилей и торговой упаковки, пищевых продуктов и электродвигателей, жилой квартиры и оружия, мебели и , обуви и прохладительных напитков, образования и коммунального обслуживания и т. д.
Измерительные приборы позволяют
определить температуру, давление, расход
жидкостей и газов, электрические и
многие другие величины, необходимые
для оценки состояния вещества или
процесса.
Измерительные
приборы классифицируют по целому
ряду признаков.
В
зависимости от рода измеряемой величины
выпускают средства
измерения температуры, давления,
расхода жидкостей и; газов,
электрических величин и других
параметров.
Один из классификационных признаков —
принцип действия средства измерения,
т. е. физический закон или явление,
используемое для получения результата
измерения. Этот принцип часто отражается
в наименовании средства измерения,
например термометр жидкостной, или
манометр пружинный, или ваттметр
электродинамический.
В зависимости от способа
получения числового значения измеряемой
величины выпускают аналоговые
приборы, в которых
отсчет ведется по шкале, и цифровые,
снабженные цифровым
отсчетным устройством. Кроме того,
показания могут быть записаны на
диаграмме (самопишущие приборы) или
печататься в процессе измерения в
цифровой форме (печатающие приборы).
Имеются и другие классификационные
признаки, например габариты приборов,
отношение к вибрациям и др.
При изложении вопросов теории измерительных
устройств и основ их проектирования, а
также при описаниях типовых конструкций
измеряемые параметры будут называться
измеряемыми величинами, а выходные
сигналы измерительных устройств —
измерительными сигналами. В
соответствии с этим допустима
классификация измерительных устройств
как по измеряемым- величинам, так и по
измерительным сигналам.
Для измерительных
устройств принята классификация по
измеряемым величинам, а для их
преобразователей, формирующих
выходной сигнал — измерительный
сигнал, классификация производится
по видам процесса преобразования
промежуточных величин в измерительный
сигнал.
В таблице 1 приведены наиболее
распространенные измеряемые величины
и соответствующие им измерительные
сигналы.
Таблица 1 – Основные измеряемые величины
и измерительные сигналы
Число типов этих сигналов ограничено.
В целях унификации вводятся также
определенные ограничения и на
характеристики измерительных
сигналов, например, по амплитуде. Все
это способствует уменьшению числа
применяемых в регуляторах и системах
управления типов управляющих
устройств, обеспечивая необходимую
взаимозаменяемость. По своей структурной
схеме все измерительные устройства,
независимо от физической природы
измеряемой величины, можно разделить
на простые и сложные. К первым относятся
все измерительные устройства, состоящие
из одного первичного преобразователя.
Ко вторым следует отнести измерительные
устройства, в состав которых входит
несколько преобразователей, иногда
совершенно различных. В простых
измерительных устройствах один и тот
же преобразователь служит как для
восприятия изменений измеряемой
величины, так и для формирования
измерительного сигнала. В сложных
измерительных устройствах функции
различных преобразователей разграничены.
Как правило, один из них используется
в качестве чувствительного элемента,
обеспечивая тем самым восприятие
измеряемой величины. Ряд других служит,
в зависимости от полной функции
преобразования, как для осуществления
промежуточных преобразований, так и
для формирования измерительного сигнала.
Применяются также и комплексные
измерительные устройства, состоящие
из ряда различных измерительных
устройств, объединяемых в единый
комплекс. Комплексные измерительные
устройства реализуют обычно методы
косвенных измерений и используются при
регулировании и управлении сложными
объектами. В таких измерительных
устройствах измерительный сигнал
формируется на базе измерений нескольких
величин, каждая из которых, рассматриваемая
отдельно, не содержит необходимой для
осуществления регулирования или
управления информации.
Все измерительные приборы могут быть
разделены на аналоговые и цифровые. В
аналоговом измерительном приборе
показания являются непрерывной функцией
изменений измеряемой величины.
Цифровой измерительный прибор
автоматически вырабатывает дискретные
сигналы измерительной информации,
а его показания представлены в цифровой
форме.
В зависимости от выполняемых функций
различают: показывающие измерительные
приборы, допускающие только отсчитывание
показаний; регистрирующие измерительные
приборы, в которых предусмотрена
регистрация показаний; самопишущие
измерительные приборы, в которых
регистрация показаний осуществляется
путем записи в форме диаграмм.
Измерительный прибор может содержать
узлы или элементы для выполнения
регулирования, сигнализации и т. п. В
этом случае его называют регулирующим
измерительным прибором, сигнализирующим
измерительным прибором.
Аналоговые измерительные приборы
К этой группе относят приборы, показания
которых являются непрерывными
функциями изменений измеряемых
величин.
По способу представления показаний
различают
– показывающие АИП, позволяющие только
отсчитывать показания;
– регистрирующие АИП, дающие возможность
фиксировать значение измеряемого
параметра. Регистрирующий АИП, в
котором предусмотрена запись показаний
в форме диаграммы, называется
самопишущим измерительным прибором.
По назначению АИП делятся на приборы
для измерения тока, напряжения,
мощности, параметров электрических
цепей, частоты электрического тока,
сдвига фаз, напряженности поля,
зарядов и т. д.
По принципу действия их подразделяют
на электромеханические (электромагнитные,
электродинамические, ферродинамические,
индукционные, электростатические,
выпрямительные, термоэлектрические)
и электронные (осциллографы, электронные
вольтметры). В аналоговых электромеханических
измерительных приборах электрическая
энергия, подведенная к прибору
непосредственно из измеряемой
цепи, преобразуется в механическую
энергию углового перемещения подвижной
части относительно неподвижной. Угол
поворота подвижной части связан с
измеряемой величиной уравнением
шкалы прибора.
Электронные приборы представляют собой
многоэлементные электронные
устройства. К ним относятся осциллографы,
электронные вольтметры.
По роду тока различают АИП постоянного
тока, переменного тока и универсальные.
Кроме перечисленных, в качестве
классификационных признаков АИП могут
выступать такие характеристики, как
условия эксплуатации, устойчивость к
механическим воздействиям, габаритные
размеры, форма корпуса, способ
установки и т. л.
Цифровые измерительные приборы
Цифровым измерительным прибором(ЦИП) называется средство измерения,
«автоматически вырабатывающее дискретные
сигналы измерительной информации,
показания которого представлены
в цифровой форме» (ГОСТ 16263—70).
В отличие от аналоговых приборов в ЦИП
обязательно автоматически выполняются
следующие операции: квантование
измеряемой величины по уровню;
дискретизация ее по времени; кодирование
информации.
Отечественная и зарубежная промышленность
выпускает большое количество цифровых
измерительных приборов, отличающихся
видом измеряемой физической величины,
точностью, быстродействием, формой
представления выходной информации и
т. д. В связи с этим целесообразно
классифицировать ЦИП по наиболее
существенным признакам, что, с одной
стороны, облегчит изучение схем приборов,
а с другой — позволит обоснованно
выбрать тип прибора для измерения
необходимой физической величины в
каждом конкретном случае.
В качестве классификационных признаков
примем вид измеряемой величины и способ
преобразования, определяющие такие
важные характеристики, как точность
и быстродействие.
По виду входных физических величин
объединим ЦИП в следующие основные
группы приборов для измерения:
временных параметров (частоты, периода,
временного интервала, фазы);
постоянного напряжения (тока);
параметров R, L,
С электрических цепей;
пространственных параметров (перемещения
и углам поворота).
Разновидностью ЦИП, входящих в названные
группы, являются ЦИП с микропроцессорами
и цифровые осциллографы.
В зависимости от способа преобразования
ЦИП делятся на приборы прямого и
уравновешивающего преобразования.
Рисунок 2 – Временная диаграмма раз-
Рисунок 3 – Временная диа
вертывающего уравновешивания
грамма следящего уравновешивания
В ЦИП прямого преобразования отсутствует
общая обратная связь. Они имеют
высокое быстродействие, но обеспечивают
высокую точность измерений только при
высокой точности всех измерительных
преобразователей.
Цифровой измерительный прибор
уравновешивающего преобразования
охвачен общей обратной связью.
Преобразователь обратной связи
представляет собой цифро-аналоговый
преобразователь (ЦАП) выходного
дискретного сигнала в компенсирующую
величину хк одной
физической природы с измеряемой величинойx(t).
Погрешность ЦИП уравновешивающего
преобразования, так же как и аналоговых
измерительных приборов, охваченных
отрицательной обратной связью, мало
зависит от погрешностей преобразователей
цепи прямого преобразования, а
определяется в основном параметрами
ЦАП. Поэтому в ЦАП используются
элементы достаточно высокой точности
и стабильности.
В зависимости от характера изменения
во времени компенсирующей величины
хк ЦИП делятся на
приборы развертывающего и следящего
уравновешивания. Примером ЦИП первого
типа являются приборы, в которых
значение компенсирующей величиныхк
в каждом цикле измерения возрастает
от нуля ступенями, равными шагу квантования
(рисунок 2). При достижении равенствахк=х процесс
уравновешивания прекращается и
фиксируется результат измерения,
равный числу ступеней квантования
компенсирующей величины. Отсчет
показаний обычно производится в конце
цикла изменения величиныхк.
В этом случае возникает динамическая
погрешность.
∆д, обусловленная изменением измеряемой
величины x'(t)
за интервал времени между моментами
уравновешивания и отсчета. В приборах
следящего уравновешивания (рисунок 3)
уровень компенсирующей величины не
возвращается к нулю после достижения
равенства с измеряемой величиной, а
остается постоянным. При изменениих
величинахк соответственно
отрабатывает (отслеживает) это изменение
так, чтобы разностьх —хк
не превышала значения шага квантования.
Отсчет производится или в момент
уравновешивания, или по внешним
командам.
Следящее уравновешивание сложнее в
технической реализации, но при прочих
равных условиях обеспечивает меньшую
динамическую погрешность, которая не
превышает шага квантования.
По виду выходного дискретного сигнала
ЦИП и АЦП делятся на приборы с двоичной,
десятичной и двоично-десятичной
формами представления информации.
Двоичная форма является самой экономичной
и используется в основном для
представления информации в системных
АЦП. В ЦИП применяется двоично-десятичная
форма, которая легко преобразуется в
десятичный цифровой отсчет.
Существует несколько классификаций:
Приборы для измерения и контроля
теплоэнергетических величин
Приборы для измерения и контроля
температуры
В автоматических системах измерение и
контроль температуры осуществляют
на основе измерения физических
свойств тел, функционально связанных
с температурой последних. Приборы
для измерения и контроля температуры
по принципу действия могут быть
разделены на следующие группы:
А. Термометры для измерения
температуры контактным методом.
- Термометры расширения, измеряющие
температуру по тепловому расширению
жидкости (жидкостные) или твердых
тел (дилатометрические, биметаллические). - Манометрические термометры и
преобразователи, использующие
зависимость между температурой и
давлением газа (газовые) или
насыщенных паров жидкости
(конденсационные). - Термоэлектрические преобразователи
(ТП), работающие в комплекте со
вторичными приборами или измерительными
преобразователями; принцип действия
основан на измерении термоэлектродвижущей
силы (термоЭДС), развиваемой
термопарой (спаем) из двух различных
проводников (термоЭДС зависит от
разности температур спая и свободных
концов ТП, присоединяемых к
измерительной схеме). - Термопреобразователи сопротивления
(ТС), работающие в комплекте со
вторичными приборами или измерительными
преобразователями различного типа;
используют изменение электрического
сопротивления материалов (металлов,
полупроводников) в зависимости от
изменения температуры.
Б. Пирометры для измерения
температуры бесконтактным методом.
- Яркостные пирометры, измеряющие
температуру по яркости нагретого тела
на данной длине волны. - Радиационные пирометры для измерения
температуры по тепловому действию
лучеиспускания накаленного тела во
всем спектре длин волн.
Приборы для измерения и контроля
давления и разности давлений
Приборы для измерения давления и разности
давлений называются манометрами.
В зависимости от вида и значения
измеряемого давления,
ониподразделяются на барометры,
манометры избыточного давления,
вакуумметры и манометры абсолютного
давления. Манометры, предназначенные
для измерения давления или разрежения
в диапазоне до 40 кПа, называются
напоромерами и тягомерами. Тягонапоромеры
имеют двустороннюю шкалу с пределами
измерения до ±20 кПа. Дифференциальные
манометры применяют для измерения
разности давлений. В зависимости от
принципа, используемого для преобразования
силового воздействия давления на
чувствительный элемент в показания
или пропорциональные изменения другой
физической величины, наиболее часто
применяемые средства измерения давления
подразделяются на жидкостные,
деформационные, электрические,
ионизационные и грузопоршневые.
Приборы для измерения и контроля
расхода и количества вещества
Из всех измерительных приборов расходомеры
отличаются наибольшим разнообразием.
Общим для расходомеров является наличие
преобразователей — устройств,
непосредственно воспринимающих
измеряемый расход. Преобразователь
работает совместно с прибором, который
выдает показания. Наименование
расходомера
чаще всего отражает
либо принцип его действия (электромагнитный
расходомер),
либо вид преобразователя расхода
(поршневой
расходомер).
Кроме того, в название входит и род
измеряемого вещества,
например: расходомер воды, расходомер
нефти, счетчик газа и
т. д.
В зависимости от принципа действия
наиболее часто применяемые в народном
хозяйстве расходомеры и счетчики
жидкости, газа и пара могут быть
классифицированы следующим образом.
1. Расходомеры переменного перепада
давления. Принцип действия этой
группы расходомеров основан на
зависимости перепада давления,
создаваемого неподвижным устройством,
устанавливаемым в трубопроводе, или
элементом трубопровода, от
расхода
вещества.
К расходомерам переменного перепада
давления относятся расходомеры:
– с сужающим устройством (принцип действия
основан на зависимости перепада
давления, образующегося в сужающем
устройстве в результате частичного
перехода потенциальной энергии потока
в кинетическую, от расхода);
– с гидравлическим сопротивлением
(принцип действия основан на зависимости
перепада давления, образующегося на
гидравлическом сопротивлении, от
расхода);
– с напорным устройством (принцип действия
основан на зависимости перепада
давления, создаваемого напорным
устройством в результате перехода
кинетической энергии струи в
потенциальную, от расхода);
– центробежные (принцип действия основан
на зависимости давления, образующегося
на закруглении трубопровода в
результате действия центробежных
сил в потоке, от расхода);
– струйные (принцип действия основан на
зависимости перепада давления,
образующегося при ударе струи, от
расхода) и др.
- Расходомеры переменного уровня. У этих
приборов уровень жидкости в сосуде
при свободном истечении ее через
отверстие в дне или боковой стенке
сосуда зависит от расхода. - Расходомеры обтекания. У этих приборов
перемещение тела, воспринимающего
динамическое давление обтекающего
его потока, зависит от расхода
вещества. К расходомерам обтекания
относятся
расходомеры постоянного перепада
давления (ротаметры, поплавковые,
пружинные), поплавковопружинные, с
поворотной лопастью. - Тахометрические расходомеры (принцип
действия основан на зависимости скорости
движения тела, установленного в
трубопроводе, от расхода вещества).
В эту группу входят: 1) камерные
расходомеры
с одним или несколькими подвижными
элементами, отмеривающими при своем
движении определенные объемы жидкости
или газа; к камерным расходомерам
относятся шестерен
чатые (с
вращающимися шестернями), лопастные
(с лопастями, совершающими сложное
вращательно-поступательное движение),
поршневые, роторные (с вращающимися
роторами), винтовые (с роторами винтовой
формы), кольцевые (с кольцевым поршнем,
катящимся внутри цилиндрической камеры
и одновременно движущимся вдоль
перегородки) и др.; 2) турбинные с
вращающейся крыльчаткой; 3) шариковые
с движущимся шариком.
- Электромагнитные расходомеры (принцип
действия основан на зависимости
результата взаимодействия движущейся
жидкости с магнитным полем от
расхода). - Акустические расходомеры, создающие
зависимый от расхода акустический
эффект в потоке; к этой группе приборов
относятся ультразвуковые расходомеры,
использующие звуковые
колебания
частотой свыше 2 х 104Гц. - Вихревые расходомеры (принцип действия
основан на зависимости частоты
колебаний, возникающих в потоке в
процессе вихреобразования, от расхода).
Кроме перечисленных, существует большое
число расходомеров и счетчиков жидкости,
газа и пара, принципы действия которых
основаны на других зависимостях
(например, тепловые, оптические,
ионизационные, меточные, парциальные
и др.).
Термины и определения основных понятий,
применяемых в области приборов для
измерения расхода и количества жидких
и газообразных сред, установлены ГОСТ
15528—70
Приборы для измерения и контроля
уровня
Приборы для измерения уровня имеют
разные принципы действия, конструктивное
исполнение и условия эксплуатации,
что необходимо учитывать при их выборе
для автоматизации конкретного
технологического процесса.
1. Уровнемеры поплавковые
Уровнемеры поплавковые с пружинным
уравновешиванием УДУ-10 предназначены
для местного и дистанционного контроля
уровня нефти и нефтепродуктов в различных
резервуарах, емкостях и технологических
аппаратах.
Уровнемеры классифицируются в зависимости
от типа резервуара, диапазона измерения
и числа оборотов выходного вала на 1 м
уровня
2. Уровнемеры дифманометрические
Для измерения уровня жидкостей,
находящихся под атмосферным, избыточным
или вакуумметрическим давлением,
используют манометры дифференциальные;
сильфонные ДСП и ДСС, мембранные
электрические ДМЭУ-МИ, преобразователи
измерительные разности давления
пневматические 13ДД11, преобразователи
гидростатического давления
«Сапфир-22ДГ» и разности давлений
«Сапфир-22ДД», «Сапфир-22ДД-Ех».
Приборы для измерения и контроля
физических свойств и химического
состава веществ
– приборы для измерения и контроля
химического состава и физических
свойств газов
– приборы для измерения и контроля
химического состава и физических
свойств жидкостей
Например. электрохимические
потенциометрические приборы предназначены
для измерения активности ионов в
растворах электролитов и
окислительно-восстановительных
потенциалов (Eh) различных
сред.
Хроматографы и масс-спектрометры
Хроматографы и масс-спектрометры
являются наиболее совершенными
средствами для анализа веществ.
Хроматографы предназначены для
качественного анализа газовых и жидких
смесей и позволяют вести технологический
процесс по качественным показателям,
масс-спектрометры — для определения
изотопного и молекулярного состава
веществ независимо от их химических и
физических свойств.
Весовые устройства и дозаторы
– весы — прибор для измерения массы
путем использовании эффекта гравитационных
сил. По принципу действия весы подразделяют
на рычажные, пружинные, гидравлические,
гидростатические и электротензометрические.
По степени автоматизации весы по
разделяют на следующие типы: весы с
автоматическим уравновешиванием; весы
с дистанционной передачей и регистрацией
показании автоматические порционные
весы; автоматические порционные дозаторы;
автоматические весы непрерывного
действия; автоматические сортировочные
весы.
Ряд весов представляет собой сложные
механизмы, которые служат для подачи и
взвешивания грузов, регистрации результат
сигнализации отклонения от заданных
технологических норм.
В связи с большим разнообразием
технологических процессе используют
различные типы весоизмерительных
приборов. Широкое распространение
получили новые методы взвешивания и
новь типы приборов, например весы с
циферблатным указателем. И применение
в несколько раз ускоряет процесс
взвешивания, та как отпадает необходимость
использования гирь и подсчетов результатов
взвешивания. Груз на таких весах
уравновешиваете автоматически, результат
взвешивания определяется по шкал Кроме
того, циферблатные весы при встраивании
их в технологические линии позволяют
использовать циферблатный указатель
качестве датчика при автоматизации
процесса, допускают присоединение
различных печатающих и счетных аппаратов
для регистрации показаний весов.
По назначению весоизмерительные приборы
разделяют на следующие пять основных
групп:
1) общего назначения, широко применяется
во всех отраслях промышленности,
транспорте: настольные весы с пределом
взвешивания 50 кг, платформенные
передвижные — от 50 кг до 6 т, стационарные
платформенные (автомобильные, вагонные)
– от 5 до 200 т. Весы этой группы имеют
коромысловый указательный прибор с
применением гирь, с коромыслами шкального
типа и с циферблатными указательными
приборами. Для автоматизации процессов
взвешивания применяют печатающие
регистрирующие устройства, обеспечивающие
дистанционную передачу показаний весов.
Некоторые типы весов выпускают со
счетно-решающим устройством.
2) технологические, объединяют
технологические весы для различных
отраслей промышленности в однотипных
технологических процессах (например,
автоматические весы для взвешивания
сыпучих материалов), специальные
весы для определенных грузов, промышленные
дозирующие устройства периодического
и непрерывного действия, дозаторы для
развески и упаковки материалов.
3) лабораторные, к ним относятся
лабораторные весы различных типов.
Выделение их в отдельную группу
объясняется особыми условиями и методами
взвешивания, а кроме того, требуемой
высокой точностью.
4) специальных измерений, приборы,
служащие не для определения массы,
а измерения других параметров, например
подсчета деталей или изделий и т. п.
5) метрологические, это – метрологические
весы для проведения поверочных работ.
К конструкции этих весов предъявляются
высокие требования, присущие поверочным
приборам.
Основными элементами оптико-механических
приборов являются оптические линзы
и системы линз, которые образуют
оптическую систему.
Оптические приборы подразделяют на
определенные группы: телескопические
приборы (бинокли, зрительные трубы,
дальномеры); микроскопы; проекционные
приборы; кино- и фотоаппараты; специальные
приборы; оптико-электронные приборы.
Широкое применение получили приборы
смешанного типа, использующие принципы
действия разных групп оптических
приборов, например, стереопроекторы,
спектрофотографы, микропроекторы и
т. д.
Электроизмерительные приборы
Электрические измерения занимают особое
место в измерительной технике.
Во-первых, они показывают значения
не только электрических и магнитных
величин, но и неэлектрических после
преобразования их в электрические,
например температуры, давления,
расхода жидкостей и газов. Во-вторых,
они позволяют автоматизировать,
контролировать и регулировать
различные процессы практически
независимо от расстояния.
Наиболее употребительные электрические
величины и их единицы: сила
электрического тока — ампер (А);
напряжение — вольт (В); сопротивление
— ом (Ом); мощность — ватт (Вт); частота
— герц (Гц); количество электричества
— кулон (Кл); емкость — фарада (Ф).
Электроизмерительные приборы служат
для получения значения измеряемой
величины, которое непосредственно
воспринимается наблюдателем. В настоящее
время измеряют более 50 электрических
величин, для чего используют приборы,
отличающиеся конструкцией, классами
точности и другими признаками, по которым
их можно классифицировать на
определенные группы.
По роду измеряемой величины приборы
делят на амперметры, вольтметры,
омметры, ваттметры и др. Однако
следует учесть, что это деление условно,
так как некоторые электрические
величины могут определяться косвенно,
например электросопротивление
из данных амперметра и вольтметра.
Кроме того, имеются приборы, которыми
можно определить несколько электрических
величин. Наиболее массовые из всех
электроизмерительных приборов —
амперметры и вольтметры. Амперметрами
измеряют силу электрического тока,
вольтметрами — напряжение. Их
конструктивные схемы отличаются
лишь внутренним сопротивлением, которое
у амперметров должно быть возможно
более низким, а у вольтметров, наоборот,
высоким, чтобы не вносить изменения в
режим работы цепи.
Для измерения малых токов, напряжений
и их соотношений, а также для точного
установления отсутствия тока в цепи
используют гальванометры, отличающиеся
высокой чувствительностью. Их часто
применяют также в качестве так называемых
нуль-индикаторов. В тех случаях,
когда необходимо устранить влияние
колебаний напряжения источника тока
на показания прибора (например, при
электрических измерениях неэлектрических
величин), применяютлогометры,
показания которых пропорциональны
отношению электрических величин.
По способу представления измеряемого
значения электроизмерительные
приборы делят на аналоговые и
цифровые. Аналоговые приборы имеют
шкалу и указатель (стрелку или световое
пятно) значения измеряемой величины,
цифровые выдают значения этой величины
в цифровой форме. Приборы, фиксирующие
изменение электрической величины
во времени, называютрегистрирующими.
По способу записи этой величины их
делят насамопишущие (запись
чернилами, пастой, карандашом и другими
средствами, образующими видимую
диаграмму),осциллографы (запись
световым лучом на светочувствительном
материале),магнитографы (запись
электромагнитным полем на магнитной
ленте).
В зависимости от
метода измерения различают приборы
непосредственной оценки и приборы
сравнения. В технике чаще применяют
приборы непосредственной оценки. Они
проще, дешевле, требуют
меньше времени для получения результата
измерения, однако
менее точные, чем приборы сравнения.
В приборах
непосредственной оценки измеряемая
величина определяется
непосредственно по отсчетному
устройству в результате действия
измерительного механизма прибора. В
настоящее время наиболее
широко используют приборы с
магнитоэлектрическим, ферродинамическим,
электродинамическим, электростатическим
и индукционным
измерительными механизмами. Все они
являются
электромеханическими,
так как основаны
на преобразовании измеряемой
электрической
величины во вращающий
момент, действующий
на подвижную деталь прибора
(рамку-катушку,
сердечник, диск или др.),
связанную с указателем
этой величины.
Наиболее распространены
приборы с магнитоэлектрическим
механизмом (рис.
4), основанным на взаимодействии
поля постоянного
магнита 1 с измеряемым током, протекающим
по проводнику. Чтобы
увеличить силу этого взаимодействия,
которая повышается с увеличением длины
проводника, последний выполняют в
виде рамки или
катушки с несколькими витками. При
прохождении тока подвижная
рамка 2
поворачивается
в магнитном поле, причем угол
ее поворота прямо пропорционален
силе тока. Магнитоэлектрические
механизмы отличаются высокой
чувствительностью, малым собственным
потреблением мощности, высокой
точностью, малой восприимчивостью
к воздействию внешних магнитных
полей благодаря
собственному сильному магнитному полю,
равномерной шкалой.
Такие механизмы наиболее выгодно
использовать для измерения
малых токов и напряжений в микроамперметрах,
гальванометрах,
милливольтметрах, логометрах.
Для измерения больших токов
в измерительную цепь последовательно
подключают шунт
-добавочный
проводник, имеющий небольшое
сопротивление. При этом
большая часть измеряемого тока проходит
через шунт, а меньшая через амперметр,
который подключается параллельно шунту.
Шунты могут
находиться как внутри прибора, так
и вне его.
