Понятие об измерении

1.

ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРЕНИИ
Измерение –
нахождение физической величины
опытным путем с помощью специальных
технических средств
Прямое измерение –
непосредственное сравнение.
Например: длина, вес, давление
Косвенное измерение – искомое
значение измеряемой величины
определяют по математической.
Например:
высота полета
барометрические
высотомеры
радиотехнические
высотомеры

2.

ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Точность измерения – качество
измерения, это близость результатов
измерения к истинному значению
измеряемой величины.
Погрешность измерения –
отклонение результата измерения от
истинного значения измеряемой
величины.
ВИДЫ ПОГРЕШНОСТЕЙ
Методические погрешности –
обусловлены косвенным методом
измерения, т.к. математическую
зависимость измеряемой величины сложно
реализовать в конструктивном исполнении.
Инструментальные погрешности –
обусловлены качеством изготовления
изделия.
Систематические погрешности –
Случайные погрешности –
Абсолютная погрешность
x = xизм – х0
где xизм – измеренное значение,
х0 – истинное значение.
Цель расчета определение поправки.
П = - x
Относительная погрешность
= x / х0 * 100%
Цель расчета определение точности измерения.
Приведенная погрешность
пр= x / хmax * 100%
Цель расчета определение класса точности
измерительного прибора.

3.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ПРИБОРА
x
ДАТЧИК
ЧЭ
ПЭ
Датчик – воспринимает
измеряемую величину и
формирует её в виде
электрического сигнала.
ЧЭ – чувствительный
элемент: часть датчика,
находящаяся под
непосредственным
воздействием измеряемой
величины.
ПЭ – преобразовательный
элемент: часть датчика,
преобразующая измеряемую
неэлектрическую величину в
электрическую.
Конструктивно датчик может
состоять только из ПЭ,
который одновременно
является ЧЭ.
y
Электрическая
измерительная
схема (ЭИС)
Uвых
Устройство
отображения
информации
(УОИ)
Достоинства ЭИС:
x – входной сигнал, это
измеряемая физическая
- возможность передачи
величина (перемещение,
сигнала на большие расстояния;
температура, давление и др.)
- простота преобразования и
y – выходной сигнал, это
измерения;
электрический параметр (R, I, U
- возможность совместной
и др.)
работы с ЭВМ.
Uвых. – напряжение выхода.
ЭИС работают на:
УОИ бывают:
- постоянном токе;
- стрелочные;
- переменном токе.
ЭИС бывают:
- с последовательным
преобразованием сигнала;
- с компенсационным
преобразованием сигнала
(следящие).
Uвых
0
- цифровые;
max
0
1
- электронно-лучевые;
- мониторы ЭВМ.
2
3

4.

5.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОСТОВЫЕ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ
Принцип работы мостовых измерительных схем основан на условии равновесия моста:
произведение сопротивлений противоположных плечей моста равны.
С последовательным
преобразованием сигнала
R1
С компенсационным преобразованием
сигнала (следящие)
R2
R2
R1
Uвых
Uвых
R3
U0
R4
U0 – напряжение питания
R1, R2, R3, R4 – плечи моста
R1 = R2 = R3 постоянные сопротивления
R4 – переменное сопротивление (датчик)
Uвых = 0 при условии равновесия моста:
R1*R4 = R2*R3
U0
R3
RОС
У
ИД
УОИ
R4
У – усилитель
ИД – исполнительный двигатель с редуктором
RОС – сопротивление обратной связи, ROC=Rx+Ry
УОИ – устройство отображения информации
Uвых = 0 при условии равновесия моста:
R1*(R4+Ry) = R2*(R3+Rx)

6.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ
Параметрические ПЭ – пассивные, т.к. работают с источниками питания
постоянного или переменного тока.
x
Входной
сигнал
ПЭ
y
Выходной
сигнал
1. Потенциометрические:
x,
ПП
R, Uвых
вх. сигнал – перемещение линейное Х
– перемещение угловое
вых. сигнал – изменение R, Uвых
2. Терморезисторные:
Генераторные ПЭ не
требуют источника питания,
т.к. сами вырабатывают ЭДС,
т.е. являются активными, это:
t
ТР
вх. сигнал – температура
вых. сигнал – изменение R, Uвых
R, Uвых
Тензо
R
R, Uвых
ДЖМ
R, Uвых
5. Емкостные
x,
Емк.
С, Uвых
- индукционные с
вихревыми токами;
6. Индуктивные
x,
Инд.
L, Uвых
- пьезоэлектрические;
7. Взаимоиндуктивные
x,
Вз.
инд.
M, Uвых
- фотоэлектрические
вентильные.
8. Фотоэлектрические
ф
ФЭ
Iф
- термоэлектрические
(термопары);
3. Тензорезисторные
p
Давление
4. Электролитические
9. Магнитные (элемент Холла, магнитосопротивления, феррозонды)
10. Ультразвуковые