Метрология-учебник. Задачи интенсификации производства, стоящие перед промышленностью и наукой нашей страны, требуют создания новых и совершенствования имеющихся технологических процессов и материалов, строгого контроля качества продукции
 Скачать 1.92 Mb.
|
ПРЕДИСЛОВИЕЗадачи интенсификации производства, стоящие перед промышленностью и наукой нашей страны, требуют создания новых и совершенствования имеющихся технологических процессов и материалов, строгого контроля качества продукции. Возрастает роль измерений как в научном эксперименте, так и на производстве. Это в полной мере относится к измерениям электрических и неэлектрических величин, методы которых имеют широкую область применения, отличаются универсальностью, быстродействием, совместимостью с новыми техническими средствами. Новые возможности открылись перед измерительной техникой после появления микропроцессоров, применение которых позволило не только существенно увеличить точность и быстродействие приборов, расширить их функциональные возможности, но и разработать качественно новые "интеллектуальные" устройства, способные производить управление процессом измерения, автоматически выбирать необходимый диапазон измерений, осуществлять автокалибровку, обрабатывать результаты измерения и представлять их оператору в упорядоченной форме. Имеется также возможность объединения нескольких взаимно дополняющих приборов вместе с ЭВМ в единый информационно-вычислительный комплекс. Усложнение технологических циклов привело к необходимости одновременного определения большого числа параметров и физических величин, возросла роль динамических измерений. Автоматизация сложных производственных процессов неразрывно связана с применением информационно-измерительных систем, обеспечивающих получение оперативной измерительной информации в должном объеме и эффективное управление течением технологического процесса. Указанные тенденции в измерении электрических и неэлектрических величин получили должное отражение в ряде учебников и учебных пособий, изданных в последние годы. Среди них "Электрические измерения" под ред. А.В. Фремке и Е.М. Душина, "Электрические измерения" под ред. В.М. Малиновского, "Электрические измерения неэлектрических величин" под ред. П.В. Новицкого и ряд других, указанных в списке литературы. Данная книга предназначена для студентов, обучающихся по специальности "Информационно-измерительная техника", и имеет свои специфические особенности. Распределение материала в ней существенно смещено в сторону более углубленного (по сравнению с обычным для курсов электрических измерений, предназначенных для электротехнических специальностей) изложения вопросов, связанных с устройством измерительных преобразователей и измерением неэлектрических величин. По мнению авторов, оправдано также увеличение объема отведенного описанию измерительных информационных систем, играющих столь важную роль в современной автоматике и телемеханике. Главы 1-3 написаны Н.Н. Евтихиевым и В.Ф. Папуловским, глава 4 В.Н. Скугоровым, глава 5 Н.Н. Евтихиевым и Я.Я. Купершмидтом. Авторы выражают глубокую благодарность сотрудникам кафедры информационно-измерительной техники МЭИ зав. кафедрой проф. В.Н. Малиновский и проф. Г.Г. Ранневу за конструктивную критику и замечания, сделанные при рецензировании книги, а также проф. Шенброту И.М., редакторская работа которого много способствовала повышению качества книги. Авторы будут признательны за все пожелания и критические замечания по содержанию книги и просят присылать их по адресу: 113114, Москва, Шлюзовая наб., д. 10, Энергоатомиздат. Глава перваяОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ И ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЕ1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. Термины и определения основных понятий метрологии нормированы ГОСТ 16263-70 и приводятся ниже в соответствии с этим документом. Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Результат измерения есть значение физической величины, найденной путем ее измерения. Измерения основаны на некоторой совокупности физических явлений, представляющих собой принцип измерений. Они осуществляются при помощи технических с р е д с т в и з м е р е н и й, используемых при измерениях и имеющих нормированные метрологические параметры. Средства измерений делятся на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы. Мера—средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (например, единицы измерения, ее дробного или краткого значения). Измерительный преобразователь—средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Кроме термина "первичный измерительный преобразователь" используется близкий к нему термин—"датчик". Электрический датчик—это один или несколько измерительных преобразователей, служащих для преобразования измеряемой неэлектрической величины в электрическую и объединенных в единую конструкцию. Термин датчик обычно применяют в сочетании с физической величиной, для первичного преобразования которой он предназначен: датчик давления, температуры, мощности и т.д. Измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительная установка — совокупность функционально объединенных средств измерений, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем и расположенная в одном месте. Измерительная установка может содержать в своем составе меры, измерительные приборы, а также различные вспомогательные устройства. В связи с усложнением технологических процессов в современной промышленности для их эффективного контроля и оптимального управления ими требуется получение информации о большом числе параметров объектов, а также оперативная обработка этой информации. Это привело к появлению и развитию сложных систем, предназначенных для автоматического сбора и переработки информации. Такие системы получили название измерительных систем. Измерительная система — это совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. Измерительная информация — это количественная оценка состояния материального объекта, получаемая экспериментально, путем сравнения параметров объекта с мерой (овеществленной единицей измерения). Без получения измерительной информации, т.е. количественных сведений о значениях разнообразных физических величин, невозможны ведение технологических процессов, выработка и распределение электроэнергии, добыча и транспортировка твердого, жидкого и газообразного топлива, руды, разведка недр, управление транспортом, исследование космоса и многие другие области активной деятельности человека. |