Как подразделяются измерительные приборы по способу представления

Классификация и показатели измерительных приборов

Измери́тельный прибо́р — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

Классификация: 1.По способу представления информации (показывающие или регистрирующие): А)Показывающий измерительный прибор — измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний значений измеряемой величины. Б)Регистрирующий измерительный прибор — измерительный прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний. Регистрация значений может осуществляться в аналоговой или цифровой формах. Различают самопишущие и печатающие регистрирующие приборы.

2.По методу измерений : А)Измерительный прибор прямого действия . Б)Измерительный прибор сравнения .

3.По форме представления показаний :А)Аналоговый измерительный прибор .Б)Цифровой измерительный прибор .

4.По другим признакам : А)Суммирующий измерительный прибор . б)Интегрирующий измерительный прибор.

5.по способу применения и конструктивному исполнению (стационарные, щитовые, панельные, переносные);

6.по принципу действия учётом конструкции (с подвижными частями и без подвижных частей);

7.для приборов с механической частью также по способу создания противодействующего момента (механическим противодействием, магнитным или на основе электромагнитных сил);

8.по характеру шкалы и положению на ней нулевой точки (равномерная шкала, неравномерная, с односторонней, двухсторонней (симметричной и несимметричной), с безнулевой шкалой);

Источник

Классификация измерительных приборов и список технических устройств

Измерительные приборы прочно вошли в жизнь человека. За счет обширной классификации измерительных приборов можно определить именно тот аппарат, который понадобится для конкретных операций. Это могут быть как простейшие, по типу рулетки или амперметра, так и мультифункциональные измерительные приборы. При выборе устройства следует ориентироваться на его предназначение и основные характеристики.

Общие сведения

Измерительным прибором называют такое устройство, которое позволяет получить значение некоторой физической величины в заданном диапазоне. Последний задается с помощью приборной шкалы. А также технические приборы позволяют переводить величины в более понятную форму, которая доступна определенному оператору.

В настоящее время список измерительных приборов довольно широк, но большинство из них предназначается для контроля за проведением технологического процесса. Таким может быть датчик температуры или охлаждения в кондиционерах, нагревательных печах и других устройствах со сложной конструкцией.

Среди наименований измерительных инструментов есть как простые, так и сложные, в том числе и по конструкции. Причем сфера их применения может быть как узкоспециализированной, так и распространенной.

Чтобы узнать больше сведений о конкретном инструменте, необходимо рассмотреть определенную классификацию контрольно-измерительных устройств и приборов.

Виды измерительных приборов

В зависимости от того, какие бывают измерительные инструменты, их названия могут отличаться в разных классификациях.

Обычно приборы могут быть следующего вида:

• Аналоговые измерительные инструменты и устройства, в которых сигнал на выходе является некоторой функцией измеряемой величины.
• Цифровые устройства, где сигнал на выходе представлен в соответствующем виде.
• Приборы, которые непосредственно регистрируют результаты измерений снимаемых показаний.
• Суммирующие и интегрирующие. Первые выдают показания в виде суммы нескольких величин, а вторые позволяют проинтегрировать значение измеряемой величины при помощи другого параметра.

Вышеописанные приборы являются наиболее распространенными и применяются для измерения ряда физических величин. Сложность происходящих физических процессов требует применения нескольких приборов, причисляемых к разным классам.

Классификация устройств

В разных сферах применяется своя классификация устройств, предназначенных для измерения физических величин.

Приборы могут делиться по таким критериям:

1. Способ преобразования: прямое действие, сравнение, смешанное преобразование.
2. По способу выдачи информации делятся на показывающие и регистрирующие.
3. Вид выходной информации может быть представлен как аналоговым, так и цифровым сигналом.

Регистрирующие устройства делятся на самопишущие и печатающие разновидности. Наиболее прогрессивным вариантом являются самопишущие аппараты, поскольку у них выше точность предоставления информации и шире возможности для измерения заданных ранее параметров.

Аналоговые и цифровые

Контрольно-цифровые инструменты могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Первые считаются более удобными. В них показатели силы, напряжения или тока переводятся в числа, затем выводятся на экран.

Но при этом внутри каждого такого прибора находится аналоговый преобразователь. Зачастую он представляет собой датчик, снимающий и отправляющий показания с целью преобразования их в цифровой код.

Хотя аналоговые инструменты менее точны, они обладают простотой и лучшей надежностью. А также существуют разновидности аналоговых инструментов и приборов, имеющих в своем составе усилители и преобразователи величин. По ряду причин они предпочтительнее механических устройств.

Для давления и тока

Каждому еще со школы или университета знакомы такие названия измерительных приборов, как барометры и амперметры. Первые предназначены для того, чтобы измерять атмосферное давление. Встречаются жидкостные и механические барометры.

Жидкостные разновидности считаются профессиональными из-за сложности конструкции и особенностей работы с ними. Метеостанции применяют барометры, заполненные внутри ртутью. Они наиболее точные и надежные, позволяют работать при перепадах температур и иных обстоятельствах. Механические конструкции проще, но постепенно их вытесняют цифровые аналоги.

Амперметры используются для измерения электрического тока в амперах. Шкала амперметра может градуироваться как в стандартных амперах, так и микро-, милли- и килоамперах. Лучше всего такие приборы подключать последовательно. В таком случае снижается сопротивление, а точность снимаемых показателей возрастает.

Слесарные инструменты

Достаточно часто можно встретить измерительные слесарные инструменты. Наиболее важная характеристика — точность измерений. За счет того, что слесарные инструменты механические, удается добиться точности до 0,005 или 0,1 мм.

Если погрешность измерений превысит допустимый порог, то произойдет нарушение технологии работы инструмента. Тогда потребуется переточка некачественной детали или замена целого узла в устройстве. Поэтому для слесаря важно при подгонке вала под втулку использовать не линейку, а инструменты с большей точностью измерений.

Наиболее популярным инструментом с высокой точностью измерений является штангенциркуль. Но и он не сможет дать гарантии точного результата с первого измерения. Опытные рабочие делают несколько измерений, которые затем преобразуют в некоторое среднее значение.

Встречаются операции, требующие максимальной точности. Таких много в микромашинах и отдельных деталях устройств крупного размера. Тогда следует воспользоваться микрометром. С его помощью можно измерять с точностью до сотых долей миллиметров. Распространенное заблуждение о том, что он позволяет измерять микроны, является не совсем верным. Да и при проведении стандартных домашних работ такая точность может не пригодиться, поскольку достаточно действующих значений точности и погрешности.

Специальные устройства

Существует такое известное устройство для измерения под названием угломер.

Его предназначение заключается в измерении углов деталей, а конструкция состоит из следующих элементов:

• непосредственно устройство имеет полудиск с нанесенной измерительной шкалой;
• линейка обладает собственным передвижным сектором, где нанесена шкала нониуса;
• закрепление передвижного сектора линейки осуществляется стопорным винтом.

Процесс измерения таким прибором простой. Деталь прикладывается одной из граней к линейке. Сдвинуть ее надо таким образом, чтобы образовался равномерный и достаточный просвет между гранями и линейками. Затем сектор закрепляется винтом. Снимаются показатели сначала с линейки, а затем с нониуса.

Контрольно-измерительные устройства нашли довольно широкое применение в различных сферах производства, домашнего быта, слесарного дела и строительных работ. Они различаются как по сфере применения, так и по возможности измерения.

Все приборы могут подразделяться по способу преобразования, выдачи информации и виду выходной информации, предназначения и другим критериям. Имея хорошую классификацию, можно отыскать конкретный инструмент для определенных задач и операций.

Но главная цель у них состоит в измерении показаний, их записи и контроле технологических процессов производства. Рекомендуются использовать точные измерительные устройства, однако, устройство становится гораздо сложнее. Это потребует учета большого количества факторов и измерений параметров, чтобы вывести на экран точные показания.

Источник

Классификация измерительных приборов

Измерительным прибором называется устройство, с помощью которого измеряемая величина сравнивается с единицей измере­ния. Измерительный прибор предназначен для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредствен­ного восприятия наблюдателем.

Измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.

Образцовыми называются приборы, предназначенные для хранения и воспроизводства единиц измерения, а также для проверки и градуировки приборов.

Рабочими называются приборы, исполь­зуемые для практических измерений. В свою очередь, рабочие измерительные приборы делятся на лабораторные и технические. Лабораторные приборы в промышленности не применяют и в связи с этим далее они не рассматриваются. Для автоматического контроля и регулирования в промышленности используют технические рабочие приборы.

По назначению технические рабочие приборы делятся на показывающие, самопишущие, сигнализирующие, регулирующие и измерительные автоматы.
Показывающие — приборы, по которым только отсчитывают измеряемую величину в данный момент времени.
Самопишущие (регистрирующие) приборы снабжены уст­ройством для автоматической регистрации (записи) значения измеряемой величины за все время работы прибора. Они дают возможность получить данные для последующего анализа работы объекта или хода технологического процесса путем обработки картограммы прибора. Самопищущие приборы могут иметь также показывающее устройство, в этом случае они одновременно явля­ются показывающими и самопишущими.
Сигнализирующие приборы имеют специальные приспособления для включения световой или звуковой сигнализации при достижении измеряемой величиной заранее заданного значения.
Регулирующие приборы имеют специальное устройство, предназначенное для автоматического поддержания измеряемой величины на заданном значении или для изменения ее по заданному закону. Такие приборы могут иметь показывающее или реги­стрирующее устройство или одновременно и то и другое.
Измерительные автоматы — это приборы с устройством, выполняющим по результатам измерения определенную работу, согласно установленной для них программе. Их применяют при взвешивании и дозировке жидких и сыпучих веществ, управлении работой технологического оборудования, сортировке продукции и других операциях.
По характеру передачи показаний приборы делятся на местные и с дистанционной передачей. Местные приборы по своей кон­струкции могут быть использованы только непосредственно у места измерения.

У приборов с дистанционной передачей исполнительная часть находится на значительном расстоянии от места изме­рения. Приборы с дистанционной передачей комплектуют в измерительные установки, которые состоят из следующих основных, частей:

· первичного прибора — преобразователя (датчика), восприни­мающего посредством чувствительного элемента (первичного пре­образователя) изменения измеряемой величины, преобразующего ее в выходной сигнал — импульс и передающего последний на расстояние;

· вторичного прибора, который воспринимает посредством измери­тельного устройства импульсы, передаваемые преобразователем, и преобразует их в перемещения указателя относительно шкалы; вторичные приборы могут быть показывающими, самопи­шущими, сигнализирующими, регулирующими приборами или изме­рительными автоматами;

· соединительных трубных (пневматических, гидравлических) или электрических проводок, по которым передаются результаты измерений от преобразователя к вторичному прибору.

По виду показаний измерительные приборы делятся на анало­говые (непрерывные) и цифровые (дискретные). В аналоговом измерительном приборе показания являются непрерывной функ­цией изменений измеряемой величины. В цифровом измерительном . приборе автоматически вырабатываются дискретные (прерыви­стые) сигналы измерительной информации, а показания представ­лены в цифровой форме.
По виду измеряемой величины приборы выпускают для изме­рения температуры, давления, расхода и количества, концентра­ции растворов, уровня, влажности и плотности газов, электриче­ских величин и определения состава (анализа) газов и жидкостей.

С какой бы тщательностью ни было сделано измерение, оно сопровождается погрешностями, в той или иной степени искажаю­щими результат измерения.Погрешностью называется разность между показанием прибора и действительным значением изме­няемой величины. Погрешности приборов не должны выходить, за пределы, установленные стандартами, нормалями и техниче­скими условиями для данного метода измерения.

По точности измерения приборы разделяются по классам, обозначаемым цифрами: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0. Обычно цифры, соответствующие классу точности прибора, наносят на шкалу и заключают в окружность. Класс точности выражается числом погрешности, соответствующей нормальным условиям работы прибора, т. е. нормальному положению прибора, нормальной температуре окружающей среды и др. Например, для прибора класса 1,5 со шкалой 0—1000° С допустимая погрешность будет равна ±15° С, для прибора того же класса, но со шкалой 0—500° С допустимая погрешность будет ±7,5° С, а для прибора того же класса с двусторонней шкалой от —50 до +100° С — ±2,25° С. Иначе говоря, допустимая погрешность вычисляется от алгебраической разности верхнего и нижнего пределов измерения.

Допустимая погрешность — наибольшая погрешность показа­ния прибора, допускаемая нормами. Она характеризуется постав­ленными перед ней знаками плюс и минус или одним из этих знаков, если распространяется только на одни положительные или отрицательные значения допустимых нормами погрешностей.

В настоящее время на промышленных предприятиях применяют в основном приборы классов точности 0,4; 0,5; 0,6; 1; 1,5. Прибо­рами класса 0,1; 0,15; 0,2 и 0,25 пользуются пока еще мало, а приборы классов 2,0; 2,5 и 4 применяют все реже, потому что их низкая точность не удовлетворяет возросшим требованиям про­мышленных технологических процессов.

Измерительные приборы можно классифицировать по следующим признакам:

· род измеряемой величины;

Схема контрольно-измерительного прибора.

По роду измеряемой величины контрольно-измерительные при­боры разделяют на следующие основные группы:

· для измерения температуры;

· для измерения давления и разрежения (вакуума);

· для измерения количества и расхода жидкостей, паров и газов;

· для измерения уровней жидкостей и сыпучих тел;

· для качественных измерений (плотности, влажности, со­става газов и др.).

По способу отсчета различают приборы:

· с ручной наводкой;

Виды контрольно измерительных приборов.

К приборам с ручной наводкой (называемым также компарирующими) относятся такие, у которых при измерении сравнение из­меряемой величины с образцами или мерами осуществляется при непосредственном участии человека (например, гиревые весы, оптический пирометр с исчезающей нитью).

Показывающие приборы в момент измерения указывают зна­чение измеряемой величины, эти значения определяются визуаль­но по шкалам — отсчетным приспособлениям прибора при помощи указателя (стрелки), передвигающегося вдоль шкалы (или при помощи вращающегося циферблата и неподвижного указателя). По конструкции показывающие приборы разделяются на стацио­нарные (щитовые) и переносные. Стационарные приборы служат для непрерывного контроля измеряемой величины. Переносные приборы используются либо тогда, когда измерения производятся периодически или эпизодически со значительными промежутками времени между измерениями, либо для поверки стационарных приборов.

Самопишущие приборы автоматически записывают результаты измерения на движущейся бумажной ленте или диске. Эта запись обычно представляет собой линию, которая показывает, как из­менялось значение измеряемой величины за истекшее время. По этой записи (диаграмме) можно вести учет расхода сырья или вы­пуска продукции, судить о том, правильно ли велся технологи­ческий процесс, установить причину аварии оборудования.

Суммирующие приборы (счетчики, интеграторы) показывают суммарное значение измеряемой величины, которое определяется обычно по счетному механизму. Счетчики позволяют учитывать количество израсходованной энергии, пара, воды, газа и др.

Сигнализирующие приборы при достижении измеряемой вели­чиной заданных значений подают световой или звуковой сигнал.

По назначению изготовляют следующие приборы: технические (или эксплуатационные), контрольные, лабораторные, образцо­вые и эталонные.

Датчики контрольно-измерительных приборов.

Технические общепромышленные измерительные приборы яв­ляются рабочими приборами, применяемыми на производстве. Они просты по конструкции, надежны в работе, снабжены четкими шкалами с крупной оцифровкой, изготовляются на классы точнос­ти от 0,5 до 4,0.

Контрольные и лабораторные приборы применяются для по­верки технических приборов, а также при наладочных и научно-исследовательских работах. Обычно контрольными приборами поверяют технические приборы на месте их установки, а лабора­торными приборами — в помещении лаборатории. Контрольные и лабораторные приборы изготовляются более высоких классов точ­ности, чем технические приборы, а именно 0,5 и 1.

Эталонные и образцовые приборы применяются для поверки измерительных приборов. Наивысшей точностью обладают эталоны. Основное назначение эталонов — хранить и воспроизводить еди­ницы с наивысшей точностью. Образцовые приборы в своих показа­ниях дают действительное значение измеряемой величины. Но они имеют меньшую точность, чем эталонные приборы, назначение образцовых приборов — передача при по­мощи поверки и градуировки правильных единиц измерения от эталонов остальным приборам, их классы точности 0,02-0,4.

Одной из важнейших характеристик измерительных приборов является чувствительность прибора.Чувствительностью прибора называется отношение величины линейного или углового перемещения стрелки (или пера прибора) к изменению значения измеряемой величины, вызвавшей это перемещение.

Выражается чувствитель­ность обычно в числах деления шкалы прибора. Например, если тягомер снабжен шкалой, имеющей 50 делений, а полному откло­нению стрелки прибора соответствует изменение разрежения, равное 1000мм вод.ст. (9810н/м 2 ), то средняя чувствительность прибора

т. е 1 деление на 20 мм вод. ст. (или 1 деление на 196 ).

— По форме представления результата измерения. На выходе измерительные приборы разделяются на аналоговые (АИП) и цифровые (ЦИП).

В АИП показания являются непрерывной функцией измеряемой величины;

В ЦИП автоматически вырабатываются дискретные сигналы измерительной информации, а показания представляются в цифровой форме в виде числа.

— По характеру измерений и виду измеряемой величины разделены на 20 подгрупп.

Обозначение состоит из трех или четырех элементов

I-ый − элемент обозначения (прописная буква) подгруппа приборов, II-й − элемент (цифра) вид прибора внутри подгруппы, III-й элемент − номер разработки, IV -й элемент −модификация в пределах № разработки.

А — приборы для измерения тока.

А1 — установки или приборы для поверки амперметров,

А2 — амперметры постоянного тока,

А3 — амперметры переменного тока,

А7 — амперметры универсальные,

А9 — преобразование тока.

В — приборы для измерения напряжения.

Пример: В3-32 — вольтметр переменного тока,

В7-15 — вольтметр универсальный.

Е — приборы для измерения параметров элементов цепей.

Пример: Е7-8 — измеритель универсальный ( ), где — тангенс угла потерь.

М — приборы для измерения мощности.

М3-11А — измеритель мощности.

Ч — приборы для измерения частоты и времени (периода).

Пример: Ч3-62 — частотомер электронносчетный,

Ч2-33 — частотомер резонансный.

С — приборы для наблюдения, измерения формы сигнала и спектра

Пример: С1-68 — осциллограф универсальный,

С8-12 — осциллограф запоминающий.

У — усилители измерительные (У3 — УВЧ, У4 — УНЧ).

Г — генераторы измерительные.

Пример: Г3-3Ч — генератор сигналов низкочастотный.

Г4-18А — генератор сигналов высокочастотный.

Г5-5Ч — генератор импульсов.

Б — источники питания для измерений и измерительных приборов

— По схеме преобразованияразличают структурные схемы измерительных приборов прямого действия (прямого преобразования) и приборов сравнения (уравновешивающего преобразования).

Структурная схема прибора прямого действия, или (реализующий метод непосредственной оценки) прямого преобразования показывает, что преобразование сигнала измерительной информации происходит только в одном направлении, т.е. без применения обратной связи.

— — — Рис. 1

Входной сигнал последовательно через преобразователи преобразуется в выходной сигнал , удобный для наблюдений, регистрации или запоминания.

Измерительными приборами прямого преобразования являются аналоговые электромеханические приборы.

Структурная схема прибора сравнения или (уравновешивающего преобразования)

СУ — — — Рис. 2

— — —

=

показывает, что прибор имеет две цепи: прямого преобразования и обратного преобразования . На входе цепи прямого преобразования происходит сравнение (уравновешивание) двух однородных величин противоположного знака: входной измеряемой величины с выходной величиной цепи обратного преобразования. По разности на выходе сравнивающего устройства (преобразователя) судят об измеряемой величине . Уравновешивание может быть полным ( ) или частичным, неполным ( ).

— По способу выдачи измерительной информации измерительные приборы делятся напоказывающие (допускающие отсчитывание показания) и регистрирующие (где предусмотрена регистрация показаний в форме диаграммы или печатного цифрового текста).

— По характеру установки на месте применения ИП могут быть стационарные и переносные.

— По степени запрещенности — обыкновенные, пыле-, влаго- и брызгозапрещенные, герметические и др.

Источник