MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO DA INSTITUIÇÃO ESTADUAL DA FEDERAÇÃO RUSSA

UNIVERSIDADE TÉCNICA DO ESTADO DE KUZBAS Departamento de máquinas-ferramentas e ferramentas

METROLOGIA

MÉTODOS E INSTRUMENTOS PARA MEDIR QUANTIDADES FÍSICAS

Orientações para o trabalho laboratorial da disciplina "Metrologia, normalização e certificação" para alunos da especialidade 120200 "Máquinas e ferramentas de corte de metais" da especialização 120219 "Gestão da qualidade, certificação e licenciamento de equipamentos"

Compilado por N. G. Rozenko

Aprovada em reunião do departamento Ata nº 5 de 30.10.02

Uma cópia eletrônica é armazenada na biblioteca do prédio principal do KuzGTU

Kemerovo 2003

quantidades, métodos, técnicas, bem como instrumentos de medição para suporte metrológico da produção.

2. DISPOSIÇÕES TEÓRICAS Uma grandeza física é uma das propriedades de um objeto físico.

projeto, sistema físico, fenômeno ou processo. Qualitativamente, essa propriedade é uma para muitos objetos físicos, mas quantitativamente é individual para cada um deles. A certeza quantitativa de uma quantidade física inerente a um determinado objeto material, sistema, fenômeno, processo é chamada de tamanho de uma quantidade física. O valor de uma grandeza física é formado pela expressão de uma grandeza física na forma de um certo número de unidades aceitas para ela.

O valor de uma quantidade física que caracteriza idealmente a quantidade física correspondente qualitativa e quantitativamente é chamado de valor verdadeiro da quantidade. Ela pode ser correlacionada com o conceito de verdade absoluta e só pode ser obtida como resultado de um processo infindável de medições com um aprimoramento infindável dos métodos e instrumentos de medição.

O valor real de uma quantidade física é o valor de uma quantidade física obtido experimentalmente e tão próximo do valor real que pode ser usado em vez dele na tarefa de medição definida.

O conjunto de grandezas físicas, formado de acordo com princípios aceitos, é chamado de sistema de grandezas físicas.

No sistema de grandezas físicas, algumas grandezas são consideradas independentes, enquanto outras são definidas como funções de grandezas independentes.

Uma grandeza física incluída em um sistema de grandezas e aceita condicionalmente como independente de outras grandezas desse sistema é chamada de grandeza física principal.

Uma grandeza física incluída em um sistema de grandezas e definida por meio das grandezas básicas desse sistema é chamada de grandeza física derivada.

A medição de uma grandeza física é um conjunto de operações para o uso de um meio técnico que armazena uma unidade de uma grandeza física, garantindo que a razão seja encontrada em valores explícitos ou implícitos.

forma explícita da grandeza medida com sua unidade e obtendo o valor desta grandeza. Se uma série de medições de qualquer valor é feita por instrumentos de medição com a mesma precisão sob as mesmas condições e com a mesma precisão, essas medições são chamadas de igual precisão. Se uma série de medições de qualquer valor for feita por instrumentos de medição que diferem em precisão e (ou) sob condições diferentes, essas medições são chamadas de medições desiguais.

Se a medição for realizada uma vez, ela será chamada de única. Uma medição é chamada múltipla se, ao medir uma grandeza física de mesmo tamanho, o resultado for obtido por várias medições sucessivas, ou seja, consistindo de um número de medições únicas.

Uma medição estática é uma medição de uma quantidade física, tomada de acordo com uma tarefa de medição específica como inalterada ao longo do tempo de medição.

Uma medição dinâmica é uma medição de uma quantidade física que muda de tamanho.

Uma medição baseada em medições diretas de uma ou mais grandezas básicas e (ou) o uso de valores de constantes físicas é chamada de medição absoluta. Por exemplo, a medição da força F = m g é baseada no uso do valor de massa principal - m

e usando a constante física g no ponto de medição de massa. Uma medida relativa é uma medida da razão entre uma quantidade e

o valor do mesmo nome, que desempenha o papel de uma unidade, ou a medida da variação do valor em relação ao valor do mesmo nome, tomado como original.

Uma medição na qual o valor inicial de uma grandeza física é obtido diretamente é chamada de medição direta. Por exemplo, medir o comprimento de uma peça com um micrômetro, a intensidade da corrente com um amperímetro, a massa em uma escala.

Se o valor desejado de uma grandeza física é determinado com base em medições diretas de outras grandezas físicas que estão funcionalmente relacionadas à grandeza desejada, então tais medições são chamadas de indiretas. Por exemplo, a densidade D de um corpo cilíndrico pode ser determinada com base nos resultados de medições diretas da massa m, altura h e diâmetro do cilindro d, relacionadas à densidade pela equação

	0,25π d 2 h

Medidas simultâneas de várias quantidades de mesmo nome, nas quais os valores desejados das quantidades são determinados resolvendo um sistema de equações obtido medindo essas quantidades em diferentes combinações, são chamadas de medidas cumulativas. Por exemplo, o valor da massa dos pesos individuais do conjunto é determinado pelo valor conhecido da massa de um dos pesos e pelos resultados das medições (comparações) das massas de várias combinações de pesos.

Se duas ou mais grandezas com o mesmo nome são medidas simultaneamente para determinar a relação entre elas, essas medidas são chamadas de juntas.

O tipo de medição faz parte da área de medição, que possui características próprias e se distingue pela uniformidade dos valores medidos. Por exemplo, no campo das medições elétricas e magnéticas, os seguintes tipos de medições podem ser distinguidos: medições de resistência elétrica, força eletromotriz, tensão elétrica, indução magnética, etc.

Uma subespécie de medidas é uma parte do tipo de medidas que destaca as características das medidas de uma quantidade homogênea (por faixa, pelo tamanho da quantidade, etc.). Por exemplo, ao medir comprimento, medidas de grandes comprimentos (em dezenas, centenas, milhares de quilômetros) ou medições de comprimentos extra pequenos - espessuras de filme.

Os instrumentos de medição são meios técnicos especialmente concebidos para medições. O equipamento de medição inclui instrumentos de medição e suas combinações (sistemas de medição, instalações de medição), acessórios de medição, instalações de medição.

Entende-se por instrumento de medição um instrumento técnico destinado a medições, com características metrológicas normalizadas, reproduzindo e (ou) armazenando uma unidade de grandeza física, cujo tamanho se supõe inalterado dentro do erro estabelecido para um intervalo de tempo conhecido.

Um instrumento de medição de trabalho é um instrumento de medição destinado a medições não relacionadas à transferência do tamanho da unidade para outros instrumentos de medição.

O instrumento de medição principal é um meio de medir a grandeza física, cujo valor deve ser obtido de acordo com a tarefa de medição.

Um instrumento de medição auxiliar é um instrumento de medição dessa grandeza física, cuja influência no instrumento de medição principal ou no objeto de medição deve ser levada em consideração para obter resultados de medição com a precisão necessária. Por exemplo, um termômetro para medir a temperatura de um gás ao medir o fluxo de volume desse gás.

Um instrumento de medição é chamado de automático se, sem a participação direta de uma pessoa, fizer medições e todas as operações relacionadas ao processamento dos resultados das medições, seu registro, transmissão de dados ou geração de um sinal de controle. Um instrumento de medição automático embutido em uma linha de produção automática é chamado de máquina de medição ou máquina de controle. Uma variedade de máquinas de controle e medição, caracterizadas por boas propriedades de manuseio, altas velocidades de movimento e medição, são chamadas de robôs de medição.

Um instrumento de medição é chamado de automatizado se executa automaticamente uma ou parte das operações de medição. Por exemplo, um barógrafo mede e registra a pressão; o medidor de energia elétrica mede e registra os dados pelo regime de competência.

Uma medida de uma grandeza física é um instrumento de medição projetado para reproduzir e (ou) armazenar a grandeza física de um ou mais parâmetros determinados, cujos valores são expressos em unidades estabelecidas e são conhecidos com a precisão necessária.

Existem os seguintes tipos de medidas.

1. Uma medida inequívoca é uma medida que reproduz uma quantidade física do mesmo tamanho (por exemplo, um peso de 1 kg).

2. Uma medida com vários valores é uma medida que reproduz uma quantidade física de tamanhos diferentes (por exemplo, uma medida tracejada de comprimento).

3. Um conjunto de medidas é um conjunto de medidas de tamanhos diferentes da mesma quantidade física, destinados ao uso prático tanto individualmente quanto em várias combinações (por exemplo, um conjunto de blocos padrão).

4. Uma caixa de medida é um conjunto de medidas combinadas estruturalmente em um único dispositivo, que possui dispositivos para conectá-las em várias combinações (por exemplo, uma caixa de resistência elétrica).

Um conjunto de medição é um instrumento de medição projetado para obter valores de medição de uma grandeza física dentro de uma faixa especificada. De acordo com o método de indicação dos valores do valor medido, os instrumentos de medição são divididos em indicação e registro. De acordo com a ação, os instrumentos de medição são divididos em integradores e somatórios. Existem também dispositivos de ação direta e dispositivos de comparação, dispositivos analógicos e digitais, dispositivos de autorgravação e impressão.

Um conjunto de medidas combinadas funcionalmente, instrumentos de medição, transdutores de medição e outros dispositivos projetados para medir uma ou mais grandezas físicas e localizados em um local é chamado de instalação de medição. A configuração de medição usada para verificação é chamada de configuração de calibração. A configuração de medição que faz parte do padrão é chamada de configuração de referência. Alguns grandes dispositivos de medição são chamados de máquinas de medição. As máquinas de medição são projetadas para medições precisas de grandezas físicas. Por exemplo, uma máquina de medição de força, uma máquina para medir grandes comprimentos na produção industrial, uma máquina de divisão, uma máquina de medição por coordenadas.

Um sistema de medição é um conjunto de medidas combinadas funcionalmente, instrumentos de medição, transdutores de medição, computadores e outros meios tecnológicos colocados em diferentes pontos de um objeto controlado para medir uma ou mais grandezas físicas inerentes a este objeto e gerar sinais de medição para vários propósitos. Dependendo da finalidade, os sistemas de medição são divididos em informações de medição, sistemas de controle de medição, etc. Um sistema de medição que é reconfigurado dependendo de uma mudança na tarefa de medição é chamado de sistema de medição flexível.

Uma amostra padrão é uma amostra de substâncias ou material com os valores de uma ou mais quantidades estabelecidas como resultado de certificação metrológica, caracterizando a propriedade ou composição dessa substância ou material. É feita uma distinção entre padrões de propriedade e padrões de composição. Um exemplo de padrão de propriedade é o padrão de permissividade relativa. Amostras padrão das propriedades de substâncias e materiais para fins metrológicos desempenham o papel de medidas inequívocas. Eles podem ser usados ​​como padrões de trabalho com dimensionamento

de acordo com o esquema de verificação do estado. Um exemplo de padrão de composição é um padrão de composição de aço carbono.

Um transdutor de medição é uma ferramenta técnica com características metrológicas normalizadas que é usada para converter um valor medido em outro valor ou um sinal de medição conveniente para processamento, armazenamento, outras transformações, indicação ou transmissão. O transdutor de medição pode ser parte de um dispositivo de medição, uma configuração de medição, um sistema de medição, etc., ou ser usado em conjunto com qualquer instrumento de medição. De acordo com a natureza da conversão, os conversores analógicos, digitais para analógicos e analógicos para digitais são diferenciados. Os transdutores primários e intermediários são diferenciados por local no circuito de medição. Os conversores também são de grande escala e de transmissão.

Exemplos de conversores.

1. Termopar em termômetro termoelétrico;

2. Conversor eletropneumático.

O transdutor de medição primário é um transdutor de medição, que é diretamente afetado pela quantidade física medida. Por exemplo, um termopar em um circuito de termômetro termoelétrico.

Um sensor é um transdutor primário estruturalmente separado do qual os sinais de medição são recebidos.

Uma ferramenta de comparação é uma ferramenta técnica ou um ambiente especialmente criado pelo qual é possível comparar medidas de quantidades homogêneas ou leituras de instrumentos de medição entre si.

Exemplos de meios de comparação.

1. Balanças de alavanca, em um copo do qual está instalado um peso de referência e, no outro, um calibrado.

2. Fluido de calibração para comparação de hidrômetros de referência e de trabalho.

3. O campo de temperatura criado por um termostato para comparar as leituras do termômetro.

4. A pressão do meio criado pelo compressor pode ser medida com um manômetro calibrado e de referência ao mesmo tempo; com base nas leituras do instrumento de referência, o instrumento sob teste é calibrado.

Um comparador é uma ferramenta de comparação projetada para comparar medidas de quantidades homogêneas. Por exemplo, escalas de alavanca.

Um instrumento de medição reconhecido como apto e aprovado para uso por um organismo autorizado é chamado de instrumento de medição legalizado.

As normas estaduais do país tornam-se tais como resultado da aprovação das normas primárias pelo órgão nacional de normalização e metrologia. Os instrumentos de medição de trabalho destinados à produção em série são legalizados através da aprovação do tipo de instrumento de medição.

Os acessórios de medição são ferramentas auxiliares que servem para fornecer as condições necessárias para realizar medições com a precisão necessária. Exemplos de acessórios de medição são termostatos, barômetros, fundações antivibração, dispositivos de blindagem eletromagnética, tripés de instrumentos, etc.

Um indicador é uma ferramenta ou substância técnica projetada para estabelecer a presença de uma quantidade física ou exceder seu valor limite. O indicador de proximidade do sinal é chamado de indicador nulo.

Exemplos de indicadores.

1. O osciloscópio serve como um indicador da presença ou ausência de sinais de medição.

2. Papel de tornassol ou outras substâncias em reações químicas.

3. Sinal luminoso ou sonoro do indicador de radiação ionizante em caso de excesso do nível de radiação do valor limite.

Uma característica metrológica de instrumentos de medição é uma característica de uma das propriedades dos instrumentos de medição que afeta o resultado da medição e seu erro. Para cada tipo de instrumento de medição são estabelecidas suas características metrológicas. As características metrológicas estabelecidas em documentos normativos e técnicos são chamadas de características metrológicas normalizadas e aquelas determinadas experimentalmente são chamadas de características metrológicas reais.

A variação das leituras do dispositivo de medição é a diferença nas leituras do dispositivo no mesmo ponto da faixa de medição com uma aproximação suave a este ponto do lado de valores menores e maiores do valor medido.

A faixa de indicações dos instrumentos de medição é a faixa de valores da escala do instrumento, limitada pelos valores iniciais e finais da escala.

A faixa de medição dos instrumentos de medição é a faixa de valores de uma quantidade dentro da qual os limites de erro permitidos dos instrumentos de medição são normalizados.

Os valores de quantidade que limitam a faixa de medição abaixo e acima (esquerda e direita) são chamados de limite de medição inferior e limite de medição superior, respectivamente.

O valor nominal de uma medida é o valor de quantidade atribuído a uma medida ou lote de medidas durante a fabricação, por exemplo, um peso com valor nominal de 1 kg.

O valor real de uma medida é o valor de quantidade atribuído à medida com base em sua calibração ou verificação. Por exemplo, a composição do padrão estadual da unidade de massa inclui um peso de platina-irídio com valor de massa nominal de 1 kg, enquanto o valor real de sua massa é de 1,000000087 kg, obtido como resultado de comparações internacionais com o internacional padrão do quilograma, armazenado no Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM).

A sensibilidade de um instrumento de medição é uma propriedade de um instrumento de medição, determinada pela razão entre a medição do sinal de saída deste instrumento e a mudança no valor medido que o causa. Há uma diferença entre sensibilidade absoluta e relativa. A sensibilidade absoluta é determinada pela fórmula

onde X é o valor medido.

O limiar de sensibilidade é uma característica de um instrumento de medição na forma do menor valor de uma mudança em uma grandeza física, a partir do qual pode ser medido por este instrumento.

O offset zero é a leitura diferente de zero de um instrumento de medição quando o sinal de entrada é zero.

O desvio das leituras de um instrumento de medição é uma mudança nas leituras de um instrumento de medição no tempo, devido a mudanças nas quantidades de influência ou outros fatores.

O tipo de instrumento de medição é um conjunto de instrumentos de medição com a mesma finalidade, baseado no mesmo princípio

ações com o mesmo projeto e fabricadas de acordo com a mesma documentação técnica. Instrumentos de medição do mesmo tipo podem ter modificações diferentes (por exemplo, diferem na faixa de medição).

O tipo de instrumento de medição é um conjunto de instrumentos de medição destinados a medir uma determinada grandeza física. Por exemplo, amperímetros e voltímetros são tipos de instrumentos de medição, respectivamente, para a intensidade da corrente elétrica e tensão. O tipo de instrumentos de medição pode incluir vários tipos.

A utilidade metrológica dos instrumentos de medição é sua condição em que todas as características metrológicas normalizadas atendem aos requisitos estabelecidos.

A saída das características metrológicas do instrumento de medição além dos limites estabelecidos é chamada de falha metrológica do instrumento de medição.

O fenômeno ou efeito físico subjacente à medição é chamado de princípio de medição (por exemplo, o uso da gravidade ao medir a massa por pesagem).

Um método de medição é uma técnica ou um conjunto de métodos para comparar uma grandeza física medida com sua unidade de acordo com o princípio de medição implementado. O método de medição está interligado com o dispositivo de instrumentos de medição.

O método de avaliação direta é um método de medição no qual o valor de uma grandeza é determinado diretamente do instrumento de medição indicador.

Um método de comparação com uma medida é um método de medição no qual a quantidade que está sendo medida é comparada com a quantidade reproduzível pela medida. Por exemplo, medidas de massa em uma balança com pesos (medidas de massa com valor conhecido).

O método nulo de medição é um método de comparação com uma medida em que o efeito líquido do mensurando e da medida no comparador é reduzido a zero. Por exemplo, a medição da resistência elétrica por uma ponte com seu balanceamento total.

O método de medição por substituição é um método de comparação com uma medida em que o mensurando é substituído por uma medida com um valor conhecido da grandeza. Por exemplo, pesagem com colocação alternada da massa e pesos medidos no mesmo prato da balança.

O método de medição por adição é um método de comparação com uma medida, no qual o valor da grandeza medida é complementado por uma medida da mesma

A Lei Federal "Sobre a Garantia da Uniformidade das Medidas" de 27 de abril de 1993 regula as relações relacionadas à garantia da uniformidade das medidas na Federação Russa, de acordo com a Constituição da Federação Russa.

Os principais artigos da Lei estabelecem:

• conceitos básicos utilizados no Direito;
• estrutura organizacional da gestão estadual, garantindo a uniformidade das medições;
• documentos normativos para garantir a uniformidade das medições;
• unidades de grandezas e padrões estaduais de unidades de grandezas;
• meios e métodos de medição.

A lei define o Serviço Metrológico Estadual e demais serviços para assegurar a uniformidade das medições, os serviços metrológicos dos órgãos estaduais e pessoas jurídicas, bem como os tipos e áreas de distribuição do controle e fiscalização metrológica estadual.

Artigos separados da Lei contêm disposições sobre calibração e certificação de instrumentos de medição e estabelecem tipos de responsabilidade por violação da Lei.

A formação das relações de mercado deixou sua marca no artigo da Lei, que define as bases para a atuação dos serviços metrológicos dos governos estaduais e pessoas jurídicas. As questões relacionadas com a actividade de loteamentos estruturais dos serviços metrológicos nas empresas são estimuladas por métodos puramente económicos.

Nas áreas que não são controladas por órgãos estatais, uma sistema de calibração russo, visando também garantir a uniformidade das medições. Gosstandart da Federação Russa nomeou o Departamento de Política Técnica no Campo de Metrologia como o órgão central do sistema de calibração russo.

A regulamentação sobre licenciamento de atividades metrológicas visa proteger os direitos dos consumidores e abrange áreas sujeitas ao controle e fiscalização metrológica estatal. O direito de emissão de licença é concedido exclusivamente aos órgãos do Serviço Metrológico do Estado.

A lei cria condições de interação com os sistemas internacionais e nacionais de medição de países estrangeiros. Isso é necessário principalmente para o reconhecimento mútuo dos resultados dos testes, calibração e certificação, bem como para o uso da experiência mundial e das tendências da metrologia moderna.

As questões de teoria e prática para garantir a uniformidade das medições são tratadas metrologia. A metrologia é a ciência das medições, métodos e meios de garantir sua unidade e formas de alcançar a precisão necessária.

A metrologia é de grande importância para o progresso das ciências naturais e técnicas, pois aumentar a precisão das medições é um dos meios de aprimorar as formas de compreensão da natureza pelo homem, as descobertas e a aplicação prática de conhecimentos apurados.

Para garantir o progresso científico e tecnológico, a metrologia deve estar à frente de outras áreas da ciência e tecnologia em seu desenvolvimento, pois para cada uma delas, medições precisas são uma das principais formas de melhorá-las.

As principais tarefas da metrologia são:

• estabelecimento de unidades de grandezas físicas, padrões estaduais e instrumentos de medição exemplares;
• desenvolvimento de teoria, métodos e meios de medição e controle; assegurar a unidade das medidas;
• desenvolvimento de métodos de avaliação de erros, estado dos instrumentos de medição e controle;
• desenvolvimento de métodos para transferir tamanhos de unidades de padrões ou instrumentos de medição exemplares para instrumentos de medição funcionais.

por mediçãoé um conjunto de operações para a utilização de um meio técnico que armazena uma unidade de uma grandeza física, fornecendo uma relação da grandeza medida com sua unidade (comparação) e obtendo o valor dessa grandeza. As medições devem ser feitas em unidades geralmente aceitas.

Suporte metrológico(MO) - o estabelecimento e aplicação de fundamentos científicos e organizacionais, meios técnicos, regras e normas necessárias para alcançar a unidade e a precisão exigida das medições.

A lista das principais tarefas do suporte metrológico em tecnologia inclui:

• determinação de formas para o uso mais eficaz de realizações científicas e técnicas no campo da metrologia;
• padronização das regras básicas, regulamentos, requisitos e normas de suporte metrológico;
• harmonização de instrumentos e métodos de medição, realizando medições conjuntas com equipamentos nacionais e estrangeiros (intercalibração);
• determinação de uma nomenclatura racional de parâmetros medidos, estabelecimento de padrões ótimos para precisão de medição, procedimento para selecionar e atribuir instrumentos de medição;
• organização e realização de exames metrológicos nas etapas de desenvolvimento, produção e teste de produtos;
• desenvolvimento e aplicação de métodos, técnicas e instrumentos de medição avançados;
• automação da coleta, armazenamento e processamento de informações de medição;
• implementação de controle departamental sobre o estado e uso de instrumentos de medição exemplares, funcionais e não padronizados nas empresas do setor;
• realização obrigatória de verificação estadual ou departamental de instrumentos de medição, seu reparo;
• garantindo prontidão constante para medições;
• desenvolvimento do serviço metrológico da indústria, etc.

Quantidade física - uma das propriedades de um objeto físico (sistema físico, fenômeno ou processo), que é qualitativamente comum a muitos objetos físicos, mas quantitativamente individual para cada um deles.

A unidade de medida deve ser definida para cada uma das grandezas físicas, enquanto deve-se levar em conta que muitas grandezas físicas estão interconectadas por certas dependências. Portanto, apenas uma parte das grandezas físicas e suas unidades podem ser determinadas independentemente de outras. Tais quantidades são chamadas básico. Derivado quantidade física - uma quantidade física incluída no sistema de quantidades físicas e determinada através das principais quantidades físicas desse sistema.

O conjunto de grandezas físicas formadas de acordo com princípios aceitos, quando algumas grandezas são tomadas como independentes e outras são definidas como funções de grandezas independentes, é chamado de sistema de unidades de grandezas físicas. A unidade da grandeza física básica é unidade Básica sistemas. Sistema internacional de unidades (sistema SI; SI - do francês. Systeme Internacional - O Sistema Internacional de Unidades) foi adotado pela XI Conferência Geral de Pesos e Medidas em 1960.

O sistema SI é baseado em sete unidades físicas básicas e duas adicionais. Unidades básicas: metro, quilograma, segundo, ampere, kelvin, mol e candela (Tabela 1.1).

Metro - o comprimento do caminho percorrido pela luz no vácuo em um intervalo de tempo de 1/299.792.458 segundos.

Quilograma - uma unidade de massa definida como a massa do protótipo internacional do quilograma, que é um cilindro feito de uma liga de platina e irídio.

Segundoé igual a 9 192 631 770 períodos de radiação correspondentes à transição de energia entre dois níveis da estrutura hiperfina do estado fundamental do átomo de césio-133.

Amplificador - a força de uma corrente imutável, que, passando por dois condutores retilíneos paralelos de comprimento infinito e área de seção transversal circular desprezível, localizados a uma distância de 1 m um do outro no vácuo, causaria uma força de interação igual a 2 10 " 7 N (Newton) em cada seção do condutor de 1 m de comprimento.

Tabela 1.1. Unidades internacionais do SI

Valor
Nome	Dimensão	Nome	Designação
			internacional
Unidades básicas
		quilograma
A intensidade da corrente elétrica
Temperatura
Quantidade substâncias
O poder da luz
Unidades adicionais
canto plano
Angulo solido		esterradiano

Kelvin - uma unidade de temperatura termodinâmica igual a 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água, ou seja, a temperatura na qual as três fases da água - vapor, líquido e sólido - estão em equilíbrio dinâmico.

Mariposa - a quantidade de uma substância contendo tantos elementos estruturais quantos estão contidos em uma amostra de carbono-12 pesando 0,012 kg.

Candela - intensidade luminosa em uma determinada direção de uma fonte que emite radiação monocromática com frequência de 540 10 12 Hz, cuja intensidade de radiação de energia nessa direção é "/ 683 W / sr (sr - esterradiano).

Unidades adicionais do sistema SI são destinadas e usadas para formar unidades de velocidade angular, aceleração angular. Quantidades físicas adicionais do sistema SI incluem ângulos planos e sólidos.

Radiano (rad) - o ângulo entre dois raios de um círculo cujo comprimento de arco é igual a esse raio. Em casos práticos, as seguintes unidades de medida de valores angulares são frequentemente usadas:

grau - 1 ° \u003d 2l / 360 rad \u003d 0,017453 rad;

minuto - 1" \u003d 1 ° / 60 \u003d 2,9088 10 4 rad;

segundo - 1" \u003d G / 60 \u003d 1 ° / 3600 \u003d 4,8481 10 "6 rad;

radiano - 1 rad = 57°17"45" = 57,2961° = (3,4378 10 3)" = (2,0627 10 5)".

Esteradiano (Qua) ​​- um ângulo sólido com um vértice no centro de uma esfera que recorta em sua superfície uma área igual à área de um quadrado com um lado igual ao raio da esfera.

As unidades derivadas do sistema SI são formadas a partir de unidades básicas e adicionais. As unidades derivadas são coerentes e incoerentes. coerente chamada de unidade derivada de quantidade associada a outras unidades do sistema por uma equação na qual o fator numérico é uma unidade (por exemplo, velocidade e movimento retilíneo uniforme está relacionado ao comprimento do caminho / e tempo t Razão e =//G). Outras unidades derivadas - incoerente. Na tabela. 1.2 mostra as principais unidades derivadas.

A dimensão de uma grandeza física é uma de suas características mais importantes, que pode ser definida como uma expressão literal que reflete a relação de uma dada grandeza com as grandezas tidas como principais no sistema de grandezas considerado. Na tabela. 1.2, as seguintes dimensões são aceitas para as grandezas: para comprimento - b, massa - M, tempo - T, corrente elétrica - I. As dimensões são escritas em letras maiúsculas e impressas em tipo simples.

Entre as unidades não sistêmicas que se difundiram, notamos o quilowatt-hora, ampère-hora, grau Celsius, etc.

As abreviaturas de unidades, tanto internacionais quanto russas, nomeadas em homenagem a grandes cientistas, são escritas em letras maiúsculas; por exemplo ampère - A; om - om; volt - V; farad - F. Para comparação: metro - m, segundo - s, quilograma - kg.

O uso de unidades inteiras nem sempre é conveniente, pois, como resultado das medições, seus valores são muito grandes ou pequenos. Portanto, no sistema SI, são estabelecidos múltiplos e submúltiplos decimais, que são formados por meio de multiplicadores. Os prefixos correspondem a fatores decimais

Tabela 1.2. Unidades derivadas do SI

Valor
Nome	Dimensão	Nome	Designação
			internacional
Energia, trabalho, quantidade de calor
Força, peso
Potência, fluxo de energia
A quantidade de eletricidade
Tensão elétrica, força eletromotriz (EMF), potencial
Capacitância elétrica	b- 2 M > T 4 1 2
Resistência elétrica	b 2 MT- 3 1-2
condutividade elétrica	b- 2 m-1T 3 1 2
Indução magnética
Fluxo de indução magnética	C 2 MT- 2 1-1
Indutância, indutância mútua	b 2 MT- 2 1-2

(Tabela 1.3), que são escritos junto com o nome da unidade principal ou derivada, por exemplo: quilômetro (km), milivolt (mV), megahertz (MHz), nanossegundo (ns).

Se uma unidade física é um número inteiro de vezes maior que uma unidade do sistema, ela é chamada unidade múltipla por exemplo kilohertz (10 3 Hz). unidade submúltipla quantidade física - uma unidade que é um número inteiro de vezes menor que a do sistema, por exemplo, microhenry (KG 6 Gn).

Medida de uma grandeza física ou simplesmente a medida chamado de instrumento de medição projetado para reproduzir e (ou) armazenar uma quantidade física de um ou mais tamanhos dados, cujos valores são expressos em

Tabela 1.3. Multiplicadores e prefixos para a formação de múltiplos e submúltiplos decimais de unidades SI

Fator	Console	Designação de prefixo
		internacional

unidades e são conhecidos com a precisão necessária. Existem os seguintes tipos de medidas:

• medida inequívoca - uma medida que reproduz uma quantidade física de mesmo tamanho (por exemplo, um peso de 1 kg);
• medida multivalorada - uma medida que reproduz uma quantidade física de tamanhos diferentes (por exemplo, uma medida tracejada de comprimento);
• conjunto de medidas - um conjunto de medidas do mesmo tamanho físico, mas de tamanhos diferentes, destinadas ao uso prático, tanto individualmente quanto em várias combinações (por exemplo, um conjunto de blocos padrão);
• loja de medidas - um conjunto de medidas combinadas estruturalmente em um único dispositivo, no qual existem dispositivos para conectá-los em várias combinações (por exemplo, uma loja de resistências elétricas).

Instrumentos de medição elétrica chamados instrumentos elétricos de medição projetados para gerar informações sobre os valores da grandeza medida, de forma acessível à percepção direta do observador, por exemplo, um amperímetro, voltímetro, wattímetro, medidor de fase.

transdutores de medição chamados instrumentos elétricos de medição projetados para gerar informações de medição em uma forma conveniente para transmissão, transformação posterior, processamento ou armazenamento, mas não passível de percepção direta pelo observador. Os transdutores de medição podem ser divididos em dois tipos:

• conversores elétricos para elétricos, como derivações, divisores ou amplificadores de tensão, transformadores;
• conversores de grandezas não elétricas em elétricas, por exemplo, termômetros termoelétricos, termistores, extensômetros, transdutores indutivos e capacitivos.

Instalação de medição elétrica consiste em uma série de instrumentos de medição (medidas, instrumentos de medição, transdutores de medição) e dispositivos auxiliares localizados em um só lugar. Com a ajuda de tais instalações, é possível, em alguns casos, fazer medições mais complexas e precisas do que com a ajuda de instrumentos de medição individuais. As instalações de medição elétrica são amplamente utilizadas, por exemplo, para verificação e calibração de instrumentos de medição elétrica e testes de diversos materiais utilizados em estruturas elétricas.

Medindo sistemas de informação são um conjunto de instrumentos de medição e dispositivos auxiliares interligados por canais de comunicação. Eles são projetados para receber, transmitir e processar automaticamente informações de medição de várias fontes.

Dependendo do método de obtenção do resultado, as medições são divididas em diretas e indiretas.

Direto chamadas medições, cujo resultado é obtido diretamente de dados experimentais. Exemplos de medições diretas: medição de corrente com amperímetro, comprimento parcial com micrômetro, massa em balança.

indireto são chamadas de medidas nas quais o valor procurado não é medido diretamente, e seu valor é encontrado com base nos resultados de medidas diretas de outras grandezas físicas que estão funcionalmente relacionadas ao valor procurado. Por exemplo, poder R em circuitos CC é calculado pela fórmula R \u003d W, Voltagem e neste caso, meça com um voltímetro e a corrente / - com um amperímetro.

Dependendo da totalidade das técnicas de medição, todos os métodos são divididos em métodos de avaliação direta e métodos de comparação.

Debaixo método de avaliação direta compreender o método pelo qual o valor medido é determinado diretamente pelo dispositivo de leitura de um dispositivo de medição de ação direta, ou seja, um dispositivo que converte o sinal de medição em uma direção (sem usar feedback), por exemplo, medindo corrente com um amperímetro. O método de estimativa direta é simples, mas tem uma precisão relativamente baixa.

método de comparação chamado de método pelo qual o valor medido é comparado com o valor reproduzido pela medida. Uma característica distintiva do método de comparação é a participação direta da medida no processo de medição, por exemplo, medir a resistência comparando-a com uma medida de resistência - uma bobina de resistência exemplar, medindo a massa em uma balança com pesos. Os métodos comparativos fornecem maior precisão de medição do que os métodos de avaliação direta, mas isso é obtido ao custo de complicar o processo de medição.

Por nomeação, os SI são divididos nos seguintes grupos:

• medidas;
• transdutores de medição;
• medindo instrumentos;
• instalações de medição;
• sistemas de medição.

a medida chamado SI, projetado para reproduzir e (ou) armazenar uma quantidade física de um ou mais tamanhos dados, cujos valores são expressos em unidades estabelecidas e são conhecidos com a precisão necessária.

As medidas são:

inequívoco- reproduzir uma quantidade física do mesmo tamanho (peso).

polissemântico- reproduzir vários nomes iguais de tamanhos diferentes (régua de medição).

Conjuntos de medidas- um conjunto de medidas usadas não apenas individualmente, mas também em várias combinações para reproduzir várias quantidades semelhantes de vários tamanhos (um conjunto de pesos, um conjunto de medidas finais).

Medir Lojas- um conjunto de medidas combinadas em um todo construtivo, com interruptores especiais associados a um dispositivo de leitura.

Medidas de linha- são medidas cujo tamanho é determinado pela distância entre os eixos de dois cursos de medição.

Medidas do medidor- são medidas cujo tamanho é determinado pela distância entre duas faces planas e paralelas de um paralelepípedo metálico.

Amostras padrão representam uma medida para reproduzir uma unidade de valor que caracteriza as propriedades ou composição de substâncias e materiais (por exemplo, dureza, amostras de rugosidade, amostras de aço com teor certificado de elementos químicos).

Substâncias Modelo- são medidas que são substâncias com propriedades conhecidas que são reproduzíveis nas condições de preparação especificadas na especificação aprovada (água “pura”, gases “puros”, metais “puros”).

Transdutor de medição- este é o MI, que serve para gerar informações de medição em uma forma conveniente para transmissão à distância, armazenamento, processamento, mas não passível de percepção direta pelo observador.

Os transdutores de medição são classificados de acordo com vários critérios.

Por localização no circuito de medição, os transdutores são divididos em primários e intermediários. Se o valor de entrada do transdutor for uma grandeza física medida, então o transdutor de medição é chamado de primário. O transdutor primário estruturalmente isolado, do qual os sinais de medição são recebidos, é chamado de sensor. O sensor pode ser colocado a uma distância considerável do instrumento de medição que recebe seus sinais. Os conversores intermediários estão localizados no circuito de medição após o primário.

De acordo com o tipo de valores de entrada e saída, os transdutores de medição são divididos em:

• analógico, convertendo um valor analógico em outro valor analógico;
• para analógico-digital (ADC) projetado para converter um sinal de medição analógico em um código digital;
• digital-para-analógico (DAC), projetado para converter um código digital em um valor analógico.

Um transdutor de medição é chamado de transdutor de transmissão se for destinado à transmissão remota de um sinal de informação de medição. Exemplos são transmissores indutivos ou pneumáticos. Um transdutor de medição projetado para alterar um valor por um determinado número de vezes é chamado de escala um (por exemplo, um transformador de corrente de medição, um divisor de tensão, um amplificador de medição).

Equipamento de medição- trata-se de um instrumento de medição destinado a gerar um sinal de informação de medição de forma acessível à percepção de um observador.

Os instrumentos de medição representam o maior grupo de SI e são classificados de acordo com vários critérios. As mais comuns são as classificações de acordo com o tipo de diagrama de blocos e o método de emissão das informações de medição.

De acordo com o tipo de diagrama de blocos, os dispositivos são divididos em dispositivos de ação direta e dispositivos de comparação.

Em dispositivos de ação direta, uma ou mais conversões de sinais de informação de medição são fornecidas X para o valor de saída S em uma direção da entrada para a saída, ou seja, sem comentários. Exemplos de dispositivos de ação direta são manômetros, termômetros de vidro de mercúrio, amperímetros, etc.

Dispositivos de comparação são dispositivos de medição projetados para comparação direta do valor medido X com o valor x0, e valor da diferença DX = X - X 0 usado para obter o resultado da medição. Exemplos de dispositivos de comparação são balanças de braços iguais, um potenciômetro de medição elétrico (compensador), um comparador para medidas lineares, etc. Nos dispositivos de comparação, uma medida está presente no processo de cada medição.

De acordo com o método de emissão das informações de medição, os instrumentos de medição são divididos em indicadores e registros.

Instrumentos indicadores permitem leituras de leituras; registro - contagem, bem como registro do valor medido em função do tempo ou em função de outra grandeza.

Os instrumentos indicadores incluem instrumentos analógicos e digitais.

Os dispositivos de leitura dos dispositivos analógicos consistem em uma escala e um ponteiro de seta, as leituras desses dispositivos são uma função contínua do valor medido.

Escala de instrumentos de medição- parte do dispositivo indicador SI, que é uma série ordenada de marcas juntamente com a numeração a elas associada. A marca de escala é um sinal na escala SI (traço, dente, ponto, etc.) correspondente a algum valor de uma quantidade física. Para balanças digitais, os próprios números são equivalentes às marcas de escala.

Valor da divisão da escalaé a diferença entre os valores de magnitude correspondentes a duas marcas adjacentes na escala SI. Marcas são aplicadas na balança ao calibrar o dispositivo, ou seja, quando um sinal é aplicado à sua entrada da saída de uma medida multivalorada exemplar. Algumas das marcas de escala são afixadas com valores numéricos da quantidade fornecida da saída da medida. Essas marcas se tornam numéricas.

A escala SI tem um valor inicial e final. Eles correspondem aos menores e maiores valores da quantidade medida, que podem ser lidas na escala SI. Ao medir, a indicação é lida do dispositivo indicador. Cada SI é caracterizado por uma gama de indicações e uma gama de medições. Faixa de indicaçãoé o intervalo de valores da escala SI, limitado por suas divisões inicial e final . Faixa de medição o intervalo de valores de uma quantidade física (PV) é chamado, dentro do qual os limites de erro permitidos do SI são normalizados. Os valores da quantidade que limitam o intervalo de baixo e de cima (esquerda e direita) são chamados de limites inferior e superior de medição, respectivamente. A faixa de medição é sempre menor ou igual à faixa de leitura.

Configuração de medição- este é um conjunto de instrumentos de medição funcionalmente integrados (medidas, transdutores de medição, instrumentos de medição) projetados para gerar sinais de informação de medição e localizados de forma compacta.

As instalações de medição são utilizadas em laboratórios de pesquisa científica, para controle de qualidade de materiais.

Configuração de medição- um conjunto de transdutores de medição, instrumentos de medição e dispositivos auxiliares interligados por canais de comunicação, projetados para gerar informações convenientes para processamento automático, transmissão e uso em sistemas de controle.

Todos os SI de acordo com as funções metrológicas realizadas são divididos em padrões, padrões de trabalho e SI de trabalho.

Unidade padrão de quantidade física- este é um SI (ou um conjunto de SI) que garante a reprodução e armazenamento de uma unidade para transferir seu tamanho para instrumentos de medição de nível inferior de acordo com o esquema de verificação, oficialmente aprovado da maneira prescrita. Um padrão de trabalho é um SI que serve para verificar ou calibrar outros instrumentos de medição em relação a eles e é aprovado como um padrão de trabalho.

Verificação- é a determinação pelo órgão metrológico do erro dos instrumentos de medição e o estabelecimento de sua adequação ao uso.

Instrumentos de medição de trabalhoé o SI usado em medições técnicas.

Esquema de verificação- este é um documento devidamente aprovado que estabelece os meios, métodos e precisão de transferência do tamanho das unidades do padrão para o SI de trabalho. A parte principal do esquema de verificação é a cadeia metrológica de transferência de tamanhos de unidade do padrão primário por um instrumento de medição de trabalho.

Métodos de medição.

Métodos de medição (MI)- uma maneira de obter um resultado de medição usando os princípios e meios de medição.

MI são divididos em:

· Método de avaliação direta - o valor da grandeza medida é obtido diretamente do dispositivo de leitura do dispositivo de medição de ação direta.

A vantagem é a rapidez das medições, o que o torna indispensável para uso prático. A desvantagem é a precisão limitada.

· Método de comparação de medidas – o valor medido é comparado com o valor reproduzido pela medida. Exemplo: medir o comprimento com uma régua.

A vantagem é maior precisão de medição do que com o método de avaliação direta. A desvantagem é o grande tempo gasto na seleção das medidas.

· método de oposição - o valor medido e o valor reproduzido pela medida atuam simultaneamente no dispositivo de comparação, com o qual é estabelecida a relação entre essas grandezas.

Por exemplo, a pesagem em balanças de braços iguais, nas quais se mede a massa, é definida como a soma da massa dos pesos que a equilibram e as leituras na balança da balança.

A vantagem é a redução do impacto nos resultados de medição de fatores que afetam a distorção dos sinais de informação de medição. A desvantagem é o aumento do tempo de pesagem.

· Método diferencial (diferença) - caracterizado pela diferença entre os valores medidos e conhecidos (medida reprodutível). Por exemplo, medição por comparação com um padrão de trabalho em um comparador, realizada ao verificar medidas de comprimento.

A vantagem é que os resultados são obtidos com alta precisão, mesmo com meios relativamente brutos para medir a diferença.

· Método zero - um método de comparação com uma medida em que o efeito resultante da exposição ao comparador é reduzido a zero.

· Método de correspondência - um método de comparação com uma medida, no qual a diferença entre os valores da medida de quantidades necessária e reproduzível é medida usando a coincidência de marcas de escala ou sinais periódicos.

Vantagem - o método permite aumentar significativamente a precisão da comparação com a medida. A desvantagem é o custo de aquisição de mídias mais complexas, a necessidade de o operador ter habilidades profissionais.

· método de substituição - baseia-se em uma comparação com uma medida, na qual o valor medido é substituído por um valor conhecido, uma medida reproduzível, mantendo todas as condições inalteradas. Por exemplo, pesagem com colocação alternada da massa e pesos medidos no mesmo prato da balança.

Vantagens - o erro de medição é pequeno, pois é determinado principalmente pelo erro da medida e pela zona morta do dispositivo (zero - indicador). A desvantagem é a necessidade de aplicar medidas multivaloradas.

· Método de medição indireta - medição da quantidade física de um item, associada a outra quantidade desejada, uma certa dependência funcional, com posterior cálculo resolvendo o controle. Os métodos indiretos são amplamente utilizados em métodos de testes químicos.

Vantagens - a capacidade de medir quantidades para as quais não existem métodos de avaliação direta ou que não fornecem resultados confiáveis ​​ou estão associadas a custos significativos. Desvantagens - aumento de tempo e custo para medição.

Medida de uma grandeza física- um conjunto de operações sobre a utilização de um meio técnico que armazena uma unidade de uma grandeza física, fornecendo uma relação (de forma explícita ou implícita) da grandeza medida com a sua unidade e obtendo o valor dessa grandeza.

No caso mais simples, aplicando uma régua com divisões em qualquer parte, de fato, seu tamanho é comparado com a unidade armazenada pela régua e, após a contagem, o valor do valor (comprimento, altura, espessura e outros parâmetros de a peça) é obtido. Com a ajuda de um dispositivo de medição, o tamanho do valor convertido no movimento do ponteiro é comparado com a unidade armazenada pela escala deste dispositivo e é feita uma leitura.

A definição do conceito "medição" satisfaz a equação geral de medições, que é essencial para ordenar o sistema de conceitos em metrologia. Leva em conta o lado técnico (um conjunto de operações), revela a essência metrológica das medidas (comparação com a unidade) e mostra o aspecto epistemológico (obtenção do valor de uma quantidade).

Tipos de medição

Área de medição- um conjunto de medidas de grandezas físicas características de qualquer campo da ciência ou tecnologia e que se distinguem pela sua especificidade. Nota - Existem várias áreas de medição: mecânica, magnética, acústica, medições de radiação ionizante, etc.

Tipo de medição- uma parte da área de medição, que tem características próprias e é caracterizada pela uniformidade dos valores medidos. EXEMPLO No campo das medições elétricas e magnéticas, podem ser distinguidos os seguintes tipos de medições: medições de resistência elétrica, força eletromotriz, tensão elétrica, indução magnética, etc.

Existem vários tipos de medidas.

De acordo com a natureza da dependência do valor medido no tempo, as medições são divididas em:

medições estáticas;

medições dinâmicas.

De acordo com o método de obtenção dos resultados de medição, eles são divididos em:

indireto;

cumulativo;

articulação.

De acordo com as condições que determinam a precisão do resultado, as medições são divididas em:

medições metrológicas;

medições de controle e verificação;

medidas técnicas.

De acordo com a forma como os resultados são expressos:

medições absolutas;

medidas relativas.

De acordo com as características do instrumento de medição, existem:

medidas iguais;

medições irregulares.

Pelo número de medições em uma série de medições:

medições simples;

várias medições.

As medições são diferenciadas pelo método de obtenção das informações, pela natureza das mudanças no valor medido durante o processo de medição, pela quantidade de informações de medição, em relação às unidades principais.

De acordo com o método de obtenção das informações, as medições são divididas em diretas, indiretas, cumulativas e conjuntas.

Medidas diretas são uma comparação direta de uma quantidade física com sua medida. Por exemplo, ao determinar o comprimento de um objeto com uma régua, o valor desejado (uma expressão quantitativa do valor do comprimento) é comparado com uma medida, ou seja, uma régua.

Medidas indiretas - diferem das diretas na medida em que o valor desejado de uma grandeza é estabelecido com base nos resultados das medições diretas de tais grandezas que estão associadas à dependência específica desejada. Portanto, se você medir a intensidade da corrente com um amperímetro e a tensão com um voltímetro, de acordo com a relação funcional conhecida de todas as três grandezas, poderá calcular a potência do circuito elétrico.

Medições agregadas - estão associadas à solução de um sistema de equações compilado a partir dos resultados de medições simultâneas de várias grandezas homogêneas. A solução do sistema de equações permite calcular o valor desejado.

Medições conjuntas são medições de duas ou mais grandezas físicas não homogêneas para determinar a relação entre elas.

Medições cumulativas e conjuntas são frequentemente usadas na medição de vários parâmetros e características no campo da engenharia elétrica.

De acordo com a natureza da mudança no valor medido durante o processo de medição, existem medições estatísticas, dinâmicas e estáticas.

As medições estatísticas estão associadas à determinação das características de processos aleatórios, sinais sonoros, níveis de ruído, etc. As medições estáticas ocorrem quando o valor medido é praticamente constante.

As medições dinâmicas estão associadas a tais quantidades que sofrem certas mudanças durante o processo de medição. Medições estáticas e dinâmicas ideais são raras na prática.

De acordo com a quantidade de informações de medição, as medições simples e múltiplas são distinguidas.

Medições simples são uma medição de uma quantidade, ou seja, o número de medições é igual ao número de grandezas medidas. A aplicação prática desse tipo de medição está sempre associada a grandes erros, portanto, pelo menos três medições únicas devem ser realizadas e o resultado final deve ser encontrado como a média aritmética.

As medições múltiplas são caracterizadas por um excesso do número de medições do número de valores medidos. A vantagem de medições múltiplas é uma redução significativa na influência de fatores aleatórios no erro de medição. escala metrológica de medição

A medição é a determinação experimental do valor numérico de uma grandeza física em unidades aceitas usando instrumentos técnicos especiais de medição.

O resultado da medição é o valor numérico de uma grandeza física em unidades aceitas, obtido por medição.

Instrumentos de medição são meios técnicos utilizados em medições e com características metrológicas normalizadas. Os principais tipos de instrumentos de medição são:

Medindo instrumentos;

Transdutores de medição;

dispositivos de medição;

Sistemas de medição de informação.

As características metrológicas normalizadas dos meios técnicos são necessárias para determinar o erro de medição.

Uma medida é um meio de medição projetado para reproduzir uma quantidade física de um determinado tamanho, expressa em unidades aceitas. Por exemplo, um peso é uma medida de massa, um resistor de medição é uma medida de resistência elétrica, uma régua é uma medida de comprimento, etc.

Dispositivo de medição - uma ferramenta de medição projetada para gerar um sinal de informação de medição em uma forma acessível à percepção direta. De acordo com a natureza das indicações, eles distinguem:

indicação de instrumentos de medição;

Dispositivos de medição de gravação.

Instrumentos de medição indicativos - dispositivos que permitem apenas a leitura de leituras.

Dispositivos de medição de registro - dispositivos nos quais é fornecida a possibilidade de registro de leituras. Um dispositivo de gravação no qual as leituras são registradas na forma de um diagrama é chamado de dispositivo de auto-gravação, e um dispositivo no qual as leituras digitais são impressas é chamado de dispositivo de impressão.

De acordo com a forma de apresentação de provas, existem:

Dispositivos de medição analógicos;

Instrumentos de medição digitais.

Dispositivos de medição analógicos são dispositivos que representam informações como uma função contínua do valor medido.

Dispositivos de medição digital são dispositivos que representam informações na forma de sinais discretos separados em formato digital.

Um transdutor de medição é uma ferramenta de medição projetada para gerar um sinal de informação de medição em uma forma que seja conveniente para processamento, armazenamento, conversão ou transmissão, mas inacessível à percepção direta. Dependendo da finalidade e das funções executadas, os transdutores de medição são divididos em primários, intermediários, transmissores, escalonadores, etc.

Um dispositivo de medição é um instrumento de medição que inclui instrumentos de medição e transdutores de medição.

Um sistema de medição de informações é uma ferramenta de medição com medições e controle multicanal e, às vezes, com processamento de informações de acordo com um determinado algoritmo.

Os instrumentos de medição, dependendo de sua finalidade, são divididos em três categorias:

trabalhadores;

exemplar;

Padrões.

Os trabalhadores chamam os instrumentos de medição usados ​​para medições diárias. Eles são divididos em laboratoriais e técnicos. Instrumentos de medição de laboratório têm maior precisão.

Instrumentos de medição exemplares são projetados para verificação e calibração de medidas de trabalho, instrumentos de medição e transdutores.

Os padrões destinam-se à reprodução e armazenamento de unidades de medida com a mais alta precisão possível em um determinado nível de desenvolvimento da ciência e tecnologia.

As medições, dependendo dos requisitos para a precisão dos resultados, são divididas em:

Laboratório;

Técnico.

As medições de laboratório são caracterizadas por maior precisão e são realizadas durante a realização de pesquisas, bem como na verificação de instrumentos de medição.

As medições técnicas têm uma precisão relativamente baixa e são realizadas para controlar a operação de vários dispositivos.

De acordo com o método de obtenção do valor numérico do valor desejado, as medições são divididas em três tipos:

Medições diretas;

Medições indiretas;

Medições conjuntas ou cumulativas.

Com medições diretas, o resultado é obtido diretamente das leituras dos instrumentos de medição. Exemplos de medidas diretas: medir comprimento com paquímetro, temperatura com termômetro, pressão com manômetro, força com dinamômetro, tempo com cronômetro, etc.

Com medições indiretas, o resultado é encontrado com base em uma relação conhecida entre a grandeza que está sendo determinada e algumas outras grandezas, que, por sua vez, são encontradas usando medições diretas.

Com medições conjuntas e cumulativas, as quantidades necessárias são determinadas como resultado da resolução de um sistema de equações. Neste caso, os coeficientes numéricos e alguns termos das equações incluídas neste sistema são encontrados como resultado de medidas diretas ou indiretas.

A diferença entre medições conjuntas e cumulativas é que no primeiro caso, ao determinar o valor desejado, várias outras grandezas diferentes são medidas e, no segundo, várias outras grandezas de mesmo nome são medidas.

Qualquer medição é baseada em alguns fenômenos físicos.

O princípio da medição é a totalidade dos fenômenos físicos nos quais as medições se baseiam.

Um método de medição é um conjunto de métodos para usar instrumentos de medição e princípios de medição. Existem dois métodos principais de medição:

Método de avaliação direta;

Método de comparação de medidas.

O método de avaliação direta consiste em determinar o valor desejado pelo dispositivo de leitura do dispositivo de medição.

O método de comparação com uma medida é que o valor medido é comparado com o valor reproduzido pela medida correspondente. A comparação pode ser direta ou por meio de outras grandezas que se relacionam exclusivamente com o valor medido e o valor reproduzido pela medida. Na comparação direta, o método de comparação também é chamado de método de oposição e, quando comparado por meio de outras grandezas, é chamado de método de comparação indireta ou método de substituição.

De acordo com o método de medição, o método de comparação é dividido em

método nulo;

Diferença ou método diferencial;

Método de correspondência.

O método nulo é que o efeito da quantidade medida é totalmente equilibrado pelo efeito da quantidade conhecida. Um exemplo de método de medição zero é a medição de massa com uma barra de equilíbrio.

Na diferença ou método diferencial, o balanceamento total não ocorre, e a diferença entre os valores comparados é estimada pelo dispositivo de medição. O valor da grandeza medida é determinado neste caso não apenas pelo valor reproduzido pela medida, mas também pelas leituras do instrumento.

O método de correspondência consiste no fato de que o nível de um sinal que está inequivocamente associado ao valor do valor desejado é comparado com o nível do mesmo sinal, mas determinado pela medida correspondente. Pela coincidência dos níveis desses sinais, o valor do valor medido é julgado (tacômetro estroboscópico).

5.2. Características metrológicas dos instrumentos de medição.

As características metrológicas dos instrumentos de medição são as características que permitem julgar sua adequação para medição em uma determinada faixa com certa precisão.

As características metrológicas mais importantes são:

1) faixa de medição;

2) erros de instrumentos de medição;

3) limiar de sensibilidade do instrumento de medição ou transdutor;

4) variação do dispositivo de medição ou transdutor.

Dentro da faixa de medição, a conexão entre os sinais na entrada X e na saída Y dos instrumentos de medição é determinada pela dependência Y=f(X), que é chamada de característica estática dos instrumentos de medição. Para indicar instrumentos, a característica estática é fixada por uma escala, portanto essa dependência também é chamada de equação de escala do instrumento.

Para os transdutores de medição, a faixa de conversão desempenha o mesmo papel que a faixa de medição e, para alguns tipos de medidas, o valor nominal das grandezas que reproduzem.

Para todos os instrumentos de medição, os limites de erros básicos e adicionais permitidos são estabelecidos.

O limite do erro básico permitido é chamado de maior (sem levar em conta o sinal) erro básico do instrumento de medição, no qual ele ainda será reconhecido como apto e permitido para operação.

O limite de erro adicional permitido é o maior erro adicional do instrumento de medição, no qual ele ainda será reconhecido como apto e permitido para operação.

Os instrumentos de medição recebem classes de precisão, cujo símbolo coincide com o valor do erro básico permitido expresso em porcentagem. A classe de precisão k é denotada por um número da seguinte série k = (1; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0>10 p, onde p = 1; 0; -1; -2...

Deve-se notar que instrumentos de medição com várias faixas de medição podem ter várias classes de precisão.

O limiar de sensibilidade é a menor alteração no valor da grandeza medida que pode causar a menor alteração na leitura do dispositivo de medição ou no sinal de saída do transdutor que está disponível para registro.

Uma variação de um dispositivo de medição ou transdutor é a maior diferença nas leituras do instrumento ou a maior diferença entre os sinais de saída do transdutor correspondente ao mesmo valor do sinal de entrada, mas obtido em um caso com um aumento suave, e no outro - com uma diminuição suave no valor do valor medido.

Na prática de pesquisa, muitas vezes há a necessidade de medir quantidades que mudam ao longo do tempo, ou seja, . em condições dinâmicas. Os resultados de tais medições são distorcidos por um erro adicional devido às condições dinâmicas. Este componente de erro é chamado de erro dinâmico e representa a diferença entre o erro dos instrumentos de medição em condições dinâmicas e o erro correspondente em condições estáticas. A razão para o aparecimento de um erro dinâmico é a inércia dos instrumentos de medição. Devido a essa inércia, há um atraso nas leituras ao registrar os valores instantâneos da grandeza medida.