Роль и значение измерительной техники
презентация к уроку

Слайд 2

Преподаватель Михальченко Марина Валерьевна

Слайд 3

Измерительная техника - один из важнейших факторов ускорения научно- технического прогресса практически во всех отраслях народного хозяйства. При описании явлений и процессов, а также свойств материальных тел используются различные физические величины, число которых достигает нескольких тысяч: - электрические, - магнитные, - пространственные, - временные, - механические, - акустические, - оптические, - химические, - биологические и др. При этом указанные величины отличаются не только качественно, но и количественно и оцениваются различными числовыми значениями. Роль и значение измерительной техники. История развития

Слайд 4

Установление числового значения физической величины осуществляется путем измерения. Результатом измерения является количественная характеристика в виде именованного числа с одновременной оценкой степени приближения полученного значения измеряемой величины к истинному значению физической величины. Укажем, что нахождение числового значения измеряемой величины возможно лишь опытным путем, т. е. в процессе физического эксперимента. При реализации любого процесса измерения необходимы технические средства, осуществляющие восприятие, преобразование и представление числового значения физических величин.

Слайд 5

Электрические методы измерений получили наиболее широкое распространение, так как с их помощью достаточно просто осуществлять преобразование, передачу, обработку, хранение, представление и ввод измерительной информации в ЭВМ.

Слайд 6

Технические средства и различные методы измерений составляют основу измерительной техники. Любой производственный процесс характеризуется большим числом параметров, изменяющихся в широких пределах. Для поддержания требуемого режима технологической установки необходимо измерение указанных параметров. При этом, чем достовернее осуществляется измерение технологических параметров, тем лучше качество целевого выходного продукта.

Слайд 7

Современные предприятия, например нефтехимического профиля с непрерывным характером производства, для поддержания качества выпускаемой продукции используют измерение различных физических параметров, таких, как температура, объемный и массовый расход веществ, давление, уровень и количество вещества, время, состав вещества, напряжение, сила тока, скорость и др. При этом число требуемых для измерения параметров достигает нескольких тысяч. Например, в атомной энергетике число требуемых для измерения параметров процессов достигает десятков тысяч.

Слайд 8

Получение и обработка измерительной информации предназначены не только для достижения требуемого качества продукции, но и организации производства, учета и составления баланса количества вещества и энергии. В настоящее время важной областью применения измерительной техники является автоматизация научно-технических экспериментов. Для повышения экономичности проектируемых объектов, механизмов и машин большое значение имеют экспериментальные исследования, проводимые на их физических моделях. При этом задача получения и обработки измерительной информации усложняется настолько, что ее эффективное решение становится возможным лишь на основе применения специализированных измерительно-вычислительных средств.

Слайд 9

Измерительная техника начала свое развитие с 40-х годов XVIII в. и характеризуется последовательным переходом от показывающих (середина и вторая половина XIX в.), аналоговых самопишущих (конец XIX - начало XX в.), автоматических и цифровых приборов (середина XX в. - 50-е годы) к информационно-измерительным системам.

Слайд 10

Конец XIX в. характеризовался первыми успехами радиосвязи и радиоэлектроники. Ее развитие привело к необходимости создания средств измерительной техники нового типа, рассчитанных на малые входные сигналы, высокие частоты и высокоумные входы. В этих новых средствах измерительной техники использовались радиоэлектронные компоненты -выпрямители, усилители, модуляторы и генераторы (ламповые, транзисторные, на микросхемах), электронно-лучевые трубки (при построении осциллографов) и др.

Слайд 11

Одним из современных направлений развития измерительной техники, базирующейся на достижениях радиоэлектроники, являются цифровые приборы с дискретной формой представления информации. Такая форма представления результатов оказалась удобной для преобразования, передачи, обработки и хранения информации. Развитие дискретных средств измерительной техники в настоящее время привело к созданию цифровых вольтметров постоянного тока, погрешность показаний которых ниже 0,0001 %, а быстродействие преобразователей напряжение - код достигает нескольких миллиардов измерений в секунду; верхний предел измерения современных цифровых частотомеров достиг гигагерца; цифровые измерители временного интервала имеют нижний предел измерения до долей пикосекунды; электрические токи измеря­ются в диапазоне от 10~16 до 105 А, а длины - в диапазоне от 10~12 (размер атомов) до 3,086 • 1016 м

Слайд 12

Широкие возможности открылись перед измерительной техникой в связи с появлением микропроцессоров (МП) и микроЭВМ. Благодаря им значительно расширились области применения средств измерительной техники, улучшились их технические характеристики, повысились надежность и быстродействие, открылись пути реализации задач, которые ранее не могли быть решены. По широте и эффективности применения МП одно из первых мест занимает измерительная техника, причем все более широко применяются МП в системах управления. Трудно переоценить значение МП и микроЭВМ при создании автоматизированных средств измерений, предназначенных для управления, исследования, контроля и испытаний сложных объектов. Развитие науки и техники требует постоянного совершенствования средств измерительной техники, роль которой неуклонно возрастает.

Слайд 13

Измерение - это информационный процесс получения опытным путем численного отношения между данной физической величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения. Результат измерения — именованное число, найденное путем измерения физической величины. Результат измерения может быть принят как действительное значение измеряемой величины. Одна из основных задач измерения - оценка степени приближения или разности между истинным и действительным значениями измеряемой физической величины — погрешности измерения. Погрешность измерения - это отклонение результата из­мерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешность измерения является непосредственной характеристикой точности измерения. Точность измерения - степень близости результата измере­ния к истинному значению измеряемой физической величины. Измерение уменьшает исходную неопределенность значения физической величины до уровня неизбежной остаточной неопределенности, опре­деляемой погрешностью измерения. Значение погрешности измерения зависит от совершенства технических устройств, способа их использования и условий проведения эксперимента. Основные понятия и определения

Слайд 14

Принцип измерения - это физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерения. Примером может служить измерение температуры с использованием термоэффекта и другие физические явления, используемые для проведения эксперимента, которые должны быть выбраны с учетом получения требуемой точности измерения. Измерительный эксперимент - это научно обоснованный опыт для получения количественной информации с требуемой или возможной точностью определения результата измерений. Проведение измерительного эксперимента предполагает наличие технических устройств, которые могут обеспечить заданную точность получения результата. Технические устройства, участвующие в эксперименте, заранее нормируются по показателям точности и относятся к средствам измерений. Средство измерений - это техническое устройство, используемое в измерительном эксперименте и имеющее нормированные характеристики точности

Слайд 15

Электронные индикаторы осуществляют много дополнительных функций по сравнению с механическими моделями. Электронные индикаторы, прецизионные индикаторы часового типа, а также индикаторные измерительные приборы имеют возможность осуществлять замеры с наименьшей погрешностью, насколько это возможно. Поэтому они идеально подходят для исследований износа.

Слайд 16

Модель TESADIGICO 11. Модель TESADIGICO 11. Установка начала отсчета цифровой шкалы в любом месте диапазона измерения. Цифровая шкала и клавиатура поворачиваются на 2700. Возможность удерживания измеряемого значения. Цифровой ввод (функция PRESET). 2 опорных точки. Цифровой выход. Возможность ввода граничных значений для классификации по цвету светодиода: зеленый – для «Годный», красный – «Брак», желтый – «Доработать». Занесение в память, используя функции: «Наибольшее значение», «Наименьшее значение», «Наибольшее значение минус наименьшее значение». Пересчет с реверсом.

Слайд 17

По назначению все весоизмерительные приборы можно разделить на четыре основных групп: общего назначения; 2) технологические; 3) лабораторные; 4) метрологические; 5) для специальных измерений

Слайд 19

К 1-й группе относятся весы, широко применяемые в торговле, складском хозяйстве, во всех отраслях промышленности и на транспорте: настольные весы для нагрузок до 20 кг, платформенные передвижные весы с нагрузкой до 3 т и стационарные платформенные весы для больших предельных нагрузок (к ним относятся также автомобильные, вагонеточные и вагонные весы).

Слайд 20

Во 2-ю группу входят технологические весы, применяемые в различных отраслях промышленности.

Слайд 21

К 3-й группе относятся лабораторные весы, отличающиеся особыми условиями и методами взвешивания предметов и высокой точностью показаний. Предназначены для взвешивания тел массой до 1,5 кг.

Слайд 22

К 4-й группе принадлежат метрологические весы, служащие для проведения различных проверочных работ. Отдельные типы метрологических весов, например образцовые весы, используются на производстве и в торговле, где требуется высокая точность показаний. Образцовые весы применяются также в финансовых организациях для взвешивания драгоценностей, в лабораториях, на предприятиях в отделах технического контроля

Слайд 23

В повседневной жизни мы уже не можем обойтись без часов — приборов, измеряющих время, без электрического счетчика и без термометра на стене или за окном. Повсюду сталкиваемся мы с измерительными приборами, можно сказать, на каждом шагу. Какую бы величину мы ни измеряли, нам приходится ее преобразовывать в количественное показание. Например, при измерении температуры тела термометром используется тепловое расширение тел для отсчета градусов на градуированной шкале.

Слайд 24

Преобразование величин при измерении происходит в термометрах, манометрах, амперметрах, вольтметрах, циферблатных весах — все это приборы прямого действия. В них измеряемая величина превращается специальным устройством в достаточно мощный сигнал, перемещающий подвижную часть прибора с указателем. Но это не единственный способ провести измерение.

Слайд 25

В ряде приборов измеряемая величина сравнивается с некоторой известной величиной. Это приборы сравнения, они считаются более точными. Так работают рычажные весы— один из наиболее древних измерительных приборов. В них вес груза сравнивается с весом гири. Сравнение происходит путем уравновешивания, компенсирования. Поэтому рычажные весы относят к приборам с компенсационной схемой. В них измеряемая величина — вес тела уравновешивается, компенсируется противодействием другой величины, известное значение которой и дает результат измерения. Это наиболее простой способ измерения.

Слайд 26

Но есть величины, которые не обладают энергией и не могут сами по себе производить никакого действия, например длина, угол, объем, концентрация вещества, емкость конденсатора, трение. Их невозможно сравнивать путем компенсации. . Для измерения подобных величин применяют совсем иную схему. Те же самые рычажные весы можно приспособить для сравнения двух длин. Если одно плечо- это измеряемая длина, то значение ее можно установить по известной длине другого плеча, которое его уравновешивает при одинаковых грузах на чашах весов. Таков принцип работы прибора с мостовой схемой. В нем сравниваются какие-то действия, производимые одновременно на измеряемую и известную величины. При равенстве значений этих величин встречно направленные действия взаимно погашаются. Так измеряют электрические сопротивления, гидравлические сопротивления и некоторые другие величины.

Слайд 27

Результат измерения проще всего фиксировать, наблюдая за перемещениями стрелки прибора или другого какого-нибудь указателя. Такие приборы называют показывающими. В последние годы широкое распространение получили показывающие приборы с цифровыми отсчетными устройствами, как, например, обычные электрические счетчики. Но далеко не всегда устраивает такая выдача результатов измерения. Стрелки приборов сейсмической службы долгое время могут оставаться неподвижными. И только после внезапного подземного толчка они совершают резкий скачок и возвращаются в.первоначальное положение. Тут не обойтись без записи. В этих случаях используют не показывающие, а самопишущие и печатающие приборы. Запись, сделанная прибором,— это объективный и долговечный результат научного эксперимента, заводского испытания или медицинского обследования.