Вимірювальний прилад
Вимі́рювальний при́лад — технічний засіб із нормованими метрологічними характеристиками, призначений для отримання, відтворення або збереження у визначений проміжок часу інформації про кількісне значення певної фізичної величини.
Зміст
Класифікація
За призначенням: найважливішою класифікаційною ознакою груп вимірювальних приладів є фізична характеристика, що вимірюється. Виділяють просторово-часові, масо-габаритні, механічні, теплові, електромагнітні, акустичні та світлові характеристики, параметри іонізуючого випромінювання, мікроструктури речовини тощо. Кожну з груп ділять на окремі види. Наприклад, у групу електричних та магнітних вимірювань входять вимірювальні прилади для визначення сили струму (амперметри), електричної напруги (вольтметри), частоти змінного струму (частотоміри).
За процесом вимірювання розрізняють прилади прямого, компенсаційного і змішаного перетворень фізичної величини, а також порівняння (компаратори). У випадку прямого перетворення інформація від первинного вимірювального перетворювача до елемента індикації результату передається тільки в одному напрямку. У приладах компенсаційного вимірювання існує зворотний зв’язок: поетапне зрівноваження вхідного або попередньо перетвореного значення фізичної величини дискретно регульованою мірою. Змішане перетворення поєднує обидва підходи. Прилади порівняльної дії побудовані на принципі порівняння значень вимірюваної та відомої величин.
За функціональністю розрізняють вимірювальні прилади для визначення кількісної характеристики лише однієї фізичної величини та комбіновані, що при послідовній зміні режиму роботи здатні вимірювати декілька величин.
За формою перетворення вхідної фізичної величини вимірювальні прилади поділяють на аналогові (покази є безперервною функцією зміни вимірюваної величини) та цифрові (результат відображається на цифровому табло чи дисплеї у вигляді цифр або символів).
За принципом обробки вхідного сигналу в часі вимірювальні прилади розрізняють за зняттям показів у реальному часі, інтегруванні в часі, фіксації даних за певний час у вигляді графіка, віддрукованої таблиці чи інформації на електронному носії.
За метрологічним призначенням вимірювальні прилади поділяють на еталонні та робочі. Еталонні призначені виключно для повірки робочих вимірювальних приладів. Як правило, це стаціонарні засоби, експлуатація яких пов’язана з жорстким дотриманням параметрів зовнішнього середовища.
За ремонтопридатністю виокремлюють невідновлювальні та відновлювальні вимірювальні прилади. Ремонт першої групи неможливий або економічно недоцільний (масштабна лінійка, спиртовий побутовий термометр). Для неї основними показниками надійності є гарантійний термін зберігання, гарантійний термін експлуатації та середній ресурс (середнє напрацювання на відмову). Для відновлювальних приладів додатково вказують середній термін служби та середній ресурс до ремонту.
Структура
Конструктивно обов’язковим елементом вимірювального приладу є первинний перетворювач, що служить для фіксованого збільшення чи зменшення значення вимірюваної величини або перетворення її в іншу. Первинний вимірювальний перетворювач — давач — конструктивно відокремлений.
Обов’язковим є елемент індикації результату вимірювань. Переважну більшість вимірювальних приладів орієнтовано на візуальне сприйняття результатів. У найпростішому випадку функції елемента індикації виконує сам первинний вимірювальний перетворювач. У більшості випадків під час роботи вимірювального приладу здійснюється багаторазове перетворення початкової фізичної величини, що забезпечується наявністю послідовної ланки вимірювальних перетворювачів між первинним перетворювачем та елементом індикації.
Існує категорія приладів, де результат вимірювання є функцією декількох фізичних величин різної природи. У цьому випадку здійснюється паралельна робота відповідної кількості первинних вимірювальних перетворювачів, які трансформують значення різнорідних фізичних величин в однакову форму. Найчастіше це електричний сигнал в аналоговій чи цифровій формах. У сучасних електронних приладах передбачено підключення до зовнішніх пристроїв зберігання та оброблення даних, зокрема до персонального комп’ютера.
Основні характеристики
Серед загальних характеристик вимірювальних приладів: метрологічні, масогабаритні, енергетичні, показники надійності.
Метрологічні характеристики містять:
- діапазон вимірювань (визначає верхню та нижню межі допустимих значень вимірюваної величини);
- поріг чутливості (визначає мінімальне значення вимірюваної величини, яке може бути зафіксоване оператором);
- точність (характеризує ступінь відповідності результатів вимірювання реальному значенню фізичної величини);
- роздільну здатність (характеризує мінімальну різницю в значеннях фізичної величини, яка може бути однозначно зафіксована в процесі вимірювання);
- короткотривалу та довготривалу стабільності (характеризують зміну показів у межах одного вимірювального експерименту та інтервалу між повірками приладу за умови незмінності вимірюваної фізичної величини);
- завадостійкість (характеризує максимально допустимий рівень певної фізичної величини, яка не є предметом вимірювання, але може змінити його результат);
- швидкодію (визначається в кількості вимірювань за одиницю часу або в тривалості одного вимірювання).
До масогабаритних показників належать геометричні розміри вимірювального приладу та його маса.
Енергетичні характеристики необхідні для вимірювальних приладів, що споживають енергію у процесі роботи (переважно — енергію електричну). У цьому випадку вказують джерело живлення (промислова електромережа змінного струму, автономний генератор, батарея гальванічних елементів чи акумуляторів, сонячна батарея), вимоги до джерела енергії та тривалість безперервної роботи (для автономних джерел).
Вимоги до виконання робочих вимірювальних приладів повинні відповідати умовам їхньої експлуатації. Вони залежать від категорії кліматичних умов, ступеня захисту від пилу та вологи, величини допустимих показників удару та вібрації, рівня вибухозахисту (у випадку роботи у вибухонебезпечному середовищі). Додатковими вимогами можуть бути: допустимий рівень електромагнітних, акустичних, радіаційних та інших перешкод.
Вимоги стосовно умов зберігання та транспортування вимірювальних приладів можуть не збігатися з умовами експлуатації, їх визначають окремо.
Джерело
- ДСТУ 2681-94. Метрологія. Терміни та визначення. Київ : Держстандарт України, 1994.
Література
- Єременко В. С., Монченко О. В. Аналогові та цифрові вимірювальні прилади. Київ : Національний авіаційний університет, 2018. 150 с.
- Кузьменко Ю., Величко О., Рожнов М. та ін. Щодо розроблення національного нормативного документа з метрологічної термінології // Метрологія та прилади. 2018. № 2 (70). С. 66–67.
- Солтис І. В., Деревянчук О. В. Основи метрології. Чернівці : Чернівецький національний університет, 2021. 152 с.
- Величко О., Гордієнко Т. Порівняльне дослідження параметрів якості засобів вимірювальної техніки: практичні аспекти // Український метрологічний журнал. 2021. № 3. С. 24–30.
Автори ВУЕ
Покликання на цю статтю: Скіпочка С. І., Сергієнко В. М. Вимірювальний прилад // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Вимірювальний прилад (дата звернення: 29.04.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 03.11.2022
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
