Классификация средств измерения и измерительных систем

Средства измерения - это совокупность технических средств и элементов, которые используются при измерении и имеют нормированные метрологические характеристики и свойства, то есть соответствуют требованиям метрологии к единицам, точности измерения, надежности и воспроизведения полученных результатов, а также требованиям по размерам, конструкции и качеству. Основными видами средств измерения являются меры, измерительные приборы, преобразователи, измерительные установки и измерительные системы. Мерой называется средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера, например, веса - меры массы: 1 кг; 0,5 кг; 0,2 кг; 0,1 кг и другие.

Измерительным прибором называется средство измерения, предназначенное для формирования информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По форме выдачи информации приборы делятся на аналоговые, показания которых являются непрерывной функцией измеряемой величины, и цифровые, показы которых дискретные, а информация подается в цифровой форме. Кроме того, приборы бывают: показывающие, самопишущие, сигнальные, регулирующие, со счетчиками, нормируемыми преобразователями и другими дополнительными функциями.


Измерительный преобразователь - средство измерения, предназначенное для формирования сигнала измеряемой информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, которая непосредственно не воспринимается наблюдателем. Измерительные преобразователи разнообразны как по принципу действия, так и по характеру выходного сигнала. Они классифицируются по:
1. виду измеряемой величины (преобразователи температуры, давления, уровня, плотности и т.д.);
2. принципу действия (пневматические, электрические и другие);
3. виду и характеру выходного сигнала (непрерывные, дискретные).
Важной характеристикой первичного измерительного преобразователя является функциональная зависимость между измерительной величиной и выходным сигналом преобразователя (в частности, линейная зависимость).

Измерительная установка - совокупность функционально объединенных измерительных приборов, измерительных преобразователей и других вспомогательных устройств, размещенных в одном месте и связанных единством конструктивного исполнения, предназначенная для формирования сигналов измеряемой информации в форме, доступной для восприятия наблюдателем, - примером может служить установка для определения качества хлеба, цемента и другой продукции.

Измерительная система - совокупность средств измерения (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств / оборудования, к примеру, распределенные системы хранения данных или вторичные приборы, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для формирования сигналов измеряемой информации в форме, доступной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления. Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц физических величин производится с помощью эталонов и образцовых приборов: от эталонов - рабочим мерам и приборам с помощью образцовых средств измерений.

Эталоны - средства измерения, с помощью которых ведется воспроизведение и хранение единиц физических величин с целью передачи размера образцовым, а от них и рабочим приборам. Классом точности средства измерения называется максимально допустимое значение приведенной погрешности. Классы точности в соответствии со стандартами, как правило, указаны на шкалах приборов. Промышленные приборы имеют классы точности 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 3, 4. При измерении величин в процентах класс точности на шкале прибора обводится кругом.

Основная классификация устанавливает разделение средств измерения по роду измеряемой величины: температуры - термометры и пирометры; давления - манометры, вакуумметры, мановакуумметры, тягомеры, напоромеры; расхода и количества - расходомеры, счетчики; уровня - уровнемеры, указатели уровня, сигнализаторы уровня; концентрации - концентратомеры; состав газов - газоанализаторы; качества воды - кондуктометры, рН-метры и другие.

Дополнительно средства измерения делят на следующие группы:
1. по принципу действия - механические, электрические, пневматические и другие;
2. по характеру показов - показывающие, самопишущие, регистрирующие;
3. по месту расположения - местные, щитовые, дистанционные и другие.


Технические средства измерения имеют сравнительно простую и надежную конструкцию, высокую надежность и невысокую точность. Наглядно показания промышленных приборов хорошо воспринимаются на достаточно большом расстоянии. Кроме того, они имеют сигнальные и регулирующие устройства, преобразователи стандартных сигналов, задающие устройства и тому подобное. В зависимости от назначения, строения и принципа действия средства измерения характеризуются следующими метрологическими свойствами: точностью, чувствительностью, быстродействием, надежностью, погрешностью, классом точности и прочими свойствами.

Точность средства измерения - качество средства, которое отображает близость к нулю его погрешностей. Чем выше точность средства измерения, тем меньше разница между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины.

Правильность средства измерения - качество средства, отражающая близость к нулю его систематических погрешностей. Чувствительность средства измерения - отношение прироста измеренного сигнала на выходе средства измерения к приросту измеренной величины, которая привела к изменению сигнала. Наряду с вышеприведенными свойствами средств измерений, стандартами предусматриваются такие нормированные метрологические характеристики, которые должны находиться в регламентированных пределах: размах шкалы средства измерения, предел допустимых погрешностей, время проведения измерений, дополнительные погрешности и прочее.