Metroloogias liigitatakse mõõteriistad tavaliselt tüübi, tööpõhimõtte ja metroloogilise otstarbe järgi.

Mõõteriistad on järgmised: mõõdud, mõõteseadmed; mõõtepaigaldised ja mõõtesüsteemid (joonis 1.1).

Mõõtke– mõõtevahend, mis on ette nähtud teatud suurusega füüsikalise suuruse reprodutseerimiseks.

Riis. 1.1. Mõõtevahendite klassifikatsioon

Kõige arvukamad mõõteriistade tüübid on mõõteseadmed , mida kasutatakse iseseisvalt või mõõtesüsteemide osana.

Mõõteinfosignaali esitusviisi järgi jaotatakse mõõteseadmed mõõteriistadeks ja mõõtemuunduriteks.

Mõõteseade– mõõtevahend, mis on ette nähtud mõõtmisteabe signaali genereerimiseks vaatlejale vahetult tajutavas vormis. Mõõteteavet esitatakse tavaliselt kursori liigutamisega skaalal, kursori liigutamisega üle skaala, pliiatsi liigutamisega diagrammil või tulemustabelile ilmuvate numbritena.

Mõõtevahendeid saab klassifitseerida mitmete tunnuste järgi. Kõige olulisemad metroloogilised omadused on näidatud joonisel fig. 1.1.

Andur– mõõtevahend, mis on ette nähtud mõõteinformatsiooni signaali genereerimiseks kujul, mis on mugav edastamiseks, edasiseks muundamiseks, töötlemiseks ja (või) salvestamiseks, kuid mis ei ole vaatleja poolt vahetult tajutav.

Mõõteteavet esitavad muundurid tavaliselt signaalide või vahelduvvoolu või pinge, suruõhu või vedeliku rõhu, harmoonilise sageduse, ristkülikukujuliste impulsside jada jne kujul.

Nagu on näha joonisel fig. 1.1, saab mõõtemuundureid klassifitseerida sõltuvalt kasutatavast mõõtmismeetodist ja suuruse esitamise viisist, täiesti sarnaselt mõõteriistadega. Lisaks on tavaks mõõteandureid eristada nende asukoha järgi mõõtesüsteemis ja silmas pidades teisendusfunktsiooni, milleks on mõõtemuunduri signaali sõltuvus mõõdetavast füüsikalisest suurusest. Lisaks joonisel fig. 1.1 mõõtevahendite ja muundurite klassifikatsioone kasutavad ka teised.

Mõõdetava koguse tüübi järgi jagunevad mõõteseadmed ampermeetriteks - voolu mõõtmiseks, termomeetriteks - temperatuuri mõõtmiseks, manomeetriteks - rõhu mõõtmiseks, kontsentraatoriteks - ainete kontsentratsiooni mõõtmiseks jne.

Mõõteseadmed tulevad vastavalt kaitseastmele tavalistes (tavalistes), tolmu-vee-, plahvatuskindlates, pitseeritud jne versioonides.

Mõõteriistad jagunevad kasutuse iseloomu järgi statsionaarseteks (paneel-paneel), mille korpus on kohandatud jäigaks kinnituseks paigalduskohas, ja teisaldatavateks, mille korpus ei ole kohandatud jäigaks kinnitamiseks.

Mõõtmise seadistus– ühes kohas funktsionaalselt integreeritud mõõtevahendite (mõõdud, mõõteriistad, mõõtemuundurid) ja abiseadmete komplekt, mis on ette nähtud mõõtmisteabesignaalide genereerimiseks vaatlejale vahetult tajutavas vormis. Mõõteseadmeid kasutatakse tavaliselt erinevates laborites tehtavates teadusuuringutes, metroloogiateenistuste kvaliteedikontrolli käigus mõõtevahendite metroloogiliste omaduste määramiseks.

Mõõtesüsteem– sidekanalitega ühendatud mõõtevahendite (mõõtevahendite, mõõteriistade, mõõtemuundurite) ja abiseadmete komplekt, mis on ette nähtud automaatseks töötlemiseks, edastamiseks ja (või) automaatjuhtimissüsteemides kasutamiseks sobival kujul mõõtmisteabe signaali genereerimiseks. Praegu peetakse mõõtesüsteeme sageli nn infomõõtesüsteemide üheks klassiks.

Info- ja mõõtesüsteem (IMS)– funktsionaalsete integreeritud mõõte-, arvutus- ja muude tehniliste abivahendite kogum, mis on ette nähtud mõõtmisteabe saamiseks, selle teisendamiseks, töötlemiseks tarbijale esitamiseks (sealhulgas automaatjuhtimissüsteemi sisestamiseks) nõutud kujul; või automaatselt realiseerida loogilisi juhtimis-, diagnostika-, tuvastamisfunktsioone.

Lisaks kaalutletud mõõtevahendite liigitamisele tüübi järgi on oluline ka klassifitseerimine tööpõhimõtte järgi.

Mõõtevahendi tööpõhimõte on seda tüüpi mõõtevahendite ehituse aluseks olev füüsikaline põhimõte. Tööpõhimõte kajastub tavaliselt mõõteriista nimetuses, näiteks: termoelektriline termomeeter, tensomõõtur, elektromagnetiline voolumõõtur jne.

Kuna erinevaid suurusi mõõtvate instrumentide puhul on liigitus tööpõhimõtte järgi spetsiifiline, siis edasisel esitlusel esitatakse see iga suuruse kohta.

Ja lõpuks, metroloogia seisukohalt on hädavajalik mõõtevahendite klassifitseerimine nende metroloogilise otstarbe järgi, mille järgi on tavaks eristada standardseid ja töötavaid mõõteriistu.

Töökorras mõõteriist– vahend, mida kasutatakse mõõtmiseks, mis ei ole seotud ühiku suuruste ülekandmisega. Töötavad mõõteriistad on tohutult erinevaid mõõteriistu, muundureid, mõõteseadmeid ja -süsteeme, mida kasutatakse kõigis inimtegevuse valdkondades.

Eeskujulik mõõteriist- mõõt, mõõteseade, mõõtemuundur, mida kasutatakse teiste (nii töötavate kui ka näitlikult vähem täpsete) mõõtevahendite taatlemiseks ja on heaks kiidetud näitlikuna.

Mõõtevahend on mõõtmisel kasutatav tehniline seade, millel on standardsed metroloogilised omadused. Elektri- ja raadiotehniliste suuruste mõõtevahendite (MI) üksikasjalik klassifikatsioon antakse ja käsitletakse punktis 2.1. Siin piirdume tehnilise ja metroloogilise otstarbega mõõtevahendite üldise klassifikatsiooniga, mida reguleerib GOST 16263-70.

Mõõteriistad jagunevad tehnilise otstarbe järgi mõõtudeks, mõõteriistadeks, mõõtemuunduriteks ja abimõõteriistadeks. Lisaks võib erinevate mõõteriistade komplekt moodustada mõõteseadmeid ja -süsteeme.

Measure – SI, mis on ette nähtud etteantud suurusega füüsikalise suuruse reprodutseerimiseks. Mõõt on vajalik eelkõige kõigi võrdlusmeetodi modifikatsioonide rakendamisel, kuna just mõõdu abil saadakse väärtus, mille väärtust me teame.

Mõõtevahend - SI, mis on ette nähtud mõõteinformatsiooni signaali (mõõtesignaal) genereerimiseks vaatlejale vahetult tajutavas vormis. Mõõteriistad on põhiline kursusel õpitavate elektro- ja raadiotehnika suuruste mõõteriistade liik.

Mõõteandur - SI, mis on ette nähtud mõõtmisteabe signaali genereerimiseks kujul, mis on mugav edastamiseks, edasiseks teisendamiseks, töötlemiseks ja salvestamiseks, kuid mis ei ole vaatleja poolt otse tajutav. Mõõtemuundurid võivad olla kas mõõteriistade osad või kasutada neid iseseisvalt. Seetõttu nimetatakse mõõtevahendeid ja andureid hõlmavat SI-kategooriat ka mõõteseadmeteks.

Mõõtepaigaldis on ühes kohas funktsionaalselt kombineeritud mõõteriistade ja abiseadmete kogum, mis on ette nähtud mõõtmisteabe signaalide genereerimiseks vaatlejale vahetult tajutavas vormis.

Mõõtesüsteem on sidekanalitega omavahel ühendatud mõõteriistade ja abiseadmete komplekt, mis on ette nähtud mõõtmisteabe signaalide genereerimiseks automaatseks töötlemiseks, edastamiseks ja erinevates juhtimissüsteemides kasutamiseks sobival kujul. Mõõtesüsteemid on üks levinumaid teabe- ja mõõtesüsteemide liike.

Vastavalt oma metroloogilisele otstarbele eristatakse kõik mõõteriistad etalon-, standard- ja töömõõteriistadeks.

Standard - SI (või SI-kompleks), mis pakub füüsilise koguse ühiku reprodutseerimist ja (või) salvestamist selle suuruse ülekandmiseks madalamale SI-le, mis on valmistatud vastavalt spetsiaalsele spetsifikatsioonile ja ametlikult kinnitatud standardina.

Näidis-SI on suure täpsusega mõõt, mõõteseade või mõõtemuundur, mida kasutatakse teiste SI kontrollimiseks. Need on heaks kiidetud ka eeskujulikena ja neil on eriline klassifikatsioon.

Töötav SI on SI, mida kasutatakse mõõtmiste jaoks, mis ei ole seotud füüsikaliste suuruste ühikute suuruse ülekandmisega. Just need mõõtmised, mida nimetatakse ka tehnilisteks, on mõõtmispraktikas kõige laiemalt esindatud ning neid teostatakse kõikidel toodete projekteerimise, tootmise ja käitamise etappidel. Seetõttu on allpool käsitletavad elektri- ja raadiomõõtevahendite ehituspõhimõtted ja ehitusskeemid seotud peamiselt töötavate mõõtevahenditega.

Föderaalne haridusagentuur

PENZA RIIK TEHNOLOOGIAAKADEEMIA

Osakond: Automatiseerimine ja juhtimine

Eksam distsipliini kohta

"Tehnilised mõõtmised ja instrumendid"

Lõpetanud: üliõpilane gr. 05A1z: Sysoev M.A.

Kontrollis: Shakursky A.V.

Penza 2009

1 Mõõtevahendite mõiste ja klassifikatsioon

1.1 SI metroloogilised omadused

1.2 SI kasutamine

1.3 SI vigade normaliseerimine

1.4 SI täpsusklass ja selle tähistus

1.5 Standardid ja nende kasutamine

2. Pöörisvoolumuundurid

3. Si geomeetrilised ja mehaanilised suurused

3,1 Si geomeetriliste suuruste ühikut

3,2 mehaaniliste suuruste Si ühikut

Bibliograafia

1 Mõõtevahendite mõiste ja klassifikatsioon

Mõõtevahend (MI)– mõõtmiseks mõeldud tehniline seade, millel on standardsed metroloogilised omadused ja mis reprodutseerib või salvestab füüsikalise suuruse ühikut, mille suurus eeldatakse muutumatut teadaoleva ajavahemiku jooksul.

Ülaltoodud definitsioon väljendab mõõteriista olemust, mis esiteks salvestab või taastoodab ühikut ja teiseks on see mõõtühik muutumatu. Need olulisemad tegurid määravad mõõtmiste teostamise võimaluse, s.t. muuta tehniline seade mõõtmisvahendiks. Selle poolest erinevad mõõteriistad teistest tehnilistest seadmetest. Mõõtevahendite hulka kuuluvad mõõtemeetmed: muundurid, instrumendid, paigaldised ja süsteemid.

Füüsikalise suuruse mõõtmine– mõõtevahend, mis on ette nähtud ühe või mitme kindlaksmääratud mõõtmega füüsikalise suuruse reprodutseerimiseks ja (või) salvestamiseks, mille väärtused on väljendatud kindlaksmääratud ühikutes ja on nõutava täpsusega teada. Näited mõõtudest: kaalud, mõõtetakistid, gabariidiplokid, radionukliidide allikad jne. Meetmeid, mis taastoodavad ainult ühesuurused füüsikalisi suurusi nimetatakse nn. üheselt mõistetav(kaal), mitu suurust – polüsemantiline(millimeetri joonlaud - võimaldab väljendada pikkust nii mm-des kui ka cm-des). Lisaks on olemas mõõtude komplektid ja laod, näiteks mahtude või induktiivsuste ladu. Mõõtmiste tegemisel mõõtude abil võrreldakse mõõdetud suurusi teadaolevate suurustega, mis on mõõtudega reprodutseeritavad. Võrdlust tehakse erineval viisil, levinuim võrdlusvahend on võrdleja, mis on mõeldud homogeensete koguste mõõtude võrdlemiseks. Võrdluse näiteks on kangskaala. Meetmed hõlmavad standardproovid ja võrdlusaine, mis on kindla ja rangelt reguleeritud sisaldusega aine spetsiaalselt loodud kehad või proovid, mille üheks omaduseks on teadaoleva väärtusega kogus. Näiteks kõvaduse, kareduse proovid.

Mõõteandur (MT) - standardsete metroloogiliste omadustega tehniline seade, mida kasutatakse mõõdetud suuruse teisendamiseks teiseks suuruseks või mõõtesignaaliks ja mis on mugav töötlemiseks, salvestamiseks, kuvamiseks või edastamiseks. MT väljundis olev mõõtmisteave ei ole reeglina vaatlejale otseseks tajumiseks kättesaadav. Kuigi PI-d on struktuurselt eraldiseisvad elemendid, sisalduvad need kõige sagedamini keerukamate mõõtevahendite või -paigaldiste komponentidena ning neil ei ole mõõtmiste läbiviimisel iseseisvat tähtsust.

Mõõtemuundurisse antud teisendatud suurust nimetatakse sisend, ja teisenduse tulemus on vaba päev suurus. Nendevaheline suhe on antud teisendusfunktsioon, mis on selle peamine metroloogiline omadus. Mõõdetud väärtuse vahetuks reprodutseerimiseks kasutage esmased muundurid, mida mõõdetud väärtus otseselt mõjutab ja mille puhul toimub mõõdetud väärtuse teisendamine selle edasiseks teisendamiseks või näitamiseks. Primaarmuunduri näide on termoelektrilise termomeetri ahelas olev termopaar. Üks primaarse muunduri tüüp on andur– struktuurselt eraldiseisev primaarmuundur, millest võetakse vastu mõõtesignaale ("annab" infot). Anduri saab paigutada selle signaale vastuvõtvast mõõtevahendist märkimisväärsele kaugusele. Näiteks ilmaõhupalli andur. Ioniseeriva kiirguse mõõtmise valdkonnas nimetatakse andurit sageli detektoriks.

Ümberkujundamise olemuse järgi võivad üksikettevõtjad olla analoog, analoog-digitaal (ADC), digitaal-analoog (DAC) st digitaalsignaali teisendamine analoogsignaaliks või vastupidi. Analoogesitusvormis võib signaal omandada pideva väärtuste komplekti, see tähendab, et see on mõõdetava suuruse pidev funktsioon. Digitaalsel (diskreetsel) kujul esitatakse see digitaalsete rühmade või numbritena. IP on näiteks mõõtevoolutrafo ja takistustermomeetrid.

Mõõteseade– mõõtevahend, mis on ette nähtud mõõdetud füüsikalise suuruse väärtuste saamiseks kindlaksmääratud vahemikus. Mõõtevahend esitab mõõtmisteavet neile kättesaadaval kujul otsene taju vaatleja.

Kõrval näidustuse meetod eristama näidu- ja salvestusriistad. Registreerimine võib toimuda mõõdetud väärtuse pideva salvestamise vormis või instrumendi näidud digitaalsel kujul printides.

Seadmed otsene tegevus kuvada mõõdetud kogust näidikuseadmel, mille graduatsioonid on selle suuruse ühikutes. Näiteks ampermeetrid, termomeetrid.

Võrdlusseadmed on mõeldud mõõdetud suuruste võrdlemiseks suurustega, mille väärtused on teada. Selliseid instrumente kasutatakse suurema täpsusega mõõtmiseks.

Vastavalt nende tegevusele jagunevad mõõteriistad integreerimine ja summeerimine, analoog ja digitaalne, salvestamine ja trükkimine.
Mõõtmise seadistus ja süsteem– funktsionaalselt kombineeritud mõõtude, mõõteriistade ja muude seadmete komplekt, mis on ette nähtud ühe või mitme koguse mõõtmiseks ja mis asuvad ühes kohas ( paigaldus) või mõõdetava objekti erinevates kohtades ( süsteem). Mõõtesüsteemid on üldiselt automatiseeritud ning sisuliselt pakuvad need mõõtmis-, töötlemis- ja mõõtmistulemuste esitamise protsesside automatiseerimist. Mõõtesüsteemide näiteks on automatiseeritud kiirgusseiresüsteemid (ARMS) erinevates tuumafüüsika rajatistes, nagu näiteks tuumareaktorid või laetud osakeste kiirendid.

Kõrval metroloogilistel eesmärkidel mõõteriistad jagunevad töö- ja etalonideks.

Töötav SI- mõõtmisvahend, mis on ette nähtud mõõtmiseks, mis ei ole seotud ühiku suuruse ülekandmisega teistele mõõtevahenditele. Töötavat mõõteriista saab kasutada ka indikaatorina. Näitaja– tehniline vahend või aine, mis on ette nähtud mis tahes füüsikalise koguse olemasolu või selle läviväärtuse ületamise kindlakstegemiseks. Näidikul ei ole standardiseeritud metroloogilisi omadusi. Näidikud on näiteks ostsilloskoop, lakmuspaber jne.

Viide- mõõtevahend, mis on ette nähtud ühiku taasesitamiseks ja (või) salvestamiseks ning selle suuruse ülekandmiseks teistele mõõtevahenditele. Nende hulgas võime esile tõsta tööstandardid erinevad kategooriad, mida varem nimetati eeskujulikud mõõteriistad.

Mõõtevahendite klassifitseerimine toimub erinevate muude kriteeriumide alusel. Näiteks vastavalt mõõdetud suuruste tüübid, skaala tüübi järgi (ühtlase või ebaühtlase skaalaga), seose järgi mõõteobjektiga (kontakt või mittekontaktne).

1.1 SI metroloogilised omadused

Mõõtevahendite sobivuse hindamine teatud mõõtmisülesannete lahendamiseks toimub nende läbimõtlemise teel metroloogilised omadused.

Metroloogilised omadused (MC)– mõõtevahendi ühe omaduse tunnus, mis mõjutab mõõtmistulemust ja selle viga. Metroloogilised omadused võimaldavad hinnata nende sobivust teadaoleva täpsusega mõõtmiseks teadaolevas vahemikus. Nimetatakse mõõtevahendite regulatiivsete dokumentidega kehtestatud metroloogilisi omadusi standarditud metroloogilised omadused ja katseliselt määratud näitajad - kehtiv.

Iga SI tüübi jaoks kehtestatakse oma metroloogilised omadused. Praktikas levinumaid metroloogilisi omadusi käsitletakse allpool.

SI mõõtevahemik– suuruse väärtuste vahemik, mille piires selle lubatud veapiirid normaliseeritakse. Mõõtude puhul on see nende nimiväärtus; muundurite puhul on see teisendusvahemik. Eristama alumine ja ülemine mõõtepiir, mida väljendatakse koguste väärtustega, mis piiravad mõõtmisvahemikku alt ja ülevalt.

SI viga- mõõtevahendi näidu erinevus; HP ja mõõdetud suuruse tegelik (tegelik) väärtus – XD.

Mõõtevahendite vigade klassifikatsioon on levinud. Allpool on toodud näited kõige sagedamini kasutatavatest tüüpidest.

Absoluutne SI viga– mõõtevahendi viga, väljendatuna mõõdetud väärtuse ühikutes: ∆Х = Хп – Хд. Absoluutne viga on praktiliseks kasutamiseks mugav, kuna annab vea väärtuse mõõdetud väärtuse ühikutes. Kuid seda kasutades on raske võrrelda erinevate mõõtevahemikega instrumentide täpsust. See probleem kõrvaldatakse suhteliste vigade kasutamisel.

Mõõtevahend

Mõõtmised viiakse läbi tehniliste vahenditega, mida nimetatakse mõõteriistadeks (MI). SI arendamine on instrumentide inseneri ülesanne. Metroloogias vaadeldakse mõõtevahendeid nende ühtse klassifitseerimise ja parameetrite tuvastamise seisukohalt, mis tagavad etteantud täpsusega mõõtetulemuste saamise. Siin käsitletakse ka meetodeid ja vahendeid mõõtühikute suuruste ülekandmiseks standarditelt töötavatele mõõteriistadele.

Mõõtevahendite mõiste ja klassifikatsioon

Mõõtevahend (MI) on mõõtmiseks mõeldud tehniline mõõteriist, millel on standardiseeritud metroloogilised omadused ja mis reprodutseerib või salvestab füüsikalise suuruse ühikut, mille suurus eeldatakse muutumatut teadaoleva ajavahemiku jooksul.

Mõõtevahendite hulka kuuluvad mõõtemeetmed: muundurid, instrumendid, paigaldised ja süsteemid.

Füüsikalise suuruse mõõt on mõõteriist, mis on ette nähtud ühe või mitme kindlaksmääratud suurusega füüsikalise suuruse reprodutseerimiseks ja (või) salvestamiseks, mille väärtused on väljendatud kindlaksmääratud ühikutes ja on teada vajaliku täpsusega. Näited mõõtudest: kaalud, mõõtetakistid, gabariidiplokid, radionukliidide allikad jne.

Mõõte, mis reprodutseerivad ainult ühe suurusega füüsilisi suurusi, nimetatakse üheväärtuslikeks (kaaludeks), mitut suurust nimetatakse mitmeväärtuslikeks (millimeeterjoonlaud - võimaldab väljendada pikkust nii mm-des kui ka cm-des). Lisaks on olemas mõõtude komplektid ja laod, näiteks mahtude või induktiivsuste ladu.

Mõõtmiste tegemisel mõõtude abil võrreldakse mõõdetud suurusi teadaolevate mõõtudega reprodutseeritud suurustega. Võrdlust tehakse erineval viisil, kõige levinum võrdlusvahend on homogeensete suuruste mõõtude võrdlemiseks mõeldud komparaator. Võrdluse näiteks on kangskaala.

Mõõtmed hõlmavad standardproove ja võrdlusainet, mis on spetsiaalselt kavandatud kindla ja rangelt reguleeritud sisaldusega kehad või proovid, mille üheks omaduseks on teadaoleva väärtusega kogus. Näiteks kõvaduse, kareduse proovid.

Mõõtemuundur (MT) on standardsete metroloogiliste omadustega tehniline seade, mida kasutatakse mõõdetud väärtuse teisendamiseks teiseks väärtuseks või mõõtesignaaliks, mis on mugav töötlemiseks, salvestamiseks, näitamiseks või edastamiseks. MT väljundis olev mõõtmisteave ei ole reeglina vaatlejale otseseks tajumiseks kättesaadav. Kuigi PI-d on struktuurselt eraldiseisvad elemendid, sisalduvad need kõige sagedamini keerukamate mõõtevahendite või -paigaldiste komponentidena ning neil ei ole mõõtmiste läbiviimisel iseseisvat tähtsust.

Mõõtemuundurisse sisenevat teisendatud suurust nimetatakse sisendsuuruseks ja teisenduse tulemust väljundsuuruseks. Nendevahelist seost täpsustab teisendusfunktsioon, mis on selle peamine metroloogiline tunnus.

Mõõdetud väärtuse vahetuks reprodutseerimiseks kasutatakse esmaseid andureid, mida mõõdetud väärtus mõjutab otseselt ja milles toimub mõõdetud väärtuse teisendamine selle edasiseks teisendamiseks või näitamiseks. Primaarmuunduri näide on termoelektrilise termomeetri ahelas olev termopaar. Üks primaarse muunduri tüüpe on andur - struktuurselt eraldiseisev primaarmuundur, millest võetakse vastu mõõtesignaale ("annab" teavet). Anduri saab paigutada selle signaale vastuvõtvast mõõtevahendist märkimisväärsele kaugusele. Näiteks ilmaõhupalli andur. Ioniseeriva kiirguse mõõtmise valdkonnas nimetatakse andurit sageli detektoriks.

Teisenduse olemuse järgi võivad MT-d olla analoog-, analoog-digitaal (ADC), digitaal-analoog (DAC), st digitaalsignaali teisendamine analoogiks või vastupidi. Analoogesitusvormis võib signaal omandada pideva väärtuste komplekti, see tähendab, et see on mõõdetava suuruse pidev funktsioon. Digitaalsel (diskreetsel) kujul esitatakse see digitaalsete rühmade või numbritena. MT-de näideteks on mõõtevoolutrafod ja takistustermomeetrid.

Mõõteseade on mõõtevahend, mis on ette nähtud mõõdetud füüsikalise suuruse väärtuste saamiseks kindlaksmääratud vahemikus. Mõõteseade esitab mõõtmisteavet vaatlejale vahetult tajutavas vormis.

Näidusmeetodi järgi eristatakse näidu- ja salvestusseadmeid. Registreerimine võib toimuda mõõdetud väärtuse pideva salvestamise vormis või instrumendi näidud digitaalsel kujul printides.

Otsese toimega instrumendid kuvavad mõõdetud koguse näidikuseadmel, mis on kalibreeritud selle suuruse ühikutes. Näiteks ampermeetrid, termomeetrid.

Võrdlusseadmed on mõeldud mõõdetud suuruste võrdlemiseks suurustega, mille väärtused on teada. Selliseid instrumente kasutatakse suurema täpsusega mõõtmiseks.

Mõõteriistad jagunevad oma tegevuse järgi integreerivateks ja summeerivateks, analoog- ja digitaalseteks, salvestavateks ja trükkivateks.

Mõõtepaigaldis ja -süsteem - funktsionaalselt kombineeritud mõõtude, mõõteriistade ja muude seadmete kogum, mis on ette nähtud ühe või mitme suuruse mõõtmiseks ja mis asuvad ühes kohas (paigaldis) või mõõteobjekti (süsteemi) erinevates kohtades. Mõõtesüsteemid on reeglina automatiseeritud ja sisuliselt võimaldavad mõõtmis-, töötlemis- ja mõõtetulemuste esitamise protsesside automatiseerimist. Mõõtesüsteemide näiteks on automatiseeritud kiirgusseiresüsteemid (ARMS) erinevates tuumafüüsika rajatistes, nagu näiteks tuumareaktorid või laetud osakeste kiirendid.

Metroloogilise otstarbe järgi jaotatakse mõõteriistad töö- ja etalonideks.

Töökorras SI-mõõtevahend, mis on ette nähtud mõõtmiseks, mis ei ole seotud ühiku suuruse ülekandmisega teistele mõõteriistadele. Töötavat mõõteriista saab kasutada ka indikaatorina. Indikaator on tehniline vahend või aine, mis on ette nähtud mis tahes füüsikalise suuruse olemasolu või selle läviväärtuse ületamise määramiseks. Näidikul ei ole standardiseeritud metroloogilisi omadusi. Näidikud on näiteks ostsilloskoop, lakmuspaber jne.

Standard on mõõteriist, mis on ette nähtud ühiku taasesitamiseks ja (või) säilitamiseks ning selle suuruse ülekandmiseks teistele mõõteriistadele.

Nende hulgas võib eristada erinevate kategooriate tööstandardeid, mida varem nimetati eeskujulikeks mõõteriistadeks. Standardeid käsitletakse üksikasjalikumalt allpool.

Mõõtevahendite klassifitseerimine toimub erinevate muude kriteeriumide alusel. Näiteks mõõdetud suuruste tüüpide järgi, nagu on kirjeldatud eespool punktis 1.7., skaala tüübi järgi (ühtlase või ebaühtlase skaalaga), seose järgi mõõteobjektiga (kontaktne või mittekontaktne).

Mõõtevahend (MI) nimetatakse tehnilisteks vahenditeks (või nende kompleksiks), mida kasutatakse mõõtmisel ja millel on standardiseeritud metroloogilised omadused.

See määratlus paljastab SI metroloogilise olemuse, mis seisneb esiteks "võimes" salvestada (või reprodutseerida) füüsilise koguse ühikut ja teiseks salvestatud ühiku suuruse muutumatus.

SI saab klassifitseerida kahe kriteeriumi alusel:

1) disain; 2) metroloogiline otstarve.

Disaini järgi SI jaguneb mõõtudeks, mõõtemuunduriteks; mõõteriistad; mõõtepaigaldised, mõõtesüsteemid.

Koguse mõõtmised- SI, mis on ette nähtud ühe või mitme kindlaksmääratud suurusega füüsilise koguse reprodutseerimiseks ja (või) säilitamiseks. Mõõdud on olemas: üheselt mõistetav (1kg kaal, kaliiber); mitme väärtusega (skaala riba); mõõtude komplektid (raskuste komplekt, mõõteriistade komplekt). Mõõtmete kogumit, mis on struktuurselt ühendatud üheks seadmeks, nimetatakse mõõtude kogumiks. Mõõtmega võrdlemisel kasutatakse spetsiaalseid tehnilisi vahendeid - komparaatoreid (hoobkaalud, mõõtesild jne).

Mõõtemuundurid (MT)- SI, mida kasutatakse mõõdetud suuruse teisendamiseks muuks mõõteinformatsiooni suuruseks või signaaliks, mis on mugav töötlemiseks, salvestamiseks ja edasiseks teisendamiseks. Sõltuvalt muundamise olemusest eristatakse analoog- (AD), digitaal-analoog (DAC) ja analoog-digitaal (ADC) muundurid. Nende asukoha järgi mõõteahelas eristatakse primaarseid (mõõteseade, mida mõõdetud väärtus mõjutab otseselt) ja vahepealseid (mõõteseade, mis võtab mõõteahelas koha pärast esmast pingeallikat) muundureid.

Mõõteseade- SI, mis on ette nähtud mõõdetud füüsikalise suuruse väärtuste saamiseks kindlaksmääratud vahemikus. Seade sisaldab reeglina seadet mõõdetud väärtuse teisendamiseks ja selle kuvamiseks kõige paremini tajutavas vormis. Kui seade on ühendatud miniarvutiga, saab aruande genereerida ekraani abil.

Mõõdetud väärtuse näitamise astme järgi jaotatakse mõõteriistad näidavateks ja salvestavateks. Näidatav seade võimaldab lugeda ainult mõõdetud väärtust (mikromeeter, manomeeter jne). Salvestusseadmes on ette nähtud näitude salvestamine - diagrammi kujul näitude trükkimise teel (telegraaf, kirjutuselemendiga purustamismasin jne).

Kõik mõõteriistad võib jagada peamiselt järgmistesse rühmadesse:

§ joonetööriistad (noonusepidurid);

§ mikromeetrilised instrumendid (mikromeeter);

§ kang-mehaaniline (näidikud);

§ optilised instrumendid (nivood, kaugusmõõturid);

§ häireseadmed (interferomeeter);

§ mõõteriistad (UMM - universaalne mõõtemikroskoop);

§ pneumaatilised instrumendid (manomeetrid);

§ elektriseadmed (ammeetrid);

Mõõtmise seadistus– ühes kohas paiknev funktsionaalselt kombineeritud mõõtekomplekt, mõõteriistad, mõõtemuundurid ja muud seadmed, mis on ette nähtud ühe või mitme füüsikalise suuruse mõõtmiseks. Mõõteseadet, mis on mõeldud mis tahes toodete testimiseks, nimetatakse katsestendiks.

Mõõtesüsteem- kontrollitava ruumi erinevates punktides paiknevate funktsionaalselt kombineeritud mõõtude, mõõteriistade, mõõtemuundurite, arvutite ja muude tehniliste vahendite kogum ühe või mitme sellele ruumile iseloomuliku füüsikalise suuruse mõõtmiseks. Näiteks raadionavigatsioonisüsteem laevade asukoha määramiseks.

Kaasaegne mõõtetehnoloogia hõlmab: automatiseeritud mõõtesüsteemi (AMS); teabe- ja mõõtesüsteem (IMS); mõõtmis- ja arvutuskompleks (MCC). Tüüpiline IIS sisaldab arvutit ja tagab objekti või protsessi olekut iseloomustava anduritelt tuleva teabe kogumise, töötlemise ja salvestamise.

Vastavalt metroloogilisele eesmärgile Kõik mõõteriistad jagunevad kahte tüüpi - töömõõteriistad ja standardid.

Töömõõteriistad (RSI) on mõeldud tehnilisteks mõõtmisteks. Vastavalt kasutustingimustele võivad need olla:

§ laboris, mida kasutatakse teadusuuringutes, meditsiinilistes mõõtmistes jne;

§ tootmine kasutatakse tehnoloogiliste protsesside omaduste kontrollimiseks, valmistoodete kvaliteedikontrolliks jne;

§ valdkonnas, töötades pidevalt muutuvate välismõjude tingimustes laias vahemikus.

Igal RSI tüübil on spetsiifilised nõuded: laboratoorsete jaoks - suurem täpsus, tundlikkus ja stabiilsus; tootmiseks - suurenenud vastupidavus põrutus- ja vibratsioonikoormustele, kõrgetele ja madalatele temperatuuridele, niiskusele, tolmule.

Spetsiaalne mõõteriist on standard. Standardid on ülitäpsed mõõteriistad ja seetõttu kasutatakse neid metroloogilistel mõõtmistel ühiku suuruse kohta teabe edastamise vahendina ning on mõeldud mõõtmiste ühtsuse tagamiseks.

Füüsikalise suuruse standardühiku all tähendab SI-d (või SI-kompleksi), mis on ette nähtud selle suuruse reprodutseerimiseks ja (või) säilitamiseks ja edastamiseks alluvatele vastavalt SI-tõendamise skeemile ja kinnitatud standardina ettenähtud viisil. Üldnõuded standarditele on sätestatud GOST 8.057-80 “GSI. Füüsikaliste suuruste ühikute standardid. Põhisätted."

Standarditel peab olema vähemalt kolm olulist tunnust – muutumatus, reprodutseeritavus ja võrreldavus.

Muutumatus- standardi omadus hoida reprodutseeritavuse suurust ja PV-seadet pika aja jooksul muutumatuna.

Reprodutseeritavus- võime reprodutseerida füüsikalise suuruse ühikut väikseima veaga mõõtetehnoloogia saavutatud arengutaseme jaoks.

Võrreldavus- võimalus tagada mõõtetehnoloogia saavutatud arengutaseme jaoks suurima täpsusega võrdlus teiste, taatlusskeemis madalamate mõõtevahendite standardiga.

Eristatakse järgmist tüüpi standardeid:

§ esmane- tagab üksuse riigi kõrgeima täpsusega reprodutseerimise; esmaseid standardeid, mida volitatud riigiorgani otsusega tunnustatakse riigi territooriumil esialgsetena, nimetatakse riigistandarditeks. Esmase standardi näide on SI-kompleks kilogrammi reprodutseerimiseks plaatina-iriidiumi prototüübi ja standardkaalu abil;

§ teisejärguline- etalon, mis saab ühiku suuruse otse antud ühiku esmaselt standardilt. Sekundaarsete standardite hulgas on: võrdlusstandardid, millega võrreldakse standardeid, mida ühel või teisel põhjusel ei saa omavahel otseselt võrrelda, ja kopeerimisstandardid, mida kasutatakse üksuse suuruse kohta teabe edastamiseks tööstandarditele;

§ tööline- standard, mis on ette nähtud ühiku suuruse edastamiseks töötavale SI-le. Vajadusel jagatakse tööstandardid kategooriatesse - 1., 2., ..., nth;

§ originaal- kõrgeimate metroloogiliste omadustega etalon (antud laboris, organisatsioonis, ettevõttes), millest ühiku suurus kantakse üle alluvatele standarditele ja olemasolevale SI-le. Riigi võrdlusstandard on esmane standard; vabariigi, piirkonna või ettevõtte esialgne standard võib olla teisene või tööstandard.

Lisaks riiklikele standarditele, mis on ametliku otsusega tunnustatud ühe riigi lähtepunktina, on olemas rahvusvahelised standardid, mis võetakse vastu rahvusvahelise kokkuleppega. Rahvusvahelise standardi näiteks on Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo (BIPM) hooldatav kilogrammi prototüüp.

Seadme suurus edastatakse "ülevalt alla" täpsematest SI-dest vähemtäpsetele vastavalt kontrolliskeemis kehtestatud edastusetappide arvule: esmane standard - teisene standard - 1. kategooria tööstandard - tööstandard 2. kategooria ... - töötav mõõteriist.

Venemaa võrdlusbaas- see on riigi esmaste ja sekundaarsete standardite kogum, samuti riigi kõrgeima täpsusega seaded füüsiliste suuruste ühikute reprodutseerimiseks.

Venemaa standardibaasi aluse moodustavad põhiühikute riiklikud esmased standardid - meeter, kilogramm, sekund, amper, kelvin, kandela. Venemaa kaasaegne standardibaas sisaldab 118 riiklikku standardit, 76 ülitäpset paigaldust ja enam kui 300 sekundaarset standardit, mis tagavad ühtsuse ja nõutava täpsuse. Mõõtmiste ühtsuse tagamiseks on see kohandatud Euroopa ja rahvusvahelise süsteemiga.