1.4.1 Видове средства за измерване
Според метрологичното предназначение средствата за измерване се делят на примерни и работни.
Примерните са предназначени за проверка на други измервателни уреди, работещи и примерни, с по-малко висока точност.
Работните измервателни уреди са предназначени за измерване на размерите на количествата, необходими в различни човешки дейности.
Същността на разделянето на измервателните уреди на примерни и работещи не е в дизайна и не в точността, а в тяхното предназначение.
Измервателните инструменти включват:
Мерки, предназначени да възпроизвеждат физическа величина с даден размер. Има еднозначни и многозначни мерки, както и набори от мерки (теглилки, кварцови осцилатори и др.). Мерките, които възпроизвеждат физически величини с еднакъв размер, се наричат еднозначни. Многозначните мерки могат да възпроизвеждат редица измерения на физическа величина, като често дори непрекъснато запълват определена празнина между определени граници. Най-често срещаните многозначни мерки са милиметровата линийка, вариометърът и променливият кондензатор.
В комплектите и списанията отделните мерки могат да се комбинират в различни комбинации, за да възпроизведат някои междинни или общи, но задължително дискретни размери на стойностите. Магазините са обединени в едно механично цяло, оборудвано със специални превключватели, които са свързани с устройства за четене. За разлика от това, наборът обикновено се състои от няколко мерки, които могат да изпълняват функциите си както поотделно, така и в различни комбинации помежду си (набор от крайни мерки за дължина, набор от теглилки, набор от мерки за качествен фактор и индуктивност и др.).
Сравнението с мярката се извършва с помощта на специални технически средства - компаратори (равнораменни везни, измервателен мост и др.).
Недвусмислените мерки включват също проби и референтни вещества. Стандартните проби за състава и свойствата на веществата и материалите са специално проектирани тела или проби от вещество с определено и строго регламентирано съдържание, едно от свойствата на което при определени условия е количество с известна стойност. Те включват проби за твърдост, грапавост, бяла повърхност, както и стандартни проби, използвани при проверката на инструменти за определяне на механичните свойства на материалите. Референтните вещества играят важна роля при създаването на опорни точки при прилагането на скалите. Например чистият цинк служи за възпроизвеждане на температура от 419,58°C, златото - 1064,43°C.
В зависимост от грешката на сертифицирането мерките се разделят на категории (мерки от 1-ва, 2-ра и т.н. категории), а грешката на мерките е основа за разделянето им на класове. Мерките, причислени към определена категория, се използват за проверка на средствата за измерване и се наричат примерни.
Магазините от серията MS са проектирани да възпроизвеждат електрическо съпротивление в широк диапазон от стойности. Серията MS има градация според броя на включените декади (3,6,9) и съответно размера на рамката. Освен това всеки модел има три версии, различаващи се помежду си в класа на точност. Тези магазини са предназначени за използване в AC и DC вериги.
Измервателните преобразуватели са измервателни уреди, които обработват измервателната информация във форма, удобна за по-нататъшно преобразуване, предаване, съхранение и обработка, но като правило не са достъпни за пряко възприемане от наблюдателя (термодвойки, измервателни усилватели и др.).
Стойността, която трябва да се преобразува, се нарича входна стойност, а резултатът от трансформацията се извикваизходна стойност. Отношението между тях се дава от функцията на трансформация (статична характеристика). Ако в резултат на трансформацията физическата природа на количеството не се променя и функцията на трансформация е линейна, тогава преобразувателят се нарича мащабен преобразувател или усилвател (усилватели на напрежение, измервателни микроскопи, електронни усилватели). Думата "усилвател" обикновено се използва с определение, което му се приписва в зависимост от вида на преобразуваната стойност (усилвател на напрежение, хидравличен усилвател) или от вида на единичните трансформации, които се случват в него (тръбен усилвател, струен усилвател).
В случаите, когато входната стойност в преобразувателя се преобразува в стойност, която е различна по физическо естество, тя получава име според вида на тези величини (електромеханични, пневмокапацитивни и т.н.).
Според мястото, което заемат в уреда, преобразувателите (фиг. 3.1) се делят на: първични, към които се подава директно измерваната физична величина; предавателни, на изхода на които се формират количества, удобни за тяхното регистриране и предаване на разстояние; междинни, заемащи място в измервателната верига след първичните.
Измервателните инструменти се отнасят до измервателни инструменти, предназначени да получават информация за измерване на количеството, което трябва да се измери, във форма, която е удобна за възприемане от наблюдателя.
Най-широко използваните устройства са с директно действие, при използване на което измерената стойност се подлага на серия от последователни трансформации в една посока, т.е. без връщане към първоначалната стойност. Инструментите с пряко действие включват повечето манометри, термометри, амперметри, волтметри и др.
Устройствата имат значително по-високи възможности за точност.сравнения, предназначени да сравняват измерени количества с количества, чиито стойности са известни. Сравнението се извършва с помощта на компенсиращи или мостови вериги. Компенсационните вериги се използват за сравняване на активни величини, т.е. те носят определено количество енергия (сили, налягания и моменти на сили, електрически напрежения и токове, яркост на източници на радиация и др.). Сравнението се извършва чрез взаимно включване на тези величини в един контур и наблюдение на разликовия им ефект. Съгласно този принцип устройства като везни с еднакви рамена и еднакви рамена (сравнение на силовите ефекти от действието на масите върху лоста), измервателни уреди за собствено тегло и натоварване във вакуумметри (сравнение на силовите ефекти на измереното налягане и мерките за маса) върху буталото и др.
За сравняване на пасивното величие (електрически, хидравлични, пневматични и други съпротивления) се използват мостови вериги като електрически балансирани или небалансирани мостове.
Според метода на отчитане на стойностите на измерените стойности, инструментите се разделят на показващи, включително аналогови и цифрови, и записващи.
Най-разпространени са аналоговите уреди, чиито отчитащи устройства се състоят от два елемента - скала и стрелка, единият от които е свързан с подвижната система на уреда, а другият - с тялото. При цифровите инструменти четенето се извършва с помощта на механични, електронни или други цифрови устройства за четене.
Според метода на записване на измерената стойност записващите устройства се делят на самозаписващи и печатащи. В записващите инструменти (например барограф или контурен осцилоскоп) записът на показанията е графика или диаграма. В печатащите устройства информацията за стойността на измерената величина се дава в числова формаформа върху хартиено тиксо.
Устройствата за автоматично сравнение най-често се произвеждат под формата на комбинирани устройства, в които скала или цифрово отчитане се комбинират със запис върху диаграма или отпечатване на резултатите от измерването.
Технически устройства, предназначени да откриват (показват) физични свойства, се наричат индикатори (игла на компас, лакмусова хартия). Като се използваиндикатори, се установява само наличието на измерима физическа величина на свойството на интересуващата ни материя. Пример за индикатор е измервателен уред за количеството бензин в резервоара на автомобила.