Измерительное устройство
Измерительные устройства (также называемые измерительными приборами ) используются для определения геометрических или физических величин . В ходе измерения они обычно приводят к количественному утверждению об измеряемой переменной с помощью шкалы или цифрового дисплея . Это указание, измеренное значение , дается как произведение числового значения и единицы . Методы измерения, на которых он основан , приведены в разделе « Технология измерения» . Общие характеристики измерительных устройств согласно DIN 1319-1 указаны в разделе « Измерительное оборудование» . Вместо читаемого дисплея измерительное устройство может также выводить сигнал, предпочтительно электрический сигнал ; или он может хранить данные в электронном виде или на бумаге (например, как измерительный самописец или записывающее устройство ).
Измерительное устройство определено в «Основы измерительной техники» в DIN 1319 как «совокупность всех измерительных устройств и дополнительных устройств для достижения результата измерения» и в простейшем случае состоит из одного измерительного прибора.
Измерительные устройства для проведения измерений обычно относятся к группе измерительных устройств. Если они используются для испытаний , их также называют испытательным оборудованием в соответствии с DIN 1319-2 .
Измерительный прибор может работать некорректно или измеренное значение может содержать ошибки измерения ; их следует вычесть или оценить их размер. Особо точные измерительные устройства могут использоваться для калибровки , настройки или поверки других измерительных устройств (см. Также мониторинг измерительного оборудования ). Неопределенность измерения может быть указана для определенных значений .
См. Также список измерительных устройств и список физических величин, включая их единицы измерения.
Измерение неэлектрических величин
Базовое измерительное оборудование
Без основных приборов для определения времени, измерения длины и простого счета невозможно изготовить или использовать никакие другие приборы. Другие величины, в том числе базовые, вычисляются, или измерительные устройства определяются с использованием этих величин.
Сроки
Время измеряется разными часами :
- Солнечные часы являются историческими, сегодня используются только в качестве украшения или в учебных целях.
- Песочные часы исторические, используются только в отдельных областях
- Водяные часы исторические (для измерения времени - не для расхода!)
- Цветочные часы - очень неточные устройства для измерения времени, но на них приятно смотреть. Используйте в качестве экспонатов для учебных целей.
- Огненные часы были ритуальными часами, сжигавшими ароматическую массу.
- Часы со свечами и часы с масляными лампами являются историческими, используются только в отдельных областях.
- Маятниковые часы измеряют время за период колебания маятника.
- Колесные часы используют движение или вибрацию механических частей.
- Пассаж Прибор измеряет время прохождения звезд ( в сочетании с хронографом).
- Хронометр измеряет время (механический короткий генератор или кварцевые часы)
- Хронограф измеряет время (механический или кварцевый) и записывает или печатает его ход (часто вместе с другим количеством, например, переходами звезд ).
- Радиочасы получают сигнал точного времени атомных часов через радиосигнал.
- Механический или электрический / электронный секундомер
- Кратковременный будильник механический или электрический с опцией акустической, оптической сигнализации и / или переключателя
- Кварцевые часы измеряют время с помощью осциллятора, управляемого кварцевым осциллятором .
- Счетчик интервалов измеряет частоты и временные интервалы на основе осциллятора.
- Атомные часы измеряют время благодаря высокому постоянству колебаний атомов. С водородными зернами самые точные часы, доступные в настоящее время.
Измерение длины
В принципе, мы различаем две простые формы измерительного оборудования для измерения длины : линейная мера , которая воплощает меру через расстояние между двумя линиями , и окончательная мера ( например, исходный метр ), в которой это происходит через расстояние между двумя поверхностями.
- Микрометр (устаревшее в просторечии «микрон»), разрешение до 0,01 мм.
- Циферблатный индикатор со стрелкой или цифрами до 0,001 мм
- Штангенциркуль (просторечии также « слайд » или « слайд - датчик »), разрешение до 0,02 мм
- Кнопка мера , маленький, простой суппорт, пример развития измерения длины: исторически важного шаг, сегодня только с требованиями низкой точности, так как нет нониуса
- Счетчик ниток измеряет ширину линий и межстрочный интервал во время печати.
- Клуппе , используемый в лесном хозяйстве для определения диаметра ствола
- Линейка , металлическая линейка, мерная линейка; Разрешение от ½ до ¼ мм
- Складное правило (в просторечии «складное правило » или «мерило»); Разрешение до 1,0 мм
- Измерительное колесо для быстрого проезда по измерительному участку (относительное отклонение измерения в зависимости от конструкции до 1 ‰)
-
Рулетка для измерений до 50 м, максимум 100 м (отклонение измерения от 1 до 3 см)
- см. также одометр и циклометр (измерительная техника)
- Оптическое измерение расстояния с помощью нивелирной рейки (длиной от 3 до 5 м) и ниточной сетки: при градуировке дм / см (наведение с помощью теодолита ) разрешение прибл. 5 см
- Базовое измерение с помощью термостойкой инварной проволоки и триангуляции: основа национальных съемок примерно до 1970 года, отклонение измерения составляет несколько 0,1 мм на километр
- Электронный дальномер (EDM, дальномер ): высокоточное измерение расстояния от нескольких дециметров до многих километров с помощью лазерного, инфракрасного или микроволнового излучения . Погрешность измерения на земле примерно до 10-7 (1 мм на 10 км)
- Спутниковая лазерная дальность (SLR): измерение времени прохождения лазера от наземных станций до спутников, отклонение измерения до 10 −9 .
Датчики расстояния, такие как:
- Лазерный дальномер , лазерный интерферометр
- Ультразвуковой дальномер
- Датчик длины кабеля (возможно разрешение до 0,01 мм в зависимости от конструкции)
- Стеклянная шкала
- Емкостной датчик
- Лазерные измерители скорости поверхности используются для измерения длины непрерывно производимых товаров и железнодорожных грузов.
подсчет
Подсчет - это самый элементарный принцип измерения : даже при измерении времени или длины они часто просто подсчитываются. С проникновением цифровых методов в измерительную технику принцип измерения приобрел огромное значение.
Счет в метрологическом смысле - это определение числа (см. Также количество ). Счетчики измеряют количество объектов или событий, при ограниченном подсчете они определяют их частоту :
- Ручной счетчик для отдельных событий, десятичный с переводом на несколько бросков чисел или числовых колес
- Счетчик оборотов с дополнительным механическим или оптическим распознаванием маркировки оси
- Зубчатых передач во многих механических измерительных приборов для оценки числа оборотов для других данных измерений, например , в интеграции (всего) счетчиков электроэнергии , счетчиков воды , одометров . Даже самые ранние счетные машины были чистыми счетными устройствами.
- Счетчик Гейгера для определения событий радиоактивного распада
- Информацию об электронных счетчиках см. В разделе « Счетчики» статьи «Цифровая метрология».
- Счетные весы для замены подсчета взвешиванием, когда в одно и то же время присутствуют одни и те же объекты с известной единичной массой.
Дополнительные измерительные приборы элементарных размеров
Измерение площади
Измерительные приборы для измерения площади (планиметрия)
- Планиметр , механическое устройство для определения плоских поверхностей на картах или чертежах.
- Пантограф , преобразователь масштаба, который можно использовать для измерения площади путем переноса ее на сетку .
Измерение объема
Определение как полого объема, так и объема твердых тел , жидкостей или газов исторически осуществлялось с помощью полых тел или масштабных измерительных сосудов , но в основном посредством вычисления объема .
- Измерительный цилиндр для измерения смещения , сделанный из стекла, пластика или другого материала, со шкалой или без нее.
- Волюметр, для тел, которые не должны контактировать с жидкостями
- Капиллярная , путем взвешивания или считывания показаний шкалы (косвенно, например, с помощью термометра для определения температуры по объему)
- Шеффель , пример исторического обзора меры объема в ( История мер и весов )
- Пипетка для дозирования количества из одного сосуда в другой
- Мерные чашки , чайные и столовые ложки , как измерения на кухне
- Измерительный сифон, измерительное устройство, обычно сделанное из стекла, для отбора большого количества жидкости из сосуда ( отбор проб ).
- Устройство кубизирования (измерительные колокола) для определения газов и жидкостей.
- Расходомер , измерение динамического объема см. Ниже
Определение местоположения, измерение угла и направления
Геодезия : все устройства для измерения углов в полевых условиях также (в различной степени) подходят для определения местоположения. Для этого нужны карты или координаты. Путем измерения угла и мощности излучения может быть высотой или разницей высот для расчета объектов.
- Астролябия историческая, космонавигация. Как астролябия Ni2 для современной астрометрии
- Автоколлиматор для точного измерения малых углов
- Устройство выравнивания чоробата (историческое, пример: строительство акведуков )
- Диоптра для подшипников (историческая)
- GPS - спутниковая навигация , прямое отображение 3D- положения
- Гномон , теневой посох, исторически определяющий географическую широту места.
- Грома , подшипники (исторические). Ось на стержне, отвес на каждом конце оси.
- Гелиотроп исторически был солнечным зеркалом для точек обзора
- Гелиометр до XIX века, точное измерение диаметра и угла в астрономии
- Измерить координатно- измерительную машину 3D, зондированием, оптикой. Руководство как ЧПУ
- Посох Иакова исторический, астронавигационный и для определения высоты объекта
- Компас для определения магнитного севера ( навигация )
- Гироскопический компас для определения географического севера (или юга) ( навигация на корабле )
- Лазерный гироскоп измеряет вращательные движения без износа.
- Измерительный отвес для определения вертикали
- Измерительная рука для геометрии компонентов
- Измерительные камеры - прецизионные камеры для фотограмметрии
- Нивелиры для геометрического измерения высоты
- Планиметр для измерения площадей (на чертежах, планах и др.)
- Радиотелескоп для измерения астрономических радиоисточников ( квазаров и РСДБ ).
- Уровень шланга - устройство физического нивелирования (принцип сообщающихся сосудов)
- Фаска , в основном для переноса углов на заготовки
- Уровень , исторический предшественник уровня духа (приложение где, чтение на стрекозе)
- Секстант для измерения угла между двумя ориентирами. Наземная и астро навигация .
- Датчики проекции полосы - для бесконтактного определения формы
- Теодолиты для измерения углов и геометрических соотношений в пространстве
- Тахеометр для измерения углов и расстояний
- Уровень для горизонтального и / или вертикального выравнивания
- Транспортир как инструмент (см. Также набор квадратов )
- Зенитный телескоп и зенитная камера : для измерения звездочек и отвесов
Масса, вес, плотность и т. Д.
Измерение веса является полем метрологии массы . В то время как в прошлом весы в первую очередь определялись продуманной конструкцией механических элементов, таких как рычаги , грузы и / или пружины , сегодня технология взвешивания определяется электроникой .
- Весы используются для определения массы из органов
- Весы для луча сравнивают массу испытуемого образца с калиброванными гирями.
- Шкала наклона (исторические буквенные шкалы )
- Пружинные весы определяют массу испытуемого образца по его весу.
- Пикнометры измеряют удельный вес или плотность
- Рефрактометры измеряют, в частности , показатель преломления жидкостей , а также измеряют, например, вес сусла , соленость и общую концентрацию веществ.
- Лактоденсиметры измеряют плотность молока .
- Измерители мутности определяют долю твердых частиц в жидкостях
- Газосборные трубки или дасиметры позволяют определять массу и объем пробы газа.
температура
Измерение температуры обсуждается более подробно в отдельной статье, этот список является всего лишь обзором.
Термометрия - это наука об измерении температуры - измерение с помощью различных типов термометров .
Ранний термометр
- Оценка алхимика : кипяток или воск тает
- Термометр Галилео : сила тяжести / плотность (назван в честь Галилео Галилея )
- Термометры расширения (жидкие или металлические стержневые, прямое считывание по шкале): внутренние и наружные термометры , центробежные термометры , стержневые термометры.
- Биметаллический термометр : использование различных коэффициентов расширения двух металлов
- Термохроматические цвета : изменение цвета при определенной температуре
- Конусы Сегера : фигурные тела, которые меняют свою силу и форму при определенной температуре. Определение точки плавления также можно использовать в обратном направлении.
Современный термометр
- Термометр сопротивления (изменение электрического сопротивления, например, с помощью платинового измерительного резистора или кремниевого транзистора)
- Термопары (см. Также: термоэлектричество )
- Радиационный термометр ( пирометр )
- Болометры измеряют воздействие (теплового) излучения на испытуемый образец.
- Рамановский термометр на основе рамановской спектроскопии
- Термография : бесконтактное измерение температуры поверхности с помощью инфракрасного излучения . «Тепловое изображение» в светлом-темном представлении или в цвете (см. Рисунок)
Измерение электромагнитных величин
Электрические величины
-
Вольтметр , широко известный как вольтметр , для определения электрического напряжения или разности потенциалов между двумя точками.
- Осциллограф для отображения изменения электрического напряжения во времени в виде графика.
- Измеритель электрического поля для измерения напряженности электрического поля
-
Амперметр , широко известный как амперметр , для измерения электрического тока.
- Гальванометры , специальные приборы для измерения самых малых постоянных токов.
- Измеритель мощности для электрической мощности , что устройство потребляет или выходы , см измерения активной мощности , реактивная мощность измерение
- Счетчик энергии , в просторечии электросчетчик, для электромонтажных работ
-
Сопротивление измерительного устройство, широко известное как омметр, для электрического сопротивления
- Измерительный мост Уитстона для омического сопротивления с использованием метода сравнения , в качестве альтернативы для небольшого изменения сопротивления с использованием метода отклонения
- Мост переменного напряжения для сопротивления переменному току
- Измеритель проводимости для электропроводности жидкой среды (например , дли концентрации солей)
- Частотомер для частоты с переменным напряжением
- Устройство для определения места повреждения кабеля для определения расстояния между точкой измерения и местом повреждения
- Мультиметр для нескольких измеряемых величин
Магнитное поле
- В компас указывает на магнитных полюсов Земли и измеряет направление компаса .
- Зонды Холла измеряют магнитные поля или токи.
- Протонные магнитометры измеряют только абсолютную напряженность магнитного поля .
- Датчики Ферстера используются для векторного определения магнитного поля .
- Flux метров измерения магнитного потока . Часто используется вместе с катушкой Гельмгольца .
- SQUID сверхпроводящее устройство квантовой интерференции . Для измерения очень слабых магнитных полей. Использование в магнитоэнцефалографии (МЭГ). Это измерение магнитной активности мозга.
- Магнитометры , просторечие Teslameter или гауссметр, измерить напряженность магнитного поля в Тесле или Гауссе .
- Весы Фарадея измеряют влияние определенного магнитного поля на испытуемый образец.
Радиоактивность и радиация
- Спектрометры определяют поглощение определенной длины волны от излучения , но и излучение , отражение и спектры фотопроводимости
- Дозиметры измеряют дозу облучения как интеграл от мощности дозы во времени.
- Счетные трубки Гейгера-Мюллера для измерения уровня ионизирующего излучения
- Сцинтилляционные счетчики измеряют альфа , бета , гамма или нейтронное излучение в зависимости от конструкции
- Рентгеновские устройства измеряют прохождение излучения через объект
Производные измерительные приборы
Производные датчики возникли из исходных датчиков.
скорость
Скорость является частным от расстояния и времени .
- Спидометр показывает скорость движения в транспортном средстве.
- Тахограф также регистрирует скорость.
- Журнал измеряет скорость плавсредств.
- Индикатор воздушной скорости измеряет скорость самолета.
- Вариометр показывает скорость подъема или спуска в самолете .
- Радиолокационное устройство измеряет скорость с помощью эффекта Доплера радиолокационных волн, генерируемых радиолокационным передатчиком и отражаемых транспортным средством.
- Лидар : Лидар означает обнаружение света и дальность и представляет собой метод, связанный с радаром (обнаружение радиоволн и определение дальности) для дистанционного измерения параметров атмосферы.
- А велосиметр лазерной поверхность измеряет скорость подачи продукта пряди в промышленности.
скорость вращения
- Тахометр : механическое или электронное измерительное устройство, наиболее распространенное применение в автомобильной и авиационной промышленности, предоставляет информацию о числе оборотов агрегата (двигателя и т. Д.). Если передаточное число известно, с его помощью также можно определить скорость и расстояние.
- Гирометр : (историческая) механическая конструкция для определения скорости
- Датчик Холла : для определения скорости с помощью эффекта Холла.
ускорение
Ускорение является изменение скорости в течение определенного периода времени.
- Датчики ускорения обычно измеряют силу, действующую на испытуемый образец в ускоренной системе (K = mb).
Пройденный путь
-
Дальномер в соответствии с различными принципами измерения, например
- Тестеры ,
- Одометр ,
- Геолокатор Chiaroscuro для отслеживания траектории полета очень маленьких птиц.
мощность
- Измерители мощности измеряют в соответствии с механическими или электрическими принципами.
Измерения жидкостей и газов
-
Расходомеры измеряют массовый или объемный расход .
- Магнитно-индуктивный расходомер (MID) работает без подвижных частей. Он рассчитывает поток электропроводящей среды на основе электрического напряжения, возникающего в результате индукции внешнего магнитного поля .
- Массовые расходомеры Кориолиса используют силу Кориолиса для определения расхода.
- Анемометры с горячей проволокой измеряют охлаждение нагретой проволоки и используют это для расчета скорости потока.
- Счетчики воды доступны в различных исполнениях: крыльчатые , водосчетчики Woltmann или составные . Они используются для подсчета и поэтому калибруются только на такое количество, как литры, но также могут использоваться для измерения расхода путем дифференцирования сигнала сканирования.
- Лазерный допплер - анемометр для бесконтактного измерения расхода газов или жидкостей.
- Манометры , широко известные как манометры , измеряют давление газов и жидкостей.
- Вакуумметры - это измерительные приборы для определения давления газа в вакууме .
- Влагомеры измерение плотности жидкости (см также: весы должны вино, лактоденсиметр молоко, пиво шпиндель, пиво, ...).
- Реометры измеряют текучесть и деформацию вещества.
- Вискозиметры измеряют вязкость жидкостей.
- Измеритель уровня измеряет толщину жидкости в контейнере или водоеме, включая измерение уровня .
- Общие методы: радарный датчик , ультразвуковой датчик , емкостной датчик , кондуктометрия , поплавковый выключатель, только одна или две точки переключения и термография .
- Эхолот для определения глубины воды или поиска звукоактивных объектов в воде (реже в авиации) см. А. Метод Барчека для калибровки эхолота.
- Тензиометры измеряют поверхностное натяжение жидкости.
- Потетометры измеряют потребление воды растением.
- pH-метр, измеряющий pH ( кислота , рассол ) жидкости.
- Трансмиссометр в технологиях защиты окружающей среды. Определение содержания пыли / количества газа в отработанном воздухе.
- Измерители мутности (нефелометры) определяют долю твердых частиц в жидкости.
- Эксплозиметры измеряют газовую атмосферу, чтобы обнаружить опасность взрыва (горючая газовая смесь).
Измерения на твердых телах
Все измерительные устройства для определения длины и плотности, устройства для измерения веса и твердости, а также рентгеновские устройства также могут использоваться для твердых тел .
- Гриндометры измеряют размер зерна .
- Лизиметры измеряют биологические и физические данные почвы.
- Тензиометры непрерывно измеряют влажность почвы.
- Абсолютные влагомеры измеряют влажность материала в твердых телах
- Маятники SRT измеряют сцепление с дорожным покрытием.
- Фаринографы используются для реологических исследований пшеничной муки .
Метеорологические приборы
Следующие ниже измерительные приборы используются в метеорологии и, конечно же, в других технических областях.
- Барометры измерения давления в воздухе , а также на высоту ( высотомер ). Также используется для прогноза погоды с помощью индикатора атмосферного давления.
- Термометры измеряют температуру .
- Гигрометры измеряют влажность воздуха (см. Также кулонометрический датчик влажности ).
- Анемометры измеряют скорость ветра .
- Лизиметры измеряют коэффициент инфильтрации-испарения → эвапотранспирация .
- Нетрадиометр (также известный как сетевой радиометр) для измерения глобальной радиации ( общий радиационный баланс метеорологии ).
- Пиранометр глобального излучение сенсор ( метеорология ).
- Датчик радиационного баланса альбедометр ( метеорология ).
- Ветроуказатель показывает направление ветра и примерную силу ветра.
- Направление ветра Передатчик The флюгером также показывает направление ветра.
- Цианометр показывает интенсивность цвета голубого неба как меру количества воды в атмосфере.
- Трансмиссометр измеряет видимость.
- Пиргелиометр измеряет энергию солнечных лучей.
- Испаритель измеряет испарение ( испарение ).
- Облакомер измеряет облачный покров и высоту.
- Омброметр измеряет количество осадков .
- Автограф солнечного света (гелиограф) измеряет продолжительность солнечного сияния .
Измерение фотометрических параметров и цветовых свойств
- Фотометрия - это общий термин для измерения фотометрических параметров, а также основанных на них методов измерения (например, измерение поглощения света в биологии, химии, медицине).
- Люксметры измеряют освещенность, которой подвергается измерительная ячейка.
- Денситометры - это устройства для измерения цвета, которые измеряют значения цветового тона поверхностей.
- Фотоэлектрические измерительные приборы - это многомерные измерительные приборы для солнечных систем. Обычно измеряются интенсивность света и температура , и рассчитывается ожидаемый выход энергии.
Измерение звука и уровня звука
В большинстве случаев шумомеры измеряют уровень звукового давления . Для этого они содержат точный микрофон , прецизионную схему усилителя и логарифмический дисплей. Уровень звукового давления одинаково хорошо воспринимается со всех сторон, поэтому положение и ориентация устройства не имеют значения. В большинстве случаев измерительные приборы используются для определения уровня шума на рабочем месте и в условиях дорожного движения. Другой целью является определение вибраций и рабочих шумов на технических устройствах и исследование мер противодействия их эффективности.
Шумомеры должны регулярно калиброваться пользователем, чтобы проверять их работу и компенсировать изменение атмосферных условий, таких как температура, влажность и давление воздуха.
- Пиковые измерители показывают пиковое значение записи звука и используются для контроля записи звука - звукового давления и напряжения .
- Спекл- интерферометрия ( ESPI ), анализ вибрации и определение формы.
- Лазерный микрофон
Комбинированные устройства
- Термогигрограф в музеях, например
- Многофункциональный прибор для измерения параметров окружающей среды - измерение параметров окружающей среды, например температуры , влажности , освещенности и уровня звука . Эти устройства сейчас доступны за небольшие деньги. Однако точность их измерения несравнима с качественными приборами. Часто используется в школах или в домашних условиях.
Универсальные измерительные приборы для различных электрических величин
Эти устройства не предназначены для конкретного применения:
-
Мультиметр : универсальные измерительные устройства для напряжения (~ / =, с соответствующим измерительным наконечником также для измерения высокого напряжения), тока (~ / =), сопротивления (частично также сопротивления изоляции и проверки целостности), проверки диодов, коэффициента усиления PNP / NPN транзисторы, отображение динамики электрического размера (мультис графическим дисплеем), отображение мин. / макс. / среднего значения, емкость конденсатора, температура (с соответствующим энкодером), логический тестер (регулируемый уровень), указание напряжения / уровня / current (сток) (также можно указать временную прогрессию одной из переменных). Это была цифровая технология, которая объединила все измерения и тесты в одном устройстве. Промышленные мультиметры подлежат поверке в течение определенного периода времени.
- Аналоговый мультиметр : измерение напряжения, тока и сопротивления стрелочным измерительным прибором.
- Цифровой мультиметр : часто с интерфейсом для сбора данных с ПК
- Карты измерения ПК используются для отображения и цифровой записи физических величин.
- Мосты переменного напряжения для определения емкости или индуктивности
- SMU объединяют мультиметры с лабораторным источником питания для питания и стимуляции тестируемого объекта.
- SMMU объединяют SMU с мультиплексором, который подает напряжения / токи блока питания в DUT и устанавливает соединение между DUT и измерительной системой.
- Регистраторы измерений - это записывающие устройства для измерения напряжения или значений, которые могут быть представлены напряжением, которые немедленно создают бумажную запись своих результатов.
Качество измерений
Производители измерительных устройств должны предоставить информацию о пределах погрешности (максимальной степени отклонения измерительного устройства отображаемого значения от правильного значения).
В случае электрических измерительных устройств с дисплеем шкалы (например, аналоговых мультиметров) эти пределы предпочтительно указываются в% от полной шкалы (процент от конечного значения), часто с помощью символа класса . Это означает максимальное абсолютное отклонение измерения ; он рассчитывается с использованием значения полной шкалы . Измерительный прибор с конечным значением диапазона измерения z. B. 100 В и класс 1,5 могут отклоняться от правильного значения даже в лучшем случае на величину до 1,5% ∙ 100 В = 1,5 В на его дисплее. Эта информация применима ко всему диапазону измерения независимо от измеренного значения.
Для измерительных устройств с цифровым дисплеем см. « Отклонение измерительного устройства» , а также цифровой мультиметр .
Относительная предельная погрешность измеренного значения определяются как абсолютный предел погрешности , деленный на правильном значении; чем меньше измеренное значение, тем оно больше. С переключаемыми измерительными приборами, диапазон измерений должно быть всегда выбран с помощью которого достигается максимально возможное отклонение.
- Пример: при измеренном значении 19 В с помощью названного измерительного устройства получается (если соблюдаются указанные условия, такие как температура или положение)
- Результат = 19 В ± 1,5 В = 19 В ∙ (1 ± 8%)
- т.е. предел относительной погрешности = 8% в диапазоне измерения 100 В; в диапазоне измерения 30 В результат будет 2,4%.
Дальнейшие отклонения измерения, например, вызванные внутренним потреблением или несинусоидальной прогрессией в случае переменных переменных, не могут быть записаны с предоставленной информацией и должны определяться отдельно.
Аналитические измерительные приборы
- Хроматографы разделяют смеси веществ или определяют относительные скорости миграции веществ в выбранных средах. Точное обозначение описывает конструкцию:
- Рефрактометр для определения показателя преломления среды
- Ультрацентрифуга (аналитическая) измеряет плотность состава.
- Калориметры используются для определения теплотворной способности.
- Масс-спектрометры определяют молярные массы, присутствующие в смеси веществ (см. Также Молярная масса ).
- Электронно-лучевой микроанализ - это различные методы измерения, связанные со сканирующими электронными микроскопами, которые анализируют твердые поверхности на предмет их элементарного или химического состава.
- Поляриметры определяют вращение световой плоскости по опт. активные вещества.
- Спектрометры обычно относятся к измерительным устройствам, которые исследуют непрерывные значения. Обычно это сводится к измерению электромагнитного излучения. Обычно измеряется распределение интенсивности электромагнитного излучения с разными длинами волн. Частный случай: определить z. Б. поглощения в твердом теле при определенных длинах волн от радиации .
- Интерферометры (общие) используются для исследования дифракции света (различные измерительные приложения).
- Дилатометры определяют изменение длины образца в зависимости от температуры.
Промышленная метрология, производственная метрология и коммерческая метрология
Эти устройства используются или в большинстве случаев для получения продукта , используемого, например , в материалах тестирования на качество продукции или биллинг услуг.
- Координатно- измерительная машина универсальное устройство для измерения длины в промышленных испытаниях качества
- Типометры - линейные шкалы - шкалы для набора
- Измерители толщины слоя определяют толщину слоя на носителе.
- Акустическая микроскопия обеспечивает неразрушающий метод визуализации, который использует высокочастотный ультразвук для создания изображений внутренней части объекта.
- Пертометр также является игольчатым прибором для определения шероховатости поверхностей.
- Гриндометр для измерения зернистости пасты или лака.
- Нефелометр или турбидиметр для измерения суспензии мелких частиц в жидкости или газовом коллоиде.
- Трибометр, в частности, для определения трения в материалах подшипников.
- Дуктилометрические испытания прочности на разрыв
- Универсальная испытательная машина для исследования механических свойств, таких как модуль упругости , предел текучести , предел прочности , удлинение при разрыве или максимальное сжимающее усилие.
- Vulcameter резиновых смесей, для измерения вулканизации каучука /
Измерение свойств материала
Испытание на твердость
Во время измерения твердости определенное действие силы приводит к необратимой деформации испытуемого тела или проникновению геометрической формы в испытуемое тело. Измерительные приборы названы в соответствии с используемым методом. Пример: измерительный прибор Бринелля.
- Poldihammer используется для измерения твердости твердых материалов с помощью теста на твердость ударной
- Испытание на твердость по Йохану Августу Бринеллю : в образец вдавливается шарик. Диаметр вдавливания шарика является мерой твердости по Бринеллю HB.
- Испытание на твердость по Роквеллу : в образец вдавливают шарик или алмазный конус . Измеряется оставшаяся глубина проникновения, и из этого значения выводится твердость по Роквеллу HRx (x обозначает C (конус) при испытании с алмазным конусом и для B (шарик = шарик) при испытании с алмазным шариком).
- Виккерс Испытание на твердость : Кончик четырехсторонней пирамиды вдавливается в образец. В диагоналях постоянного вдавливания измеряется и твердость по Виккерсу значение HV может быть вычислен из их длины .
Различные методы хорошо подходят в различной степени в зависимости от типа и твердости исследуемого материала.
Стандартные измерительные приборы
Стандартные измерительные устройства - это измерительные устройства, которые проводят серию измерений, указанных в стандарте . Они обычно также регистрируются, чтобы можно было предоставить доказательства в случае отчетов.
Обозначение измерительных приборов основано на стандарте.
Пример: VDE113 (EN60204) с испытанием защитного провода 10 А, испытанием высокого напряжения, измерением сопротивления и определением предельного диапазона, испытанием изоляции
Важные стандартные измерительные приборы:
- Общий тест VDE100 для электрических устройств
- VDE113 ( EN60204 ) испытание электрического оборудования машин
- Функциональность устройства проверки заземления заземления фундамента
- Тестер розеток Стандартное соединение (небольшая часть VDE100)
- Устройство измерения перебега Для гидравлических прессов для определения пройденного пути после аварийной остановки.
Данные и коммуникационные технологии
Эти стандартные измерительные приборы изучить правильное выполнение кабельных соединений (соединение между вилкой и кабелем ) и / или физику технологии передачи данных, то есть уровень по сигналу и помех . В промышленном секторе эти устройства в основном используются для полевых шин или Ethernet . В дополнение к тестерам, то есть устройствам, которые исследуют физику, есть также устройства анализа протоколов, которые проверяют содержимое данных. В списке приведены только примеры некоторых типичных устройств.
Местные автобусы
- Шина IEC-625 (IEEE-488)
Полевые автобусы
- Тестер Profibus : высота уровня, пропускная способность данных, время цикла, завершение, список ведомых устройств
- Тестер CAN- шины: кадры ошибок, скорость передачи данных,
- Тестер шины AS-интерфейса : высота уровня, список ведомых устройств, № ведомого устройства. назначить
Ethernet
Из-за широкого распространения это система, для которой существует наибольшее количество программ анализа. Вот небольшая подборка без рейтинга ...
- Тестер для проверки кабеля Ethernet : тонкий Ethernet (RG98U), толстый Ethernet (желтый кабель), RJ45
- MRTG Analysis: Multi Router Traffic Grapher, отображающий, среди прочего, сетевой трафик
- Анализ Ethereal или WireShark : каналы данных, используемые в сети, данные, протоколы.
- nmap analysis: сетевой сканер с множеством функций
Обычный
Стандарты - это материальные меры, измерительные устройства, стандартные образцы или измерительные устройства , предназначенные для определения, воплощения, сохранения или воспроизведения единицы или одного или нескольких значений размера, чтобы передать их другим измерительным устройствам посредством сравнения. Обычно используются стандартные горячие рабочие стандарты . С другой стороны, эталоны используются только для случайной калибровки рабочих эталонов, возможно, также с помощью других промежуточных эталонов, которые затем называются эталонами более высокого (второго, третьего) порядка . Это сводит к минимуму нагрузку на стандарты более высокого качества. Эталонные эталоны также восходят к первичному эталону, отвечающему самым высоким метрологическим требованиям,через дополнительную иерархию калибровки. Обычно это национальный стандарт, поддерживаемый национальным метрологическим институтом, или международный стандарт. В иерархии калибровки точность стандартов неуклонно возрастает.
Испытательные стенды используются для контроля ошибок для обеспечения качества или калибровки средств измерений (например, счетчиков воды ).
Право на торговлю измерительными приборами
Измерительные устройства, результаты измерений которых используются для расчета коммерческих услуг ( например, розничные весы, водомеры), должны соответствовать законодательным требованиям к калибровке . Это означает, что их конструкция должна быть одобрена Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), и устройства должны быть откалиброваны, причем калибровка должна быть обновлена через определенное время в утвержденных государством испытательных центрах со стандартом, одобренным калибровочным органом . Закон калибровки определяет пределы погрешности калибровки, которые не могут быть превышены для различных диапазонов нагрузки.
Примеры: весы , счетчики воды , газовые счетчики , счетчики электроэнергии , тепла метров , топливные счетчики , расходомеры
Пример исключительно разрешенного измерительного прибора, не требующего поверки: распределитель затрат на тепло.
Европейская директива по измерительным приборам (MID) была опубликована в апреле 2004 г. и должна быть введена в действие национальным законодательством к 20 октября 2006 г.
Искробезопасные измерительные приборы
Принцип измерения искробезопасных или взрывозащищенных измерительных устройств изложен выше. то же самое, но эти устройства должны отвечать особым требованиям для их применения. B. встречается в подземных горных выработках или в (химической) промышленности. Директивы, такие как 94/9 / EC или ATEX, определяют проверяемые требования в отношении электрических, механических характеристик и характеристик материалов. Утвержденные испытательные центры выдают сертификат после успешного утверждения, что является основным требованием для ввода в эксплуатацию измерительных устройств в особых потенциально взрывоопасных зонах.
Медицинские измерительные приборы
К измерительным приборам в медицине применяются особые правила. Вы должны соблюдать положения MedGV , Постановления о медицинских устройствах. Однако это относится только к измерительным приборам, которые а) классифицируются как медицинские изделия и б) используются в признанной медицине. Сфера альтернативной медицины остается неизменной. Teslameter, биополе измерительное устройство или телесного жира шкалы являются не подпадают под действие правил.
- Актометр для регистрации двигательной активности
- Эргометр измеряет физическую работу или работоспособность
- Сфигмоманометр исторически часто использовался Рива-Роччи с подключенным развитым сфигмоманометром , где вручную определялось систолическое артериальное давление с манжетой . Однако в настоящее время измерения обычно больше не проводятся вручную с помощью ртутной колонки, а скорее осциллометрически с помощью цифрового дисплея. В дополнение к этим бескровным методам измерения существуют также клинические методы, в которых кровяное давление в кровеносном сосуде измеряется непосредственно с помощью датчика давления. См. Измерение артериального давления .
- Глюкометр - важный прибор для людей с сахарным диабетом . Он используется для определения текущего значения * уровня глюкозы в крови . В дополнение к классическому методу, для которого требуется капля крови, существуют также новые подходы к измерительным приборам, которые позволяют проводить бескровные измерения.
- Аппараты ЭКГ - это медицинские устройства, используемые для отображения и записи суммы электрической активности всех волокон сердечной мышцы.
- Устройства ЭЭГ - это медицинские устройства для отображения и записи измеряемой извне электрической активности мозга.
- Медицинский термометр для измерения температуры (человеческого) тела
- Капнометр, капнограф для измерения и контроля содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе пациента.
- Шкалы жировой прослойки показывают не только массу тела, но и процентное содержание жира в организме .
- Сколиометры измеряют угол наклона задней поверхности к горизонтали.
- Спирометр для проверки функции легких .
Технические средства измерений в медицине
Технические средства измерений в медицине на самом деле не являются измерительными приборами, а используются для измерений:
- Микроскоп , особенно световые микроскопы z. Б. для подсчета / обнаружения бактерий ...
- медицинские камеры (некоторые с инфракрасным или ультрафиолетовым светом)
- Ультразвуковые аппараты для диагностики (беременность, ...)
- Рентгеновские аппараты для диагностики (внутренние органы, переломы, остеопороз ...)
- Параллелометр для измерения диспараллельности при изготовлении зубных протезов.
Замечания
- Классификация по техническому принципу, согласно которому дисплеи измерительного прибора, рассмотрена в статье Дисплей (технология) ; здесь только указано, какой размер измеряется.
- В отдельных случаях термин « датчик» или « энкодер» (часть, выполняющая измерения) приравнивается к измерительному устройству. При выборе устройства или метода вам также может потребоваться поиск по этой ссылке.
- Вне спецификации (OOS) означает, что измеренное значение выходит за пределы откалиброванного диапазона измерительного устройства.
Смотри тоже
литература
- HR Tränkler: Карманный справочник по измерительной технике . Ольденбург, Мюнхен 1992.
- Йорг Хоффманн: Карманный справочник по измерительной технике . Fachbuchverlag, Лейпциг 2004.
- Вольфганг Шмуш: Электронная измерительная техника . Фогель Бухверлаг, Вюрцбург, 1991 г.
- Йорг Хоффман: Справочник по измерительной технике . Хансер, Мюнхен, 2005.