Вимірювальний прилад. Оптичні, механічні, електронні прилади

Вимірювальний прилад – це пристрій, який здатний відображати фізичну величину в певному діапазоні. Його стандартна конструкція, як правило, включає в себе перетворювач, який займається зміною отриманої інформації. Все це необхідно для того, щоб у людини було уявлення про досліджуваної величини.




При цьому дані можуть утворюватись найрізноманітнішими способами. Якщо говорити про цифрові моделі, то досліджувана величина здатна відображатися на дисплеї через персональний комп'ютер. В цей час механічні прилади для вимірювання мають шкалу разом зі стрілкою.

Які види є?

В першу чергу прилади для вимірювання класифікуються за методом визначення значення. На сьогоднішній день існує лише два види: порівняльні, а також пристрої прямої дії. Перший варіант передбачає зіставлення двох величин. При цьому одна з них є відомою і береться за основу. Прилади прямої дії вимірюють величину безпосередньо в процесі відліку. За ступенем індикації прилади-вимірювачі також ділять на два види.




Перший тип називається реєструючим. Його особливість полягає в тому, що він здатний зафіксувати результат. В результаті у дослідника є можливість в кінцевому рахунку відображати дані у вигляді діаграми або графіка. Другий тип називається показує. Прилади даного види не здатні фіксувати кінцеві значення, а відображають лише реальну величину. Таким чином, у дослідника немає можливості після роботи зіставляти дані.

Контрольно-вимірювальні пристрої

Контрольно-вимірювальні прилади і автоматика в наш час сильно пов'язані. Слід зазначити, що ці пристрої призначені для відліку показань. При цьому дані можуть виводитися абсолютно різними способами. Найбільш поширеними вважаються моделі із звичайною шкалою. Додатково на них встановлена стрілочка. Як відомо, шкалою називають систему позначок. При цьому на ній відображені числові значення. З їх допомогою дослідник може спостерігати за змінами величини. Основними характеристиками шкал прийнято вважати довжину розподілу, діапазон показань, а також межі вимірювань. При цьому вони бувають односторонніми або двосторонніми. Додатково існують контрольно-вимірювальні прилади з симетричною шкалою. Дані пристрої можна дуже легко впізнати, тому що нуль у них розташовується строго по центру. Прилади для вимірювань з безнулевой шкалою не мають таких властивостей.

Робочі прилади вимірювань

Робочі контрольно-вимірювальні прилади є окремим підвидом пристроїв визначення величини з метрологічного ознакою. Використовуються вони найчастіше в різних технічних роботах. При цьому прилади виділяються тим, що можуть експлуатуватися в різних умовах. В першу чергу це, звичайно ж, лабораторні прилади. З їх допомогою вчені проводять дослідження. На виробництві даний вид приладів також зустрічається часто. Там вони відповідають за контроль всіх процесів і стежать за різними технологічними показниками для досягнення високого якості продукції. Таким чином, можна сказати, що робочі контрольно-вимірювальні прилади і автоматика сильно залежать один від одного. У польових умовах дане обладнання, безумовно, використовується. Найбільш часто воно застосовується для успішної експлуатації автомобілів та інших транспортних засобів. Крім іншого, фахівці його використовують перед зльотом літаків для визначення їх стану. Додатково слід розуміти, що за характеристиками робочі прилади для вимірювань досить сильно різняться між собою. Пов'язано це в першу чергу з умовами, в яких вони експлуатуються. Таким чином, для лаборанта дуже важливим є точність вимірювань. При цьому абсолютно байдуже, яка модель здатна витримувати вібрацію або температуру. В цей час на виробництві, як правило, дуже складні умови праці. При цьому корпус приладу для вимірювання може пошкодитися внаслідок удару. З огляду на це, моделі даного класу випускаються більш міцними. Польові прилади для вимірювань вважаються універсальними. Вони повинні витримувати вібрацію, а також працювати при різній температурі. Також фахівцями оцінюється їх стійкість до високого рівня вологості. Не останню роль, звичайно, грає точність вимірювальних приладів, проте не так сильно, як у випадку з лабораторними дослідженнями.

Оптичні прилади

Оптичний вимірювальний прилад - це спеціальний пристрій, яке здатне робити кутові вимірювання. Найбільш часто він застосовується в різних областях, де потрібна досить точна обробка деталей. Діляться дані пристрої за типом оптичної системи. При цьому точність приладів визначається за спеціальною схемою. Яскравим представником оптичних моделей для вимірювань є мікроскопи. Дані системи вимірювальних приладів дозволяють вченим займатися дослідженням різних деталей. При цьому процес здійснюється за прямокутним, а також полярних координат з урахуванням загального кута. Також їх використовують для замірів шаблонів складних форм.

Характеристики оптичних моделей

Важливою характеристикою всіх оптичних приладів для вимірювань є межі величини. При цьому вони оцінюються як у поздовжньому, так і в поперечному напрямку. В даному випадку ціна ділення може бути визначена за двома параметрами. В першу чергу враховується кордон відлікового пристрою, а вона вимірюється в міліметрах. В другому випадку береться до кількість шкал кутомірної головки. Крім іншого, до важливих характеристик можна приписати збільшення об'єктива. Також на точність вимірів впливає діаметр поля зору, який вимірюється в міліметрах.

Механічні прилади для вимірювань

На сьогоднішній день існує багато різновидів механічних приладів для вимірювання. Найбільш поширеними вважаються бесшкальние пристрою. Як правило, вони являють собою лінійки повірочного, а також лекальної типу. У їх обов'язку входить стежити за різними відхиленнями від прямолінійності. Відбувається весь процес допомогою щупа. Синусні лінійки мають можливість робити непрямі виміри. Як правило, вони працюють тільки з зовнішніми кутами до 45 градусів. При цьому похибка у них досить відчутна, і це явний мінус. Повірка вимірювальних приладів здійснюється тільки в спеціалізованих центрах. Для контролю різних зазорів по входженню лез є щупи. Косинці перевірочні здатні заміряти прямі кути на просвіт. Для візуального контролю поверхні передбачений окремий підвид механічних приладів для вимірювання, а називається він пристроєм шорсткості.

Особливості штангенинструментов

Більшість моделей штангенинструментов являють собою дві поверхні, між якими може встановлюватися предмет. Ще дані деталі називаються губками. При цьому верхня поверхня є базовою і з'єднується з лінійкою. В цей час друга губка здатна рухатися. Суть полягає в тому, що на лінійці є шкала. При цьому межі відліків бувають різні. Штангенциркулі здатні відображати зовнішнє, а також внутрішній розмір предмета. При цьому для вимірювання глибини пазів передбачений інший прилад. Називається він штангенглубиномером, який також має можливість здійснювати виміри висот виступів. В цілому вимірювальні прилади та інструменти додатково застосовуються для роботи з зубчастими шестернями.

Вимірювальні головки приладів

Вимірювальною головкою називають відліковий механізм, який встановлюється прилади. Моделі пружинного типу мають у складі конструкції досить пружний елемент. При цьому він є повністю стандартизованим. Безпосередньо використовується пружина плоска разом з торсіонним валом. Додатково він може називатися микрократером. Якщо говорити про оптичні моделі, то там використовуються оптикратори. При цьому вони є досить компактними і відносяться до малогабаритних приладів для вимірювання. Важільно-зубчасті головки є найпоширенішим типом. Використовуються вони, як правило, в індикаторах годинного виду. При цьому важіль у них здатний з легкістю змінювати своє положення. Для відносних вимірів зовнішніх розмірів застосовують багатооборотні пристрою. Скоба важільна при цьому фіксується відліковим механізмом. Додатково слід зазначити, що важільно-зубчасті головки встановлюються в цифрові вимірники. Там вони працюють на пару зі струнними перетворювачами. Служать вони в основному для лінійних вимірів.

Мікрометричні вимірювальні інструменти

Даний вид інструментів є не дуже поширеним. Основним елементом цих приладів можна назвати шпиндель. Відмінною рисою зазначеної деталі різьблення з досить точним кроком. Як результат, шпиндель здатний здійснювати осьові руху. В результаті дослідник отримує можливість читати повні обороти механізму. Допомагають йому в цьому штрихи, нанесені на спеціальному стеблі. При цьому частки оборотів можна розраховувати за радіальним позначок. Наносяться вони, як правило, на барабані приладу. Один крок пристрою може дорівнювати різному значенням. Найбільш меншим показником прийнято вважати 0.5 мм, проте існують моделі з поділом 1 мм. Для розрахунку нульового значення барабан можна легко переміщати. Таким чином, пристрій є можливість легко налаштувати. Шпиндель здатний змінювати своє положення за рахунок пружного храповика. У деяких моделях замість нього встановлюється фрикційна муфта. Ще вона може називатися тріскачкою. Враховуючи все вищесказане, даний мікрометричний вимірювальний прилад здатний виконувати найрізноманітніші завдання. Як приклад, його можна встановлювати на скоби. В результаті він буде здатний проводити їх точний відлік.

Схема механічного вимірювача

Проста кінематична схема передавального механізму індикатора являє собою набір наконечника, а також гільзи. Додатково є вимірювальний стрижень. Кріпиться він безпосередньо до голівці у пристрої. Сопорний гвинт під'єднується до обідка. Для відображення даних є циферблат разом з покажчиком. Більш складна схема вимірювача виглядає інакше. В першу чергу стрижень в ній нерухомий, боковики підтримуються на гайках. Також є гвинт, який кріпиться до державки. Рухливий стрижень з'єднується з кінцевими мірами довжини. Таким чином, місток у пристрої є отцентрированним. Важіль в схемі є двухплечий. При цьому шток в корпусі пристрою розташований вертикально, а пружина знаходиться поруч з наконечником індикатора.

Електронні прилади для вимірювання

В першу чергу електронний вимірювальний прилад відомий своїм підвищеною швидкодією. Додатково він здатний похвалитися високою чутливістю. При цьому багато моделей мають досить широкий частотний діапазон, який, безумовно, дає великі можливості в дослідженнях. Застосовуються вищевказані прилади виключно для виміру електричних величин. Як правило, їх використовують при визначенні напруги або струму в ланцюзі. Також вимірювальні електричні прилади дозволяють проводити роботи по визначенню опору.

Цифрові моделі

Найпоширенішими електронними пристроями прийнято вважати цифрові вимірювальні прилади. Коштують вони досить дорого, проте є простими в обігу. Яскравим прикладом даного приладу вважаються вольтметри і амперметри. Вони здатні в короткий термін обчислити точне напруга в електричному ланцюзі. Невід'ємною їх частиною можна назвати перетворювач. Також в моделях можуть використовуватися додатково магнитоэлектрические апарати. Безпосередньо процес вимірювання в даній ситуації пов'язаний з дільником. При цьому підсилювач пропускає через перетворювач напруга пристрою. Таким чином, магнітоелектричних апарат здатний зробити точні виміри величини. Природно, похибка в них присутній, однак на сьогоднішній день існують різні фільтри, які борються з коливаннями. Ще одним прикладом цифрової моделі можна вважати осцилограф, який активно використовується в медичній галузі. Цей універсальний вимірювальний прилад здатний стежити за різними сигналами. При цьому вони можуть бути періодичними або немає. У разі необхідності цифрові вимірювальні прилади (осцилографи) приєднуються до персональних комп'ютерів. В результаті за зміною частоти можна спостерігати з дисплея. Також це відкриває можливість фіксування показань сигналу. У підсумку всі дані можна буде проаналізувати після проведення досліджень. Коштують ці вимірювальні прилади (ринкові ціни) в середньому близько 6 тис. грн.