Лекции для студентов

Лекции по метрологии. Часть 3: Средства измерений

 Меры и наборы мер

       

Мерой называется средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. При­мерами мер являются аттенюаторы — меры затухания, магазины сопротивлений — меры сопротивления, измерительные генера­торы — меры напряжения (мощности) и частоты сигналов и т.д. К мерам относятся также образцы и образцовые вещества [6].

        Существуют  однозначные  и многозначные (переменные) меры  (рис. 3.2). Мера, воспроизводящая физическую величину одного размера, называется однозначной, например, гиря, плоскопараллельная концевая мера длины, измерительная колба, мера ЭДС. — нормальный элемент, конденсатор постоянной емкости. Величины, для которых опера­ция сложения выполняется сравнительно легко, воспроизводятся с помощью многозначных или однозначных мер, объединяемых в наборы или магазины мер [4].

 

Мера, воспроизводящая ряд одноименных величин различного размера, называется многозначной. Этот ряд может быть непрерывным или дискретным. Наиболее распространенными многозначными мерами являются миллиметровая линейка, варио­метр индуктивности, конденсатор переменной емкости.

В качестве многозначной меры может быть использован на­бор  мер — специально подобранный комплект мер, применя­емых не только по отдельности, но и в различных сочетаниях с целью воспроизведения ряда одноименных величин различного раз­мера; например набор гирь, набор образцовых конденсаторов и т. д.

Магазин  мер — это набор мер, конструктивно объединенных в одно целое. Магазин мер имеет коммутирующее устрой­ство для получения требуемого значения воспроизводимой величины, например магазин активных сопротивлений как набор резисторов.

При изготовлении наборов или магазинов мер к выбору ряда значений предъявляют особые требования. При этом стремятся наиболее рационально, используя наименьшее число мер, обеспе­чить возможность получения числа сочетаний. Например, набор гирь строится по ряду 1; 2; 2; 5 (в каждом десятичном числовом разряде), что дает возможность воспроизвести все значения от 1 до 10. Такой ряд признан более рациональным, чем ряд 1; 2; 3; 4, содержащий гири четырех размеров вместо трех. Это имеет большее значение при массовом производстве. Кроме того, гири 2 и 3, а особенно 3 и 4 не очень заметно отличаются по размерам, что усложняет пользование ими.

        К наборам плоскопараллельных концевых мер длины предъяв­ляется другое требование: любое значение длины (в заданных пределах) должно воспроизводиться с помощью не более чем че­тырех-пяти мер. Так, набор из 87 концевых  мер  от  0,5  до  100 мм позволяет воспроизводить длину от 0,5 до 340 мм с интервалами 0,005; 0,01 и 0,1 мм, применяя не более четырех концевых мер. Меры применяются как самостоятельные средства, так и в качестве элементов других средств измерений (приборов, преобразователей).