МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ

Управление технологическими процессами, как известно, невозможно без измерения технологических параметров. Измерительное устройство является обязательным элементом любой АСР: в АСР по отклонению измеряется регулируемый параметр, в АСР по возмущению — параметр возмущения, в комбинированной АСР — то и другое одновременно. Измерения технологических параметров необходимы не только для работы АСР, но и для контроля технологического режима оператором, а также для управления на более высоких иерархических уровнях.

Наука об измерениях называется метрологией.

Для измерения различных параметров пользуются единицами физических величин, совокупность которых образует систему единиц. В системе различают основные и производные единицы. Основные — это единицы, на основе которых построена данная система. Всё остальные единицы выражаются через физические закономерности между основными единицами и являются производными.

Измерить физическую величину — значит сравнить ее с соответствующей единицей измерения. Нахождение величины параметра опытным путем с помощью специальных технических средств называется измерением.

Измерения, при которых величина измеряемого параметра определяется непосредственно по показаниям прибора, являются прямыми. Это, например, измерения напряжения — вольтметром, сопротивления — омметром, массы тела — рычажными весами с гирями, температуры— термометром, давления — манометром, электрической энергии — электросчетчиком и т. п.

Иногда прямые измерения невозможны или затруднительны. В таких случаях значение измеряемого параметра может быть найдено путем прямых измерений других параметров, связанных с измеряемым известной зависимостью. Это измерения косвенные.

Например, сопротивление электрического нагревателя в рабочем состоянии (при прохождении через него тока) невозможно измерить омметром. Однако его можно вычислить по закону Ома, измерив для этого падение напряжения на нем вольтметром, а ток через него — амперметром. Это пример косвенного измерения сопротивления путем прямых измерений напряжения и тока.

Совокупность технических средств, с помощью которых осуществляется процесс измерения, называется измерительной цепью. Так, при измерении напряжения вольтметр представляет собой измерительную цепь. При взвешивании тела на рычажных весах измерительная цепь состоит из весов и набора гирь.

Любой измеряемый параметр можно рассматривать как выходной сигнал объекта измерения. Так, в рассмотренных примерах объектами измерения был источник с выходным сигналом — напряжением и взвешиваемое тело с выходным сигналом — массой этого тела. При измерении уровня жидкости в емкости объект измерения — сама емкость с запасом жидкости, а выходной сигнал — уровень этой жидкости.

Измеряемый параметр можно рассматривать как входной сигнал измерительной цепи, а результат измерения — как ее выходной сигнал. Например, положение стрелки на шкале вольтметра, масса гирь, уравновешивающих взвешиваемое тело на рычажных весах, график, вычерчиваемый самопишущим измерительным устройством на диаграммной ленте, цифры на счетчике электроэнергии — все это выходные сигналы измерительных цепей. Эти выходные сигналы доступны для наблюдения.

В заключение можно сделать вывод, что измерение есть, по существу, преобразование измеряемого параметра в сигнал, удобный для наблюдения или для дальнейшего преобразования в АСР. Это преобразование измеряемого сигнала осуществляется измерительной цепью. Таким образом, измерительная цепь представляет собой устройство или совокупность устройств, преобразующих измеряемый сигнал в результат измерения.