Контрольно-вимірювальні інструменти та прилади: види і принцип дії

Контрольно-вимірювальні інструменти та прилади: види і принцип дії

Будь-яке виробництво передбачає використання контрольно-вимірювальних приладів. Вони необхідні і в побуті: погодьтеся, складно обійтися під час ремонту без найпростіших вимірювальних приладів, таких як лінійка, рулетка, штангенциркуль і т. п. Давайте поговоримо про те, які існують вимірювальні інструменти і прилади, в чому їх принципові відмінності і де застосовуються ті чи інші види.

Загальні відомості та терміни

Вимірювальний прилад - пристрій, за допомогою якого отримують значення фізичної величини в заданому діапазоні, визначеному шкалою приладу. Крім того, такий інструмент дозволяє перекладати величини, роблячи їх більш зрозумілими оператору.

Контрольний прилад використовується для контролю проведення технологічного процесу. Наприклад, це може бути якийсь датчик, встановлений в нагрівальній печі, кондиціонері, опалювальному обладнанні і так далі. Такий інструмент нерідко визначає якість продукції та властивості. Наразі випускають найрізноманітніші вимірювальні інструменти та прилади, серед яких є як прості, так і складні. Деякі знайшли своє застосування в одній галузі промисловості, інші ж використовуються повсюдно. Щоб більш детально розібратися з цим питанням, необхідно класифікувати цей інструмент.

Аналогові та цифрові

Контрольно-вимірювальні прилади та інструменти поділяються на аналогові та цифрові. Другий вид більш популярний, оскільки різні величини, наприклад, сила струму або напруга, переводяться в числа і виводяться на екран. Це дуже зручно і тільки так можна домогтися високої точності зняття показань. Однак необхідно розуміти, що в будь-який контрольно-вимірювальний цифровий прилад входить аналоговий перетворювач. Останній являє собою датчик, який знімає показання і відправляє дані для перетворення на цифровий код.

Аналогові вимірювальні та контрольні інструменти більш прості і надійні, але в цей же час менш точні. Причому вони бувають механічними та електронними. Останні відрізняються тим, що мають у своєму складі підсилювачі і перетворювачі величин. Вони більш кращі з цілого ряду причин.

Класифікація за різними ознаками

Вимірювальні інструменти та прилади прийнято розділяти на групи залежно від способу надання інформації. Так, бувають реєструючі та показуючі інструменти. Перші характерні тим, що здатні записувати показання в пам 'ять. Нерідко використовуються самопишучі прилади, які самостійно роздруковують дані. Друга група призначена виключно для контролю в реальному часі, тобто під час зняття показань оператор повинен перебувати біля приладу. Також контрольно-вимірювальний інструмент класифікують за методом вимірювань:

  • прямої дії - здійснюється перетворення однієї або декількох величин без порівняння з однойменною величиною;
  • порівняльні - вимірювальний інструмент, призначений для порівняння вимірюваної величини з вже відомою.

Які бувають прилади за формою подання показань (аналогові та цифрові), ми вже розібралися. Також класифікують вимірювальні інструменти та прилади за іншими параметрами. Наприклад, бувають підсумовуючі та інтегруючі, стаціонарні та щитові, нормовані і ненормовані прилади.

Вимірювальні слюсарні інструменти

З такими приладами ми зустрічаємося найбільш часто. Тут важлива точність робіт, а оскільки використовується механічний інструмент (здебільшого), то вдається домогтися похибки від 0,1 до 0,005 мм. Будь-яка неприпустима похибка призводить до того, що потрібно перетікання або зовсім заміна деталі або цілого вузла. Саме тому при підгонці валу під втулку слюсар використовує не лінійки, а більш точні інструменти.

Найпопулярніше слюсарне вимірювальне обладнання - штангенциркуль. Але і такий відносно точний прилад не гарантує 100% -ний результат. Саме тому досвідчені слюсарі завжди роблять велику кількість вимірювань, після чого вибирається середнє значення. Якщо потрібно отримати більш точні показання, то використовують мікрометр. Він дозволяє проводити вимірювання до сотих часток міліметрів. Однак багато хто думає, що цей інструмент здатний вимірювати до мікронів, що не зовсім так. Та й навряд чи при проведенні простих слюсарних робіт в домашніх умовах буде потрібна така точність.

Про вугломери і щупи

Не можна не розповісти про такий популярний та ефективний інструмент, як вугломер. З назви можна зрозуміти, що він використовується, якщо потрібно точно виміряти кути деталей. Складається прилад з полудиску з наміченою шкалою. На ньому є лінійка з пересувним сектором, на який нанесена шкала ноніуса. Для закріплення пересувного сектора лінійки на полудиску використовується стопорний гвинт. Сам по собі процес вимірювання досить простий. Для початку необхідно прикласти вимірювану деталь однією межею до лінійки. При цьому лінійка зсувається так, щоб між гранями деталі і лінійками утворився рівномірний просвіт. Після цього сектор закріплюється стопорним гвинтом. Насамперед знімаються показання з основної лінійки, а потім з ноніуса.

Нерідко для вимірювання зазору використовується щуп. Він є елементарним набором пластин, закріплених в одній точці. Кожна пластина має свою товщину, яку ми знаємо. Встановлюючи більшу або меншу кількість пластин, можна досить точно виміряти зазор. В принципі, всі ці вимірювальні інструменти ручні, але вони досить ефективні і навряд чи надається можливим їх замінити. А зараз підемо далі.

Трохи історії

Слід зазначити, розглядаючи вимірювальні інструменти: види їх дуже різноманітні. Основні прилади ми з вами вже вивчили, а зараз би хотілося поговорити про трохи і про інші інструменти. Наприклад, ацетометр використовується для вимірювання фортеці оцтової кислоти. Даний прилад здатний визначати кількість вільних оцтових кислот в розчині, а був винайдений Отто і використовувався протягом 19 і 20 століть. Сам по собі ацетометр схожий на градусник і складається зі скляної трубки 30х15см. Також є спеціальна шкала, яка і дозволяє визначати необхідний параметр. Проте сьогодні є більш просунуті і точні методи визначення хімічного складу рідини.

Барометри та амперметри

А ось з даними інструментами знайомий практично кожен з нас ще зі школи, технікуму або університету. Наприклад, барометр використовується для вимірювання атмосферного тиску. Сьогодні застосовуються рідинні та механічні барометри. Перші можна назвати професійними, оскільки їхня конструкція дещо складніша, а свідчення точніше. На метеостанціях використовують ртутні барометри, оскільки вони найбільш точні і надійні. Механічні варіанти хороші своєю простотою і надійністю, але вони поступово замінюються цифровими приладами.

Такі інструменти і прилади для вимірювань, як амперметри, теж знайомі кожному. Вони потрібні для вимірювання сили струму в амперах. Шкала сучасних приладів градується по-різному: мікроамперами, кілоамперами, міліамперами тощо. Амперметри завжди намагаються підключати послідовно: це необхідно для зниження опору, що дозволить збільшити точність показань, що знімаються.

Ув 'язнення

Ось ми і поговорили з вами про те, що таке контрольні та вимірювальні інструменти. Як ви бачите, всі один від одного відрізняються і мають абсолютно різну сферу застосування. Одні використовуються в метеорології, інші в машинобудуванні, а треті - в хімічній промисловості. Проте мета у них одна - виміряти показання, записати їх і проконтролювати якість. Для цього доцільно використовувати точні вимірювальні інструменти. Але цей параметр сприяє і тому, що пристрій стає складнішим, і процес вимірювання залежить від більшої кількості факторів.