Измерение физических величин

Реферат

Исторически первой системой единиц физических величин была принятая в 1791 г. Национальным собранием Франции метрическая система мер. Она не являлась еще системой единиц в современном понимании, а включала в себя единицы длин, площадей, объемов, вместимостей и веса, в основу которых были положены две единицы: метр и килограмм.

В дальнейшем с развитием науки и техники появился ряд систем единиц физических величин, построенных по принципу, предложенному Гауссом, базирующихся на метрической системе мер, но отличающихся друг от друга основными единицами.

Главнейшими системами единиц физических величин являются: СГС, МКГСС, МТС, абсолютная практическая система электрических единиц, международные электрические единицы, система МКСА.

Наряду с системами единиц физических величин в практику измерений вводились единицы, не входящие ни в одну из систем, — так называемые внесистемные единицы. Число их довольно велико, причем возникновение большинства связано с соображениями удобства при измерениях тех или иных величин.

К числу важнейших внесистемных единиц, имеющих широкое применение, относятся единицы длины — ангстрем, икс-единица, световой год, парсек; площади — ар, гектар; объема — литр; массы — карат; давления — атмосфера, бар, миллиметр ртутного столба, миллиметр водяного столба; количества теплоты — калория; электрической энергии — электровольт, киловатт-час; акустических величин — децибел, фон, октава; ионизирующих излучений — рентген, рад, кюри.

В связи с унификацией единиц и принятием единой системы единиц число применяемых внесистемных единиц будет сведено к минимуму, определяемому потребностью в них для практических целей. Отдельные же распространенные внесистемные единицы, являющиеся собственными наименованиями некоторых кратных и дольных единиц СИ, — тонна, гектар и другие — могут сохраниться при практических измерениях.



В основе реостатного метода измерения лежит зависимость сопротивления проводника от его размеров и электрических свойств.

Измерение физических величин 1 Измерение физических величин 2

19 стр., 9150 слов

Системы вентиляции и воздушного отопления (2)

... А на объем, высчитываем как произведение норм на единицу на физический объем соответствующей работы из табл.4.1. Объем работ строительной ... лестничных площадок 1.7. Установка ж/б плит перекрытия, толщиной 160 мм 1.8. Установка блоков шахты мусоропровода 1.9. Установка блоков шахты ... подпольем 4.1. Монтаж ж/б плит перекрытия, толщиной 160 мм Б. Надземная часть 1.1. Установка наружных ж/б стеновых панелей, ...

где — удельное сопротивление (Омм), l — длина проводника (м), S — площадь поперечного сечения (Измерение физических величин 3Измерение физических величин 4)

Для реостатного преобразователя входными величинами служат , l,S, а выходной величина R. Известно, что реостатный преобразователь можно использовать для измерения длины, плотности, и удельного сопротивления, а так же и для измерения других величин. Достоинства этого метода: простота, линейность функций преобразования. Недостатки: малый диапазон преобразования, влияние на функцию преобразования, сопротивление приемника энергии.

В основе работы тензорезисторов лежит явление тензоэффекта. Оно заключается в изменении активного сопротивления проводников при их механической деформации.

Тензоэффект материала характеризуется коэффициентом относительной тензочувствительности k, определяемый как отношение изменения сопротивления к изменению длины проводника:

Измерение физических величин 5 ,

где Измерение физических величин 6 — относительное изменение сопротивления проводника;

Измерение физических величин 7 — относительное изменение длины проводника.

Если материал тензорезистора жидкий, практический не изменяющий своего объема, то коэффициент относительной тензочувствительности k=2.

Терморезистивный метод измерение заключается в применении терморезисторов. Терморезистивность материалов для терморезисторов характеризуется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС).

Большинство химически чистых материалов обладает положительным ТКС, колеблющимся (в интервале 0-100°С) от 0,35 до 0,68 проц/К. В качестве материалов для терморезисторов применяют медь, вольфрам, никель.

Если требуется измерить сопротивление терморезистора в диапазоне температур от 0 до + 650°С то оно находится по формуле:

Измерение физических величин 8

где,

Измерение физических величин 9 — сопротивление при 0°С;

— температура в градусах Цельсия;

Для платиновой проволоки: А=Измерение физических величин 10 ; В = Измерение физических величин 11

Для диапазона температур от 0 до — 200°С сопротивление выражается:

Измерение физических величин 12

Если требуется измерить сопротивление в диапазоне температур от — 50 до +180°С то сопротивление рассчитывается по формуле:

Измерение физических величин 13

где =

2 стр., 919 слов

Метрологические аспекты измерений свойств физических величин

... название физических величин. Понятие «физическая величина» в метрологии, как и в физике, физическая величина трактуется как свойство физических объектов (систем), общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта, т.е. как свойство, которое может быть для одного объекта в ...

Если требуется определить Измерение физических величин 14 зная Измерение физических величин 15, нужно воспользоваться формулой:

Измерение физических величин 16

Данный метод измерения физических величин основывается на преобразовании входной величины в магнитное сопротивление. Для измерения физических величин используют цепь электромагнитного преобразователя с двумя обмотками, основанная на изменении сопротивления воздушного зазора между подвижным и неподвижным сердечниками. Изменение сопротивление воздушного зазора может осуществляться путем уменьшения расстояния между подвижным и неподвижным сердечниками или путем поворота подвижного относительно неподвижного сердечника. Таким образом, будет меняться значение индуктивности и взаимоиндуктивности.

Полное сопротивление обмотки на неподвижном сердечнике находится по формуле:

Измерение физических величин 17 ,

где Измерение физических величин 18 — сопротивление обмотки постоянному току;

Измерение физических величин 19 — магнитное сопротивление ферромагнитной части магнитной цепи;

Измерение физических величин 20 — отражает потери в стали на гистерезис и вихревые токи;

Измерение физических величин 21 — сопротивление воздушного зазора;

— длинна и площадь этого зазора соответственно;

— Емкостной метод измерения физических величин основывается на применении емкостных преобразователей (конденсаторов).

Существует несколько способов измерение емкостным методом, но в данном случае рассматривается способ для измерения уровня жидкости. Преобразователь состоит из двух параллельно соединенных конденсаторов: один конденсатор (C ) образован частью электродов с диэлектриком — жидкостью, уровень которой меняется, второй конденсатор Измерение физических величин 22 — остальной частью электродов и диэлектриком — воздухом. Тогда емкость преобразователь вычисляется по формуле:

Измерение физических величин 23

где — полная длина цилиндра с жидкостью;

— длина, на которую цилиндр заполнен жидкостью;

— диэлектрическая проницаемость жидкости;

Измерение физических величин 24 радиусывнешнего и внутреннего цилиндров.

На рисунке 3 показан наиболее распространенный индуктивный преобразователь с малым воздушным зазором , длинна которого изменяется под действием силы F. Рабочее перемещение в преобразователях с зазором составляет 0,01 — 10 мм.

10 стр., 4805 слов

Физические величины и их измерения

... можно использовать вместо него. Измерение физической величины - это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу, или воспроизводящую шкалу физической величины, заключающееся в сравнении (в ... теплее", "холоднее" и т.д. К величинам такого рода относятся, например, твердость, определяемая как способность тела оказывать сопротивление проникновению в него другого тела; ...

Рисунок 3 — Индуктивный преобразователь

Для измерение различных физических величин существуют и другие типы преобразователей, но все они имеют схожие принципы работы (изменение индуктивности с воздействием на подвижный сердечник).

Так существуют преобразователи, у которых изменение перемещения составляет 5 — 20 мм, преобразователи для измерения значительных перемещений сердечника (10 — 100 мм), преобразователи для измерения угловых перемещений 180 — 360°С.

Достоинства данного метода: возможность получения большой мощности преобразователя (до 1 — 5 В А).

Электрическое сопротивление рассчитывается по формуле:

Измерение физических величин 25