Измерительные приборы

 

Большинство приборов для измерения разных физических вели­чин содержит линейные, угловые или круговые шкалы. Показание того или иного прибора соответствует длине отрезков прямой или дуги. Чем больше точность прибора, тем больше должно быть число делений, на которые разбита шкала. Для одной и той же шкалы с уве­личением числа делений расстояние между штрихами уменьшается.

В некоторых приборах для повышения точности измерений при­меняют различные приспособления, позволяющие отсчитывать доли деления шкалы. Наиболее широко распространены нониусы и микро­метрические винты, их обычно применяют в приборах для измерения длины или угла, в которых части прибора перемещаются относитель­но друг друга. На одной из частей наносится основная шкала, а на дру­гой – нониус, представляющий собой небольшую дополнительную шкалу, передвигающуюся при измерении вдоль основной шкалы. Удобство отсчета с применением нониуса заключается в том, что че­ловеческий глаз легко различает, является ли один штрих продолже­нием другого или они сдвинуты друг относительно друга.

Иногда для отсчета долей деления применяют специальный ци­ферблат, указатель которого связан с перемещением измерительного устройства механической передачей. В оптических приборах совре­менных конструкций наносят микроскопические цифры около каждо­го штриха шкалы, и показание отсчетов снимают при помощи отсчетного микроскопа, в поле зрения которого видна только одна необходи­мая цифра и дополнительная шкала для отсчета долей деления.

Для измерения небольших линейных размеров наиболее часто применяют штангенциркуль и микрометр. Размеры от 3 до 5 мм удоб­но определять измерительным микроскопом.

Современные технические средства позволяют определить мини­мальное расстояние, примерно равное 10 ¹⁸ м. Максимальное расстоя­ние, доступное современным измерениям, составляет около 10²⁶ м (та­кому расстоянию соответствует радиус космологического горизонта).

В экспериментальной работе для измерения малых промежутков времени (до 30 мин) часто применяют секундомер. Цена самого мел­кого деления секундной шкалы, например секундомера СМ-60, равна 0,2 с. В настоящее время широко применяют электронные измерители времени с цифровой индикацией.

В повседневной жизни легко воспринимаются привычные интер­валы времени: минута, час, сутки и т. п. В то же время в современном естествознании оперируют и совершенно другими интервалами вре­мени – миллиардами лет при определении возраста Вселенной и ни­чтожно малыми долями секунды – 10 ²⁰ – для характеристики про­должительности ядерных процессов.

Для измерения электрических величин используют электроизме­рительные приборы. Принцип их действия основан на превращении электрической энергии в другие виды энергии, например, механиче­скую, тепловую, магнитную и т. д. Каждый электрический прибор со­стоит из двух основных частей: электрического и отсчетного механиз­мов. Отсчетный механизм большинства приборов содержит шкалу и указатель, который определяет точку шкалы, соответствующую от­счету измеренной величины. Обычно указатель представляет собой тонкую стрелку или световое пятно. В современных электроизмери­тельных приборах отсчетным устройством служит электронное табло с цифровой индикацией, очень удобной для снятия показаний прибора.

Электроизмерительные приборы широко применяют и для изме­рения неэлектрических величин: температуры, давления, скорости движения, освещенности и т. п. Принцип действия таких приборов ос­нован на связи между электрическими и другими физическими явле­ниями, обусловливающей возникновение термотоков, фототоков, электромагнитной индукции и т. п.

На практике часто необходимы косвенные измерения, основанные на законах или закономерностях, устанавливающих зависимость меж­ду различными физическими величинами. Например, электрическое сопротивление проводника можно определить, измерив на нем паде­ние напряжения и силу тока.

Электрические измерения производят двумя способами:

1) сравнением измеряемой величины с ее соответствующими эта­лонами ЭДС, сопротивления, емкости, индуктивности и т. п.;

2) с помощью приборов, показывающих численные значения из­меряемой величины.

По своему назначению основные электроизмерительные приборы можно классифицировать следующим образом:

• амперметры и миллиамперметры – измерители силы тока;

• вольтметры и милливольтметры – измерители напряжения;

• ваттметры – приборы для измерения электрической мощности;

• счетчики электрической энергии – приборы для измерения электрической энергии;

• омметры – приборы для измерения электрического сопротив­ления;

• частотометры – приборы для измерения частоты переменного тока;

• приборы для измерения емкости и т. п.

По принципу действия электроизмерительные приборы подразде­ляются на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинами­ческие, тепловые, индукционные, электронные и др.

Одна из основных характеристик электроизмерительного прибо­ра – чувствительность, определяемая отношением линейного или углового перемещения указателя к изменению измеряемой величины. Величина, обратная чувствительности, называется ценой деления прибора. Она определяет значение измеряемой величины при откло­нении на одно деление.

 

 

---

Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 67; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!