Miernictwo elektroniczne

Transkrypt

1 Miernictwo elektroniczne Policz to, co można policzyć, zmierz to co można zmierzyć, a to co jest niemierzalne, uczyń mierzalnym Galileo Galilei Dr inż. Zbigniew Świerczyński p. 112A bud. E-1

2 Wstęp Pomiar jest najważniejszą operacją w procesie poznawania świata i sterowania systemów Metrologia - nauka zajmująca się poznawaniem otaczającego nas świata i uzyskiwaniem informacji o nim. Metrologia to nauka interdyscyplinarna Miernictwo to techniczne ujęcie metrologii 2

3 Podstawowe definicje Pomiar proces poznawczy, który umożliwia obiektywne odwzorowanie własności fizycznych obiektów w dziedzinie liczb Wielkość mierzalna (fizyczna) właściwość zjawiska lub ciała, którą można wyznaczyć jakościowo i ilościowo Można rozróżnić wielkości: ciągłe (analogowe) i ziarniste (dyskretne) aktywne (czynne) i pasywne (bierne) 3

4 Proces pomiarowy Proces pomiarowy (zgromadzenie jak największej ilości informacji o obiekcie dokładne poznanie obiektu wykorzystanie istniejących, sprawdzonych i pewnych informacji): ustalenie modelu fizycznego (wytypowanie własności obiektu, które należy zbadać) zbudowanie modelu matematycznego obiektu ustalenie modelu metrologicznego (ustalenie wielkości mierzalnych) wybór metody pomiaru i środków technicznych dokonanie pomiaru (operacji porównania) opracowanie i interpretacja wyników pomiaru 4

5 Podstawowe definicje c.d. Pomiar (definicja operacyjna) proces poznawczy polegający na porównaniu wartości wielkości mierzonej z pewną jej wartością przyjętą za jednostkę miary Jednostka miary umownie przyjęta i wyznaczona z dostateczną dokładnością wartość danej wielkości, która służy do porównania ze sobą innych wartości tej samej wielkości Układ jednostek miar zbiór jednostek miar wielkości mierzalnych 5

6 Układ SI Międzynarodowy układ jednostek (wielkości podstawowych) układ SI Jednostki podstawowe (7) Długość metr [m] Masa kilogram [kg] Czas sekunda [s] Natężenie prądu amper [A] Temperatura termodynamiczna kelwin [K] Światłość kandela [cd] Liczność materii mol [mol] Jednostki uzupełniające (2) Kąt płaski radian [rad] Kąt bryłowy steradian [sr] 6

7 Przedrostki jednostek fizycznych układu SI: tera T bilion TW - terawat giga G 10 9 miliard GHz - gigaherc mega M 10 6 milion MHz - megaherc kilo k 10 3 tysiąc kg - kilogram hekto h 10 2 sto hl - hektolitr deka da 10 1 dziesięć dag - dekagram decy d 10-1 jedna dziesiąta db - decybel centy c 10-2 jedna setna cm - centymetr mili m 10-3 jedna tysięczna mm - milimetr mikro µ 10-6 jedna milionowa µm - mikrometr nano n 10-9 jedna miliardowa nf - nanofarad piko p jedna bilionowa pf - pikofarad femto f jedna biliardowa fm - femtometr atto a jedna trylionowa am - attometr 7

8 Narzędzia pomiarowe Narzędzia pomiarowe zespółśrodków technicznych wykorzystywany w czasie pomiaru Wzorzec narzędzie pomiarowe odtwarzające jednostki miary lub ich wielokrotności Przyrząd pomiarowy narzędzie pomiarowe służące do wykonywania pomiaru (analogowe i cyfrowe) Źródło zjawiska Przyrząd pomiarowy Obserwator Wzorzec Schemat funkcjonalny przebiegu procesu pomiarowego 8

9 Narzędzia pomiarowe Przetwornik X Y Układ porównania (komparator) Urządzenie odczytowe Pole informacyjne Y-sygnał pomiarowy Układ odniesienia Schemat funkcjonalny przyrządu pomiarowego System pomiarowy zbiór funkcjonalny przyrządów i przetworników pomiarowych objęty wspólnym sterowaniem (wewnętrznym lub zewnętrznym) tworzący jedną organizacyjną całość Metoda pomiarowa zespół czynności wykonywanych podczas przeprowadzania pomiaru celem określenia wartości wielkości mierzonej (wyniku pomiaru) 9

10 Metody pomiarowe Metody pomiarowe można dzielić ze względu na: sposób przetwarzania sygnału pomiarowego: analogowe cyfrowe sposób uzyskiwania wyniku pomiaru: bezpośrednie pośrednie złożone sposób porównywania wielkości mierzonych z ich wzorcami: podstawowa (absolutna) porównawcza odchyłowa, różnicowa, zerowa, kompensacyjna, komparacyjna 10