Классификация и основные характеристики измерений
Измерениеявляется важнейшим понятием в метрологии. Это организованное действие человека, выполняемое для количествен-ного познания свойств физического объекта с помощью определения опытным путем значения какой-либо физической величины [20].
Существует несколько видов измерений. При их классификации обычно исходят из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются на
- статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени;
- динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.
Статическими измерениями являются, например, измерения размеров тела, постоянного давления, динамическими - измерения пульсирующих давлений, вибраций.
По способу получения результатов измерений их разделяют на
- прямые;
- косвенные;
- совокупные;
- совместные.
Прямые- это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения можно выразить формулой 
, где 
- искомое значение измеряемой величины, а 
- значение, непосредственно получаемое из опытных данных.
При прямых измерениях экспериментальным операциям подвергают измеряемую величину, которую сравнивают с мерой непосредственно или же с помощью измерительных приборов, градуированных в требуемых единицах. Примерами прямых служат измерения длины тела линейкой, массы при помощи весов и др. Прямые измерения широко применяются в машиностроении, а также при контроле технологических процессов (измерение давления, температуры и др.).
|
|
|
Косвенные- это измерения, при которых искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, т.е. измеряют не собственно определяемую величину, а другие, функционально с ней связанные. Значение измеряемой величины находят путем вычисления по формуле 
, где - искомое значение косвенно измеряемой величины; 
- функциональная зависимость, которая заранее известна, 
- значения величин, измеренных прямым способом.
Примеры косвенных измерений: определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения.
Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Роль их особенно велика при измерении величин, недоступных непосредственному экспериментальному сравнению, например размеров астрономического или внутриатомного порядка.
|
|
|
Совокупные- это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую определяют решением системы уравнений, получаемых при пря-мых измерениях различных сочетаний этих величин.
2. Термометр жидкостный это:
Термометр жидкостный
(реже — жидкостный термометр)
прибор для измерения температуры (См. Температура), принцип действия которого основан натепловом расширении (См. Тепловое расширение) жидкости. Т. ж. относится к Термометрамнепосредственного отсчёта.
Широко применяется в технике и лабораторной практике для измерения температур в диапазоне от –200 до 750 °С. Т. ж. представляет собой прозрачный стеклянный (редко кварцевый) резервуар с припаяннымк нему капилляром (из того же материала). Шкала в °С наносится непосредственно на толстостенныйкапилляр (так называемый палочный Т. ж.) или на пластинку, жестко соединённую с ним (Т. ж. с наружнойшкалой, рис., а). Т. ж. с вложенной шкалой (рис., б) имеет внешний стеклянный (кварцевый) чехол. Термометрическая жидкость заполняет весь резервуар и часть капилляра. В зависимости от диапазонаизмерений Т. ж. заполняют пентаном (от -200 до 20 °С), этиловым спиртом (от -80 до 70 °С), керосином (от-20 до 300 °С), ртутью (от -35 до 750 °С) и др.
|
|
|
Наиболее распространены ртутные Т. ж., так как ртуть остаётся жидкой в диапазоне температур от -38до 356 °С при нормальном давлении и до 750 °С при небольшом повышении давления (для чего капиллярзаполняют азотом). Кроме того, ртуть легко поддаётся очистке, не смачивает стекло, и её пары в капилляресоздают малое давление. Т. ж. изготавливают из определённых сортов стекла и подвергают специальнойтермической обработке («старению»), устраняющей смещение нулевой точки шкалы, связанное смногократным повторением нагрева и охлаждения термометра (поправку на смещение нуля шкалынеобходимо вводить при точных измерениях). Т. ж. имеют шкалы с различной ценой деления от 10 до 0,01°С. Точность Т. ж. определяется ценой делений его шкалы. Для обеспечения требуемой точности и удобствапользуются Т. ж. с укороченной шкалой; наиболее точные из них имеют на шкале точку 0 °С независимо отнанесённого на ней температурного интервала. Точность измерений зависит от глубины погружения Т. ж. визмеряемую среду. Погружать Т. ж. следует до отсчитываемого деления шкалы или до специальнонанесённой на шкале черты (хвостовые Т. ж.). Если это невозможно, вводят поправку на выступающийстолбик, которая зависит от измеряемой температуры, температуры выступающего столбика и его высоты. Основные недостатки Т. ж. — значительная тепловая инерция и не всегда удобные для работы габариты. К Т. ж. специальных конструкций относят Термометры метеорологические, метастатические термометры (См. Метастатический термометр), медицинские и др. Медицинские ртутные Т. ж. имеют укороченную шкалу (34—42 °С) и цену деления шкалы 0,1 °С. Действуют они по принципу максимального термометра — ртутныйстолбик в капилляре остаётся на уровне максимального подъёма при нагревании и не опускается довстряхивания термометра.
|
|
|
Жидкостные термометры: а — комнатный термометр с наружной шкалой; б — лабораторный термометрс вложенной шкалой, имеющий на шкале точку 0°С.
3. Детектор по теплопроводности это:
Катарометр, или детектор по теплопроводности — этоуниверсальный детектор, наиболее широко используемый в газовых хроматографах, в основе которогозаложен принцип изменения сопротивления материалов от температуры.
Принцип действия
Схема работы катарометра. Разностьпотенциалов возникает за счёт обдуванияэлементов катарометра газами с разнымикоэффициентами теплопроводности.
В полость металлического блока катарометра помещена спираль из металла с высоким термическимсопротивлением (Pt, W, их сплавы, Ni). В результате прохождения через спираль постоянного тока, онанагревается. В случае, когда спираль обмывает чистый газ-носитель, спираль теряет постоянное количествотеплоты и её температура остаётся постоянной. Газ, содержащий примеси, поступает из колонок имеетдругие показатели теплопроводности, следовательно, изменяется и температура спирали. В свою очередьэто приводит к изменению сопротивления нити, которое измеряют с помощью моста Уинстона. Сравнительный поток газа-носителя омывает нити ячеек R2 и R4, а газ, поступающий из колонкихроматографа, омывает нити измерительных ячеек R1 и R3. Мост будет находиться в равновесии, если учетырёх нитей будет одинаковой температура (одинаковое сопротивление). Если изменить состав газа, выходящего из колонки хроматографа, то сопротивление нитей ячеек R1 и R3 изменяется, равновесиенарушается и генерируется выходной сигнал.
Применение
Чувствительность катарометра зависит от теплопроводности газа-носителя, поэтому в газовых хроматографахнужно использовать газы-носители с максимально возможной теплопроводностью, такие как гелий, азот иливодород. Наиболее часто применяется гелий, так как теплопроводность всех соединений (органических инеорганических) отлична от теплопроводности гелия, все они могут быть распознаны с помощьюкатарометра, поэтому его называют универсальным детектором.
По чувствительности катарометр уступает пламенно-ионизационному детектору, однако он вполне пригодендля общего исследования неизвестной смеси, тем более, что во многом улучшению чувствительностиспособствует совершенствование материалов колонок хроматографа. К тому же, катарометр различает такиевещества, как аргон, кислород, азот, диоксид углерода, что невозможно сделать, например, в пламенно-ионизационном детекторе.
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 553; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!