Цели и задачи изучения дисциплины "Физические основы измерений". Структура дисциплины, страница 6

Далее необходимо перейти к рассмотрению измерительных устройств как измерительных систем, а затем информационно‑измерительных систем. Рассмотрение нужно проводить в двух аспектах: структурном и функциональном. Следует остановиться на вопросах, связанных с потерями информации при хранении и передаче информации о размере единицы и энергетическими затратами при выполнении метрологических работ.

6.7. ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРАКТИКЕ ИЗМЕРЕНИЙ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ

[1], c. 17 … 23; [5], с. 160 … 168, 189 … 213, 254 … 315;

[6], c. 189 … 217, 303 … 373; [9], c. 123 … 126, 194 … 227, 364 … 379

В основу принципа работы различных измерительных преобразователей, измерительных приборов, предназначенных для измерения тех или иных физических величин, положено большое число различных физических эффектов и явлений. Еще более разнообразны приемы использования средств измерений в соответствии с реализуемыми принципами измерений. Конкретному методу измерений соответствуют определенные действия, структура построения измерительной системы, алгоритм определения результата измерения.

При изучении этого раздела необходимо выделять в каждой области измерений наиболее распространенные в настоящее время и наиболее перспективные в будущем методы измерений, анализируя и оценивая их с позиции диапазонов измерений, в которых они могут быть применены, и с точки зрения достижимой точности измерений. Для каждого метода характерны свои основные возмущающие факторы, влияющие на результат измерений. Необходимо учитывать, что одни и те же физические эффекты и явления могут использоваться для получения измерительной информации, а могут служить источниками дезинформации, искажения полученных результатов.

Следует усвоить основные принципы, положенные в основу измерений на объектах, находящихся на значительном расстоянии от места нахождения оператора при отсутствии проводной связи, поскольку телеметрические (биотелеметрические) системы получают все более широкое распространение.

Рассматривая вопросы, связанные с физическими принципами работы первичных измерительных преобразователей, следует обратить особое внимание на два пути их развития, связанных с обеспечением массовых измерений и созданием интегральных преобразователей с расширенными функциями по преобразованию и подготовке сигналов для их дальнейшей передачи и обработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

[1], c. 572 … 575; [8], c. 3 … 16; [11], c.329 … 341

При обобщении основных вопросов курса необходимо учитывать, что вектор развития метрологии характеризуется переносом усилий с совершенствования аппаратурного обеспечения измерений на обеспечение процессов, связанных с получением измерительной информации. Главной задачей является выявление всех значимых возмущающих эффектов и уменьшение их влияния на результаты измерений.

При анализе перспективных направлений в области использования физических принципов и явлений при обеспечении измерений следует учитывать происходящее повышение уровня децентрализации в системах обеспечения единства измерений.

Важным моментом является обеспечение автономного режима использования средств измерений и измерительных комплексов. Этот режим возникает в ситуации, когда не может быть реализована его связь с вышестоящими по поверочной схеме средствами. Получают дальнейшее развитие методы моделирования на всех системных уровнях метрологии.

7. ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

Целью выполнения контрольной работы является совершенствование у студентов навыков работы с технической литературой и умения применять полученные при изучении дисциплины знания для решения практических задач.

Контрольную работу следует выполнять на стандартных сброшюрованных листах формата А4 (297х210 мм) или в ученической тетради, оставляя на страницах поля шириной 20 мм. Титульный лист должен быть оформлен по установленным в СЗТУ правилам, а остальной материал – в соответствии с требованиями ЕСКД. Работу необходимо датировать и подписать. Исправлять проверенную работу следует так, чтобы рецензент мог сопоставить первоначальный и новый текст. Переработки большого объема следует приводить на отдельных листах после первоначального текста. Окончательно оформленные работы представляются на собеседование с преподавателем.

Задание 1

Плотность тела определяется как отношение его массы к объему. Если тело обладает неправильной формой, это не сказывается на измерении массы тела, но затрудняет определение объема, поэтому один из способов определения плотности твердых тел основан на определении массы тела в различных условиях.

Плотность тела неправильной формы rТ определяется путем взвешивания на равноплечих весах. Взвешивание проводят в два этапа, используя нулевой метод (метод полного уравновешивания):

1. Тело находится в воздухе. Фиксируется масса m1 гирь, при которой весы находятся в состоянии равновесия (рис.1).

2. Тело погружено в жидкость, плотность rЖ которой известна. Фиксируется масса m2 гирь, при которой весы находятся в состоянии равновесия (рис.2).

Необходимо:

-  определить значение rТ ;

-  указать физический закон, позволяющий исключить операции по определению объема тела при использовании приведенной методики определения плотности;

-  описать процедуру и привести аналитическое выражение для определения объема тела неправильной формы путем взвешивания тела в воздухе и при погружении в жидкость, считая, что rЖ известно.

 


Рис.1. Взвешивание тела в воздухе

Рис.2. Взвешивание тела, погруженного в жидкость