Дмитриев О.С. Физические основы технических измерений

Учебное пособие. — Тамбов: Тамбовский государственный технический университет, 2022. — 190 с. — ISBN 978-5-8265-2532-6.Представлен обобщенный материал по физическим основам технических измерений. Рассмотрены различные физические явления, понятия и принципы, положенные в основу современных способов измерений, построения измерительных преобразователей, приборов и измерительных систем. Даны схемы принципа действия и фотографии конкретных измерительных приборов, позволяющие студентам лучше освоить современные технические средства измерений и способствующие обеспечению продолжения инженерного образования.
Предназначено для студентов 2, 3 курсов направлений подготовки инженерного профиля всех форм обучения.Предисловие.
Введение.
Общие вопросы измерений.
Предмет и задачи курса «Физические основы технических измерений». Роль измерений в НТП.
История возникновения и развитие измерений.
Основные понятия технических измерений.
Система единиц измерения.
Классификация сигналов измерительной информации. Информация, сообщение, сигнал.
Методы измерения физических величин.
Классификация средств измерений.
Измерительные преобразователи и их классификация.
Вопросы для самостоятельной работы.
Физические основы измерения геометрических размеров и перемещений.
Классификация механических величин.
Механические средства измерения перемещений, линейных и угловых размеров.
Линейки измерительные металлические.
Штангенциркуль.
Микрометр гладкий.
Погрешности измерения микрометром.
Индикаторы часового типа.
Контроль калибрами.
Оптико-механические средства измерения длины, перемещений и размеров.
Измерение шероховатостей. Профилометр.
Атомно-силовой микроскоп.
Сканирующий зондовый микроскоп NanoEducator.
Формирование и обработка СЗМ-изображений.
Средства измерения линейных размеров и перемещений с электрическим преобразованием.
Вопросы для самостоятельной работы.
Физические основы измерения скорости и ускорений.
Использование законов механики в измерительной технике. Второй закон Ньютона.
Классификация средств измерения линейной и угловой скорости. Методы и средства измерения линейных скоростей и скоростей вращения.
Механические, магнитоиндукционные, электрические и стробоскопические тахометры. Тахогенераторы постоянного и переменного тока.
Радары, основанные на использовании эффекта Доплера.
Средства измерения ускорений. Акселерометры.
Методы и средства измерения параметров вибраций.
Вопросы для самостоятельной работы.
Физические основы измерения силы, веса и давления.
Использование законов механики при измерении силы и веса.
Классификация преобразователей силы. Динамометры на основе упругих элементов.
Использование тензорезисторов для измерения силы.
Методы измерения массы.
Основные типы весов. Механические и электронные весы.
Понятие давления. Закон Паскаля.
Методы и средства измерения давления.
Вопросы для самостоятельной работы.
Физические основы измерения уровня.
Измерение уровня жидкостей. Закон Архимеда.
Визуальные, поплавковые, гидростатические и пьезометрические уровнемеры.
Электроконтактные, емкостные и радиоволновые уровнемеры.
Измерение уровня сыпучих материалов.
Вопросы для самостоятельной работы.
Физические основы измерения расхода жидкостей и газов.
Элементы механики жидкостей. Измерение расхода.
Расходомеры переменного перепада давления.
Расходомеры постоянного перепада давления.
Тахометрические расходомеры.
Электромагнитные расходомеры.
Ультразвуковые расходомеры.
Вопросы для самостоятельной работы.
Физические основы измерения температуры.
Использование в измерительной технике законов термодинамики.
Термометры расширения и манометрические термометры.
Стеклянные жидкостные термометры.
Манометрические термометры.
Термометры дилатометрические.
Термометры биметаллические.
Термоэлектрические преобразователи. Термопары.
Типы и характеристики термоэлектрических термометров.
Физические основы действия термопреобразователей сопротивления.
Полупроводниковые терморезисторы.
Схемы включения термопреобразователей сопротивления.
Цифровые термометры.
Физические основы измерения температуры бесконтактным методом.
Яркостные пирометры.
Цветовые пирометры.
Радиационные пирометры (полного излучения).
Тепловизоры.
Специальные термометры.
Вопросы для самостоятельной работы.
Физические основы измерения электрических величин.
Электромеханические приборы.
Структурная схема приборов прямого действия.
Магнитоэлектрические приборы.
Магнитоэлектрические логометры.
Электромагнитные приборы.
Выпрямительные измерительные приборы.
Однополупериодная схема выпрямительного прибора.
Двухполупериодная схема выпрямительного прибора.
Схемы включения электроизмерительных приборов.
Принцип действия приборов сравнения.
Одинарный мост постоянного тока.
Двойной мост постоянного тока.
Электронно-лучевые осциллографы.
Классификация осциллографов.
Структурная схема универсального осциллографа.
Цифровые измерительные приборы и аналогово-цифровые преобразователи.
Классификация цифровых измерительных приборов.
Цифровой измерительный прибор для измерения частоты.
Цифровые вольтметры с времяимпульсным преобразованием.
Вопросы для самостоятельной работы.
Заключение.
Список литературы.