Opis
Publikacja Wydawnictwa WNT, dodruk Wydawnictwo Naukowe PWN Pomiary są obszerną dziedziną wiedzy wykorzystywaną w codziennej pracy niemal w każdym zawodzie inżynierskim. Od ich dokładności i wiarygodności zależy jakość materiałów oraz produkowanych z nich wyrobów, a także organizacja procesów produkcyjnych. Rozwój elektroniki, informatyki i telekomunikacji umożliwia ciągłe doskonalenie technik pomiarowych oraz aparatury, która jest już prawie niezawodna, łatwa w obsłudze, a co najważniejsze bardzo dokładna również w ekstremalnych warunkach. Równie ważna jak możliwości techniczne jest wiedza na temat technik pomiarowych różnych wielkości fizycznych. Lektura tej książki przybliży Czytelnikowi zagadnienia związane z: - metodami pomiarów: temperatury, ciśnienia, poziomu przepływu, drgań, wstrząsów, hałasu, składu chemicznego oraz wilgotności, - podstawowymi błędami pomiarów i sposobami ich wyznaczania, - niedokładnościami wyników pomiarów i sposobami ich oceniania, - układami przetwarzania i przesyłania sygnałów pomiarowych, - współczesną aparaturą pomiarową i jej właściwościami, - czynnościami metrologicznymi, - obowiązującymi przepisami prawnymi. Spis treściWstęp 13 1. Wprowadzenie 15 1.1. Definicja pomiaru i terminów z nim związanych 15 1.2. Podstawowe pojęcia 19 1.2.1. Aparatura pomiarowa 19 1.2.2. Przyrząd pomiarowy 19 1.2.3. Systemy pomiarowe 22 1.2.4. Definicje błędów 23 1.3. Przetwarzanie wielkości 28 1.3.1. Czujniki i przetworniki analogowe 28 1.3.2. Próbkowanie wielkości 29 1.3.3. Kwantowanie wielkości 31 1.3.4. Stopień zliczania, przetwornik A/C do pomiaru czasu lub częstotliwości 33 1.3.5. Przetworniki C/A napięcia 36 1.3.6. Przetworniki A/C kompensacyjne 38 1.3.7. Przetworniki A/C całkujące 41 1.3.8. Przetworniki A/C z pojedynczym całkowaniem 42 1.3.9. Przetworniki A/C z podwójnym całkowaniem 44 1.4. Modulacja i przesył sygnałów 46 1.4.1. Sygnał 46 1.4.2. Modulacja szerokości impulsów 48 1.4.3. Sieć pomiarowa 52 1.4.4. Pętla prądowa 54 1.4.5. Protokół HART 55 1.4.6. Inne magistrale obiektowe 57 1.4.7. Standard IEEE 1451 58 1.4.8. Interfejs IEC-625 61 1.4.9. Bezprzewodowa transmisja sygnałów pomiarowych 63 1.5. Właściwości metrologiczne aparatury pomiarowej 63 1.6. Czynności metrologiczne 69 Literatura 73 2. Pomiary temperatury 75 2.1. Skale temperatury 75 2.1.1. Wprowadzenie 75 2.1.2. Termodynamiczna skala temperatury 75 2.1.3. Międzynarodowa Skala Temperatury MST-90 78 2.2. Termometry nieelektryczne 81 2.2.1. Wprowadzenie 81 2.2.2. Termometry szklane 81 2.2.3. Termometry dylatacyjne i bimetalowe 85 2.2.4. Termometry ciśnieniowe 86 2.3. Termometry rezystancyjne 87 2.3.1. Ogólna charakterystyka 87 2.3.2. Czujniki rezystancyjne metalowe 88 2.3.3. Układy pomiarowe czujników rezystancyjnych metalowych 91 2.3.4. Termistory 97 2.3.5. Rezystancyjne czujniki krzemowe 100 2.4. Termometry termoelektryczne 102 2.4.1. Budowa termometru termoelektrycznego 102 2.4.2. Zasada działania termoelementów 102 2.4.3. Budowa termoelementów 104 2.4.4. Rodzaje termoelementów i ich właściwości 106 2.4.5. Termoelementy nieznormalizowane 108 2.4.6. Korekcja błędów od temperatury zimnych końców 109 2.4.7. Automatyczna korekcja błędu temperaturowego 111 2.5. Półprzewodnikowe czujniki temperatury 113 2.5.1. Czujniki diodowe 113 2.5.2. Czujniki scalone 114 2.6. Pirometry 115 2.6.1. Zasada działania pirometru 115 2.6.2. Obiekt pomiaru 117 2.6.3. Detektory promieniowania 120 2.6.4. Budowa pirometrów 122 2.6.5. Eliminacja błędu metody pirometrów 124 2.6.6. Termografia 129 2.7. Inne rodzaje termometrów 130 2.7.1. Termometry szumowe 130 2.7.2. Termometry luminescencyjne 131 2.7.3. Termometr światłowodowy typu ,,ciało czarne” 132 2.7.4. Termometry ultradźwiękowe 133 2.8. Technika pomiarów temperatury i źródła błędów 134 2.8.1. Ogólna charakterystyka technik 134 2.8.2. Odprowadzanie ciepła przez czujnik pomiarowy 134 2.8.3. Wpływ promieniowania na temperaturę czujnika 136 2.8.4. Pomiar temperatury ciał w ruchu 137 2.9. Błędy dynamiczne 138 2.9.1. Model matematyczny czujnika temperatury 138 2.9.2. Wyznaczanie właściwości dynamicznych termometrów 141 2.10. Wzorcowanie termometrów 144 2.10.1. Zasady wzorcowania termometrów 144 2.10.2. Podstawowe wyposażenie laboratorium wzorcowania termometrów 145 2.10.3. Układy pomiarowe stanowisk wzorcowania 149 2.10.4. Wzorcowanie pirometrów 151 2.10.5. Ocena niedokładności wzorcowania 151 Literatura 160 3. Pomiary ciśnienia 162 3.1. Zagadnienia ogólne 162 3.1.1. Wstęp 162 3.1.2. Definicje 163 3.1.3. Jednostki ciśnienia 164 3.1.4. Rodzaje mierzonego ciśnienia 165 3.1.5. Zakresy mierzonych ciśnień 167 3.1.6. Różne metody pomiaru ciśnienia – podział ciśnieniomierzy 168 3.2. Czujniki sprężyste 171 3.2.1. Elementy sprężyste ciśnieniomierzy 171 3.2.2. Czujniki piezorezystancyjne 174 3.2.3. Korekcja błędów piezorezystancyjnych czujników ciśnienia 181 3.2.4. Czujniki pojemnościowe 192 3.2.5. Czujniki indukcyjnościowe 194 3.3. Czujniki z przetwarzaniem ciśnienia na siłę 196 3.3.1. Czujniki piezoelektryczne 196 3