﻿27. Измерительные приборы.
8.1. Общая характеристика и классификация измерительных приборов
Как указывалось выше, измерительные приборы – это средства измерений, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По своей структуре они представляют собой сочетание измерительных преобразователей, выполняющих определенные функции, и отсчетного устройства. 
Измерительные приборы являются наиболее распространенными средствами измерений и отличаются большим разнообразием вследствие различных измерительных задач и предъявляемых к ним требований. К примеру, использующийся в настоящее время парк приборов для электрических измерений насчитывает более 2000 типов и делает доступным для измерений более 80 электрических величин. Классификация подобных приборов может быть произведена по различным обобщающим признакам.
По назначению измерительные приборы делятся на амперметры, вольтметры, омметры, термометры, манометры, гигрометры и т.д.
По физическим явлениям, на которых основано действие измерительных приборов, их можно разделить на электроизмерительные и электронные.
Электроизмерительные приборы являются электромеханическими. По способу преобразования подводимой электромагнитной энергии в механическую они подразделяются на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, ферродинамические, электростатические, индукционные, вибрационные и др.
Электронные измерительные приборы представляют собой сложные устройства, содержащие большое число измерительных преобразователей, выполняющих функции генерирования, усиления, выпрямления, преобразования аналогового сигнала в дискретный и наоборот, сравнения, запоминания и др. Электронные приборы разрабатываются на активных элементах (транзисторах, микросхемах,  электронных лампах) и пассивных элементах (резисторах, конденсаторах, катушках индуктивности). По характеру и виду измеряемых величин электронные приборы подразделяются на группы:
1)	измерительные генераторы (маломощные источники сигналов);
         2) специальные элементы измерительных цепей (ослабители сигналов, фазовращатели); 
         3) приборы, предназначенные для измерения значений физических величин, параметров и характеристик сигналов (электронные осциллографы, вольтметры, частотомеры, фазометры, анализаторы спектров и др.);
         4) приборы, предназначенные для измерения характеристик и параметров компонент, входящих в радиоэлектронные цепи (измерители емкости конденсаторов, индуктивностей катушек, сопротивлений резисторов, добротности контуров и резонаторов, параметров электронных ламп и полупроводниковых транзисторов, цифровых и линейных интегральных микросхем, амплитудно-частотных и переходных характеристики др.)
По виду выдаваемой информации различают аналоговые и цифровые измерительные приборы. Аналоговый прибор – измерительный прибор, показания которого являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины. В этих приборах измеряемая величина вызывает подобное ей непрерывное отклонение указателя по шкале, т.е. аналоговая величина представляет подобие другой величины. Цифровой прибор – измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, значения которых представлены в цифровой форме.
По схеме преобразования различают измерительные приборы прямого действия и сравнения. 
В измерительных приборах прямого действия (рис.8.1, а) преобразование сигнала измерительной информации происходит только в одном направлении, т.е. без применения обратной связи. Входная величина X последовательно через измерительные преобразователи ИП1, ИП2, …, ИПn преобразуется в выходную величину Y, удобную для наблюдения, регистрации или запоминания (Y1, Y2, …, Yn -1 – промежуточные величины). Измерительными приборами прямого действия являются аналоговые электроизмерительные приборы.
 
Рис.8.1. Структурные схемы измерительных приборов 
прямого действия (а) и сравнения (б)

В измерительных приборах сравнения (уравновешивающего преобразования) замкнутого типа (рис 8.1, б) имеются две цепи – прямого преобразования, состоящая из преобразователей ИП1, ИП2, …, ИПn, и обратного преобразования (преобразователи ИПО1, ИПО2, …, ИПОm). На входе цепи прямого преобразования происходит сравнение (уравновешивание) двух однородных величин противоположного знака: входной измеряемой величины X и выходной величины Xy цепи обратного преобразования. По разности ΔX = X – Xy на выходе преобразователя сравнения ИПС судят об измеряемой величине X. Уравновешивание может быть полным (ΔX = 0) или частичным (ΔX ≠0). Следовательно, цепь прямого преобразования обеспечивает передачу значений величины ΔX к показывающему выходному прибору, а цепь обратного преобразования – изменение значений величины Xy.
По способу выдачи измерительной информации измерительные приборы делятся на показывающие и регистрирующие. Показывающий прибор – это прибор, допускающий отсчитывание показаний, регистрирующий прибор – прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний на материальном носителе (бумаге, пленке, диске, проволоке и др.). В зависимости от принципа регистрации такие приборы могут быть самопишущими и печатающими.
Приборы могут выдавать информацию либо о текущем значении измеряемой величины, либо интегрировать измеряемую величину по времени или по другой переменной (интегрирующие приборы), либо суммировать показания двух или нескольких величин, подводимых к ним по разным каналам (суммирующие приборы).
По характеру установки на месте применения измерительные приборы могут быть стационарными или переносными; по степени защищенности от внешних воздействий – обыкновенными, пыле-, водо- и брызгозащитными, герметическими, вибростойкими и др.

