Виды измерительных приборов для анализа водной среды

Чтобы выполнить измерение параметров воды и водной среды, используют измерительные приборы. Может измеряться pH жидкости, количество кислорода, уровень солености, электропроводность и другие параметры. Существуют приспособления, которые измеряют только один параметр. Также есть устройства, которые позволяют узнать сразу несколько значений.

Классификация измерительных приборов

По принципу работы:

Показывающие – те, по которым можно только отсчитывать измеряемую величину в данный момент времени;Самопишущие (или регистрирующие) – снабжены устройством для автоматической записи данных измеряемой величины для последующего анализа;Сигнализирующие – оснащены специальной звуковой или световой сигнализацией, срабатывающей по достижению прибором заранее заданного значения;Регулирующие – имеющие возможность автоматически поддерживать значение на заданном уровне или изменять его по указанному закону;Установки – выполняющие по результату измерения определенную работу согласно выставленной программе. Применяются при дозировке и взвешивании сыпучих и жидких веществ, сортировке продукции и т.д.

По виду показаний: аналоговые (непрерывные) и цифровые (дискретные).

По виду измеряемой величины: для измерения температуры, электрических показателей, давления, влажности, плотности газов, концентрации растворов, расхода и количества, а также для определения составов (анализа) жидкостей и газов.

Виды измерительных приборов

В зависимости от того, какие бывают измерительные инструменты, их названия могут отличаться в разных классификациях.

Обычно приборы могут быть следующего вида:

• Аналоговые измерительные инструменты и устройства, в которых сигнал на выходе является некоторой функцией измеряемой величины.
• Цифровые устройства, где сигнал на выходе представлен в соответствующем виде.
• Приборы, которые непосредственно регистрируют результаты измерений снимаемых показаний.
• Суммирующие и интегрирующие. Первые выдают показания в виде суммы нескольких величин, а вторые позволяют проинтегрировать значение измеряемой величины при помощи другого параметра.

Вышеописанные приборы являются наиболее распространенными и применяются для измерения ряда физических величин. Сложность происходящих физических процессов требует применения нескольких приборов, причисляемых к разным классам.

Универсальные измерительные приборы: обзор

Существует большое число измерительных приборов, используемых для выполнения строго определенных работ: обслуживания телефонных и вычислительных сетей, тестирования кабельных линий, измерения параметров питающей сети. Каждый из них идеально подходит для выполнения специфического набора измерений, но не более того. Поэтому ремонт или наладка различных устройств невозможны без обычных измерительных приборов: мультиметров, осциллографов, универсальных и специальных генераторов, частотомеров, измерителей RLC, логических анализаторов.

Сегодня большинство из этих приборов выпускается в настольной, переносной и носимой модификациях. Поэтому такой прибор всегда можно подобрать в соответствии с любыми предполагаемыми условиями работы: от лабораторных до полевых, с питанием от сети переменного тока, бортовой сети или батарей. А принципиальные отличия приборов различного исполнения касаются, пожалуй, всего двух моментов: класса точности и возможности интеграции в измерительные комплексы. Обычно носимые модификации имеют и точность похуже, и набор сервисных функций попроще, но для рассматриваемой области применения их чаще всего оказывается достаточно, да и внедрение цифровой обработки сигналов меняет эту ситуацию.

Область применения измерительных комплексов с компьютерным управлением ограничена, как правило, научными экспериментами и различными серийными испытаниями. Именно там важное значение имеет автоматизация процесса сбора и обработки результатов измерений. В зависимости от класса прибора взаимодействие с компьютером осуществляется через разные интерфейсы, чаще всего RS-232 или GPIB. Первого вполне достаточно для вывода результатов на принтер или компьютер. Второй позволяет объединять приборы в сложные измерительные комплексы с возможностью полного управления ими. Обычно для этих целей используется стандартный набор команд (Standard Commands for Programmable Instruments, SCPI) или более широкий нестандартный набор, поддерживаемый только производителем. Кроме того, приборы могут иметь модели в виде модулей, интегрируемых в систему на уровне компьютерной шины (например, ISA или PCI). Такие возможности нужны редко, например для автоматизации процесса регулировки при крупносерийном производстве.

Кроме упомянутых, знать которые нелишне, но иметь дело с которыми приходится нечасто, мы хотели бы остановиться на трех важных моментах, на которые стоит обратить внимание при выборе конкретного прибора. Первый — это защита входов. Уж слишком велик риск выхода прибора из строя из-за неправильного подключения во время работы. Второй момент — простота управления. Гораздо проще использовать прибор, у которого управление реализовано по принципу «одна кнопка — одна функция», чем прибор с меню. Третий — комплект поставки. Если прибор поставляется без необходимых аксессуаров (шнуров, щупов, зажимов, аттенюаторов, делителей, футляра или защитного чехла и т. п.), то его использование становится проблематичным.

МУЛЬТИМЕТРЫ И ОСЦИЛЛОГРАФЫ

Мультиметр и осциллографы — одни из самых распространенных приборов. С каждым днем число интегрированных в них основных (предназначенных для измерения различных физических величин) и дополнительных (расчетных и сервисных) функций растет. Более того, с точки зрения своих возможностей эти приборы становятся все ближе. Осциллограф может иметь встроенный мультиметр, а мультиметр — возможность отображения измеряемого сигнала. Конечно, пока рано говорить о неком новом мультиметроосциллографе (или осцилломультиметре, если вам угодно). До этого еще далеко. Но с дальнейшим развитием элементной базы, особенно цифровых сигнальных процессоров, их появление станет неизбежным. А пока эти приборы будут по отдельности рассмотрены ниже. К сожалению, из-за ограниченности объема рубрики, о большинстве прочих будет приведена лишь краткая информация.

ТОКОВЫЕ КЛЕЩИ

Сами по себе токовые клещи никаких измерений не выполняют, они лишь преобразуют одну величину в другую. Для измерения тока обычным амперметром его (или шунт) требуется включить в разрыв цепи, что не только неудобно, но и не всегда возможно. Токовые клещи позволяют измерять силу тока бесконтактным способом — достаточно охватить ими провод. Широкая гамма этих приспособлений отличается типом датчика (трансформатор тока и/или датчик Холла), видом измеряемого тока (соответственно, переменный и/или постоянный и композитный), величиной измеряемого тока (от 100 мА до 2000 А), рабочим диапазоном частот (обычно 40 Гц — 1 кГц, реже от 0 до 100 кГц), максимальным диаметром охватываемого провода. Чаще всего токовые клещи встраиваются в мультиметр, но могут выполняться и в виде отдельного приспособления для измерений в труднодоступных местах.

Кроме измерения тока клещи могут использоваться для бесконтактного измерения частоты и мощности в цепях переменного (однофазных или трехфазных) и постоянного тока.

ИЗМЕРИТЕЛИ RLC

Конечно, мультиметры могут измерять те же параметры, что и измерители RLC, но в узком диапазоне и с невысокой точностью. Поэтому в некоторых случаях без специализированных приборов не обойтись. Кроме оценки значений сопротивления, индуктивности, емкости, тангенса угла диэлектрических потерь и добротности при разных напряжениях и на нескольких рабочих частотах измерители RLC могут, например, вычислять усредненное по нескольким измерениям значение и сортировать элементы по допуску.

ГЕНЕРАТОРЫ

Этот вид приборов используется гораздо реже и, в основном, при отладке и испытаниях различных устройств. Генераторы делятся на низкочастотные, высокочастотные и функциональные. Первые формируют синусоидальный сигнал или меандр с частотой от нескольких герц до сотен килогерц, вторые — с частотами до сотен мегагерц с возможностью модулирования сигнала по заданному закону внешним или внутренним сигналом. Функциональные генераторы формируют сигналы сложной формы (синус, прямоугольник, треугольник, пила, трапеция) в диапазоне частот до десятков мегагерц с заданной скважностью, а также цифровые сигналы с уровнями ТТЛ и КМОП. Некоторые модели могут работать как генераторы качающейся частоты (по заданному закону) или формировать простейший амплитудно- или частотно-модулированный сигнал.

ЧАСТОТОМЕРЫ

Частотомеры также используются нечасто. По большей части функции встроенного в мультиметр частотомера оказывается достаточно. Но в тех случаях, когда нужен точный результат или внешнее управление, без специального прибора не обойтись. Такие частотомеры могут измерять частоту, период и скважность периодических сигналов, определять длительность интервалов, осуществлять эталонный отсчет времени. Сложные модели предусматривают возможность вычислительной обработки результатов совокупности измерений и несколько каналов для реализации сложных алгоритмов запуска счета, обработки сигналов с разными параметрами или выполнения относительных измерений.

ЛОГИЧЕСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ

Обычный осциллограф позволяет исследовать простые цифровые и аналоговые цепи. Но даже четырехканальный осциллограф не позволит проанализировать ситуацию в сложных цифровых схемах, когда сигналы требуется фиксировать одновременно на большом количестве шин. В таких случаях применяются логические анализаторы. По сути, это многоканальные (16, 32 или 64) осциллографы с единой для всех каналов системой синхронизации, входы которых рассчитаны на цифровые сигналы с заданными уровнями логических нуля и единицы. Кроме выполнения всех функций обычного осциллографа эти приборы, например, позволяют производить логические операции с входными сигналами каналов или преобразовывать сигналы в шестнадцатеричные цифры.

АНАЛИЗАТОРЫ СИГНАТУРЫ

Измеритель вольт-амперных характеристик (ВАХ) — достаточно редкий прибор. У большинства инженеров он ассоциируется с лабораторными работами по физике полупроводников. Однако с его помощью можно тестировать любые компоненты, не выпаивая их из плат и не подавая на плату питание. Чтобы снять ВАХ, т. е., по сути, аналоговую сигнатуру, входы прибора достаточно подключить к тестируемым выводам компонента и подать небольшое напряжение. Каждый вид компонентов имеет известный и характерный именно для него тип ВАХ. А раз так, то снятие ВАХ позволяет протестировать дискретный компонент или ИМС (точнее, внутреннюю цепь, подключенную к ее определенному выводу) и, если значение ВАХ отличается от нормы, сделать вывод о его неисправности. С помощью этого прибора неисправные компоненты можно отыскать, не только не имея схемы, но и не представляя принципов работы устройства. Анализаторы аналоговой сигнатуры становятся все более популярными, и эту функцию стали встраивать даже в мультиметры с графическим дисплеем. Недостаток же данного метода заключается в невозможности тестирования внутренних цепей ИМС, однако большинство неисправностей приходится на их внешние цепи.

Цифровые сигнатурные анализаторы лишены этого недостатка, они записывают импульсные последовательности в заданной точке и преобразуют их для удобства сравнения в шестнадцатеричные числа. Эти приборы встречаются еще реже, так как их применение невозможно без знания правильной сигнатуры и условий ее получения и, следовательно, ограничено крупносерийным производством.

К сожалению, мало купить подходящий прибор, его нужно периодически поверять. Но чаще всего, этот вопрос пока остается без внимания. Поверка стоит сегодня весьма дорого, да и мест, где ее могут выполнить качественно, осталось немного. Поэтому многие предпочитают экономить на этой статье расходов. В итоге в большинстве организаций приборы не поверялись с начала перестройки или с момента их приобретения. Надежды на имеющиеся эталоны и калибраторы необоснованны — их тоже нужно поверять.

Обслуживание измерительных устройств

От качества работы КИП иногда зависит очень многое, поэтому эти устройства должны обладать такими характеристиками, как надёжностью, долговечностью, безотказностью и быть доступными в ремонте.

Для избежания ошибок при измерениях КИП нуждаются в своевременных профилактических работах и регулярных проверках на достоверность показателей. Мастер обязательно должен следить за состоянием и условиями хранения измерительных устройств, протирать сухой тряпкой циферблаты, шкалы и гнёзда сигнальных датчиков.

Перед началом работы надо убедиться в герметичности соединений и желательно сделать контрольное измерение. Неисправные приборы необходимо вовремя заменять новыми или своевременно ремонтировать.

На крупных предприятиях существуют целые бригады и отделы инженеров и слесарей КИП, которые следят за состоянием и исправностью приборов и автоматики.

На бытовом уровне приходится часто сталкиваться с различными измерительными устройствами. Они стали привычны и обыденны, но тоже требуют правильного обращения и соблюдения правил техники безопасности. Простейший датчик в стиральной машине при неисправности может принести множество неприятностей. Датчик температуры на бытовых утюгах расположен на нагреваемой поверхности и при обычном загрязнении выдаст недостоверные данные.

При правильном уходе и хранении контрольно-измерительных устройств любой быт, ремонт, отдых становится легче и приятнее.

Измерительные слесарные инструменты

С такими приборами мы встречаемся наиболее часто. Тут важна точность работ, а так как используется механический инструмент (по большей части), то удается добиться погрешности от 0,1 до 0,005 мм. Любая недопустимая погрешность приводит к тому, что потребуется переточка или вовсе замена детали или целого узла. Именно поэтому при подгонке вала под втулку слесарь использует не линейки, а более точные инструменты.

Самое популярное слесарное измерительное оборудование – штангенциркуль. Но и такой относительно точный прибор не гарантирует 100%-ный результат. Именно поэтому опытные слесари всегда делают большое количество измерений, после чего выбирается среднее значение. Если требуется получить более точные показания, то используют микрометр. Он позволяет проводить измерения до сотых долей миллиметров. Однако многие думают, что данный инструмент способен измерять до микронов, что не совсем так. Да и вряд ли при проведении простых слесарных работ в домашних условиях потребуется такая точность.

Суммирующие приборы позволяют показать суммарное значение величины, которая измерялась. Счетчики позволяют показывать количество потребляемой энергии, воды или газа.

Важно знать! Сигнализирующие приборы при достижении определенного уровня величины будут просто подавать звуковой сигнал.

В зависимости от назначения производители изготовляют следующие приборы:

• Контрольные.
• Лабораторные.
• Образцовые.
• Эталонные.

Измерение тока

Схема контрольно-измерительного прибора.

Для того чтобы использовать амперметр для измерения тока, цепь должна быть разомкнута, а измерительный прибор вставлен последовательно в цепь.

При включении амперметра в цепь должна соблюдаться полярность. Два вывода на амперметре помечены: положительный — красным, а отрицательный (общий) — черным.

Предостережение: всегда отключайте источник питания перед подключением амперметра к цепи.

Отрицательный вывод должен быть подключен к более отрицательной (с меньшим потенциалом) точке цепи, а положительный вывод к более положительной (с большим потенциалом) точке цепи. После подсоединения амперметра его стрелка переместится слева направо. Если стрелка перемещается в противоположном направлении, поменяйте выводы местами.

Предостережение: амперметр никогда не должен подключаться параллельно какому-либо элементу цепи. Если его подсоединить параллельно, то перемычка в приборе расплавится и серьезно повредит прибор или цепь. Никогда не подключайте амперметр непосредственно к источнику тока.

После установки амперметра в цепь и перед включением питания установите прибор на наивысший предел измерения. После включения питания шкалу амперметра можно переключить на наиболее подходящую. Это предотвратит резкое движение стрелки прибора вправо до упора, что может вывести из строя рамку прибора, а именно пружину механизма.

Внутреннее сопротивление амперметра прибавляется к сопротивлению цепи и увеличивает общее сопротивление цепи. Измеренный ток в цепи может быть ниже, чем ток, текущий в отсутствие амперметра. Однако поскольку сопротивление амперметра мало по сравнению с сопротивлением цепи, ошибкой можно пренебречь.

Амперметр с зажимами (измерительные клещи) не требует подсоединения к измеряемой цепи. Амперметр с зажимами использует электромагнитное поле, создаваемое током для измерения величины тока в цепи.

Мы гарантируем высокое качество представленных у нас приборов:

Представленные в нашем каталоге разнообразные измерительные устройства выпускаются только известными компаниями. Цветные фото и отзывы наших постоянных покупателей, помогут вам определиться с выбором Заказать измерительные приборы, необходимые вам для работы, очень просто и быстро можно на страницах нашего сайта. Онлайн -заказ можно сделать как в розницу так и оптом. На весь приобретенный у нас товар, мы предлагаем услуги доставки.

ЭЛПИ-1 Преобразователь сигналов интерфейсов USB/RS485

Е900ЭЛ-10000/100-100/5-220ВУ-1RS-х-х-х-х Преобразователь измерительный многофункциональный

AEМТ-С33-V44-1 Преобразователь электрический измерительный

РТУ-300 Реле тока утечки

ЩМК96-10000В/100В-600А/5А-REC-х-3П-К УХЛ3.1 Многофункциональный измерительный прибор

АЕA30V Анализатор электрохимических источников питания