Методы и средства измерений, испытаний и контроля

А. А. Вакулин. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: учебное пособие. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2010. 256 с.

Соответствует требованиям государственного образовательного стандарта к структуре и содержанию одноименного курса. Представлены общие сведения об измерениях, испытаниях и контроле, измерительных преобразователях, средствах измерений. Большое внимание уделено методам и средствам испытаний. Подбор и изложение материала базируются на лекциях автора студентам специальности «Управление качеством» Тюменского государственного университета.

Теоретическую часть предваряет учебно-методическая, позволяющая студентам самостоятельно изучать соответствующий курс.

Предназначено для студентов специальности «Управление качеством», изучающих дисциплину «Методы и средства измерений, испытаний и контроля». Может быть использовано студентами университетов, инженерами, аспирантами и научными работниками.

Рекомендовано к печати учебно-методической комиссией физического факультета, кафедрой механики многофазных систем.

Рецензенты: С. В. Пономарев, доктор технических наук, профессор кафедры автоматизированных систем и приборов Тамбовского государственного технического университета В. И. Пронякин, кандидат технических наук, доцент кафедры метрологии и взаимозаменяемости Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана Я. Б. Горелик, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник Института криосферы Земли СОРАН О. В. Андреев, доктор химических наук, профессор, зав. кафедрой неорганической и физической химии Тюменского государственного университета

Ответственный за выпуск: А. В. Трофимова, зав. отделом учебно-методического обеспечения ИДО Тюменского государственного университета

ISBN 978-5-400-00313-4 © ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2010, А. А. Вакулин, 2010

Оглавление

МЕТОДИЧЕСКИЕМАТЕРИАЛЫ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Пояснительная записка .
Содержание дисциплины .
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТА .
Календарно-тематический план работы
Методические рекомендации по отдельным видам самостоятельной работы
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕМАТЕРИАЛЫ
Глава 1. Общие сведения об измерениях, испытаниях и контроле
§ 1. Общие сведения об измерениях, испытаниях и контроле. Их особенности и различия
§ 2. Измерение физических величин — основа всех направлений человеческой деятельности
§ 3. Роль измерений, испытаний и контроля в повышении качества продукции, услуг и производства .
Резюме
Вопросы для самопроверки .
Глава 2. Измерительные преобразователи (ИП) .
§ 1. Структурная схема ИП
§ 2. Классификация измерительных преобразователей
§ 3. Измерительные цепи генераторных и параметрических преобразователей
Резюме
Вопросы для самопроверки .
Глава 3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
§ 1. Определение и классификация средств измерений электрических величин .
§ 2. Сигналы измерительной информации
§ 3. Измерение параметров элементов электрических цепей (L, C, R) .
3.1. Метод вольтметра-амперметра
3.2. Метод непосредственной оценки
4
3.3. Электронные омметры
3.4. Измерительные мосты постоянного тока .
3.5. Измерительные мосты переменного тока
3.6. Резонансный метод измерения .
3.7. Метод дискретного счета. Цифровые приборы
3.8. Измерение напряжений .
3.9. Измерение частоты электромагнитных колебаний
3.10. Электронно-лучевой осциллограф .
3.11. Измерение фазового сдвига
3.12. Анализ спектра сигналов
3.13. Автоматизация измерений
Резюме
Вопросы для самопроверки .
Глава 4. Испытания
§ 1. Общие сведения о современных испытаниях и их отличие от технического контроля
§ 2. Воздействующие факторы
2.1. Внешние воздействующие факторы (ВВФ)
2.2. Внутренние воздействующие факторы .
§ 3. Виды испытаний .
§ 4. Опасные и вредные производственные факторы
§ 5. Особенности испытаний на функционирование, на безопасность и на надежность .
5.1. Особенности испытаний на функционирование
5.2. Особенности испытаний на безопасность
5.3. Особенности испытаний на надежность
§ 6. Испытания на механические воздействия вибрации, ударов, линейных ускорений и акустических шумов .
§ 7. Средства измерений механических воздействий
7.1. Оборудование для механических испытаний .
7.2. Средства измерения вибрации и шума
7.3. Применяемое оборудование для вибродиагностики
7.4. Современное состояние технических средств анализа вибрации
§ 8. Разработка программы и методик испытаний
8.1. Программа испытаний .
8.2. Методика испытаний
§ 9. Автоматизация испытаний
Резюме
Вопросы для самопроверки .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ .
Тесты для самоконтроля .
Ключи к тестам для самоконтроля .
Вопросы к зачету
Вопросы к экзамену .

Курс «Методы и средства измерений, испытаний и контроля» входит в перечень общепрофессиональных дисциплин федерального компонента и изучается студентами ряда инженерных и менеджерских специальностей высших учебных заведений после дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», поэтому предполагается, что студенты знают основные понятия метрологии, основы теории погрешностей, методы практической обработки результатов измерений и т. п.

Структура пособия повторяет структуру требований государственного образовательного стандарта (ГОС) к содержанию курса.

Большое внимание уделено методам и средствам испытаний, занимающим по объему половину данного учебного пособия, поскольку методы и средства измерений достаточно подробно описаны в существующей многочисленной учебной литературе по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация».

В первой главе изложены общие сведения об измерениях, испытаниях и контроле, обсуждаются их особенности и различия, показана роль измерений, испытаний и контроля в повышении качества продукции, услуг и производства.

Вторая глава посвящена измерительным преобразователям. Приведены их классификация, области применения некоторых типов датчиков, показаны примеры измерительных цепей.

В третьей главе, посвященной средствам измерений, приведены определение и классификация средств измерений электрических величин, дано описание сигналов измерительной информации. Здесь же обсуждаются разнообразные методы и средства измерений физических величин. В завершение главы освещаются вопросы автоматизации измерений.

Испытаниям посвящена четвертая глава. Обсуждаются современные испытания и их отличие от технического контроля, приведена классификация испытаний, показана роль воздействующих факторов при испытаниях. Здесь же описаны средства измерений важных механических воздействий — вибрации и шума, обсуждается современное состояние рынка приборов вибродиагностики. Приведено содержание основных разделов при разработке программы и методик испытаний. В конце главы рассмотрены современные виртуальные информационно-измерительные приборы, используемые для автоматизации испытаний. Они представляют собой компьютер, оснащенный набором аппаратных и программных средств. Для наглядности описание ведется на примере ряда разработок двух фирм-конкурентов: Хьюлетт-Паккард и National Instruments.

Подбор и изложение материала базируется на лекциях автора студентам специальности «Управление качеством» Международного института управления, финансов и бизнеса Тюменского государственного университета.

Автор выражает глубокую благодарность рецензентам: доктору технических наук, профессору С. В. Пономареву, кандидату технических наук, доценту В. И. Пронякину, доктору геолого-минералоги- ческих наук, главному научному сотруднику ИКЗ СО РАН Я. Б. Горелику, доктору химических наук, профессору О. В. Андрееву за внимательное прочтение рукописи и сделанные ценные замечания.

Автор будет благодарен читателям за указание возможных неточностей и высказанные пожелания, которые просит направлять по адресу: Vakulin@sibtel.ru или avakulin@utmn.ru