�змерительная линия

�змери'тельная ли'ния,прибор для измерения параметров в устройствах с распределёнными постоянными (фидерах, волноводах и др.). При помощи �. л. находят коэффициент стоячей волны (КСВ) и смещение dузлов (пучностей) напряжённости электрического поля вдоль линии; другие физические величины (полное сопротивление, амплитуда и фаза, коэффициент отражения и т. п.) определяются через КСВ и d. Наиболее часто применяется �. л. в виде отрезка коаксиальной или волноводной линии, включаемой между генератором Г и объектом измерения Z _H( рис. ); вдоль отрезка линии перемещается индикаторная головка с зондом связи и настраивающимся колебательным контуром (резонатором); напряжение с контура подаётся на детектор, а с него - на индикаторное устройство (в ряде случаев через усилитель). Наводимая в зонде эдс пропорциональна напряжённости электромагнитного поля в месте зондирования. Обычно �. л. применяют в диапазоне частот от сотен Мгцдо сотен Ггц; погрешность �. л. 2-5%.

  Существуют �. л. с неподвижным зондом (так называемые сжимные линии), в которых узлы стоячей волны перемещаются относительно зонда при изменении поперечного сечения волновода, с поворотным зондом и автоматические, с индикацией на экране электронно-лучевой трубки.

  Лит.:Валитов Р. А., Радиотехнические измерения, М., 1963; Тишер Ф., Техника измерений на сверхвысоких частотах, пер. с нем., М., 1963.

Схема измерительной линии: З - зонд; �Г - индикаторная головка (каретка); Д - детектор; � - индикатор; Ш - шкала отсчёта перемещения �Г; Г - генератор СВЧ; А - аттенюатор; Z _H- нагрузка.

�змерительная машина

�змери'тельная маши'на,оптико-механический прибор для измерения наружных и внутренних линейных размеров деталей. В СССР изготавливают �. м. с верхним пределом измерения наружных и внутренних линейных размеров до 1; 2; 4; 6; 8 и 12 мм(наружных от 0, внутренних от 13,5 мм). Контролируемая деталь устанавливается ( рис. ) на предметном столе (масса деталей до 10 кг, а на специальных столах -до 60 кг) или на люнетах между наконечниками пинольной бабки и отсчётного устройства. В качестве отсчётного устройства применяется трубка оптиметра или интерферометра. �змерение осуществляется относительным (сравнительным) или абсолютным методом. Относительный метод заключается в сравнении размера контролируемой детали с заранее известным размером образцовой детали. В качестве образцовых деталей чаще всего используются плоскопараллельные концевые меры длины. Отклонение размера контролируемой детали от образцовой показывает отсчётное устройство. При абсолютных измерениях размер контролируемой детали определяют по двум шкалам: первой - с ценой деления 100 мми длиной, равной верхнему пределу измерения; второй - с ценой деления 0,01 мми длиной 100 мм. При абсолютном методе �. м. настраивается на номинальный размер детали установкой пинольной бабки по первой шкале и измерительной бабки - по второй шкале. Для определения отклонения от настроенного номинального размера служит отсчётное устройство. Обычно показания с обеих шкал с помощью оптической системы сводятся на микроскоп, находящийся в измерительной бабке. �. м. используются главным образом для поверки и настройки нутромеров , предназначенных для контроля больших размеров и измерения больших концевых мер. �меются �. м. (например, Народные предприятия К. Цейс, ГДР), позволяющие измерять шаг ходовых винтов. Допускаемая погрешность измерения концевых мер абсолютным методом с введением поправок по шкале выражается формулой ±(0,4-4·10 ^-3 L) мкм,где L -номинальная измеряемая длина в мм.�ногда термин «�. м.» неправильно применяют для названия сложных стационарных измерит, средств, применяемых для контроля разных параметров.

  Лит.:ГОСТ 10875-64. Машины оптико-механические для измерения длин, М., 1964.

  Н. Н. Марков.

Оптико-механическая измерительная машина: 1 - станина; 2 - пинольная бабка; 3 - люнеты; 4 - предметный стол; 5 - измерительная обабка с отсчётным устройством.

�змерительная техника

�змери'тельная те'хника,отрасль науки и техники, изучающая методы и средства получения опытным путём информации о величинах, характеризующих свойства и состояния объектов исследования и производственных процессов. Для 2-й половины 20 в. характерно постепенное осознание того факта, что �. т. является не столько «искусством» измерения, сколько особой научной дисциплиной со своей собственной системой понятий и своими методами анализа. Однако процесс формирования �. т. как единой научной дисциплины ещё не закончен. Во многих промышленно развитых странах, несмотря на высокий технический уровень приборостроения, �. т. рассматривается скорее как отрасль промышленности, чем как отрасль науки. В английском языке, например, нет даже точного эквивалента термина «�. т.»; одним из наиболее употребительных терминов является «instrumentation», что можно перевести как «прибористика».

  �. т. существует с глубокой древности. За несколько тысячелетий до н. э. развитие товарообмена привело к измерениям веса и появлению весов; примитивная �. т. требовалась также при разделе земельных участков (измерение площадей); при установлении распорядка дня и суток, выработке календаря (измерение времени); в астрономических наблюдениях и кораблевождении (измерение углов и расстояний); в строительстве (измерение размеров). В античную эпоху в процессе научных исследований были выполнены некоторые тонкие измерения, например были измерены углы преломления света, определена дуга земного меридиана. Примерно до 15 в. �. т. не отделялась от математики, о чём говорят такие названия, как «геометрия» (измерение Земли), «тригонометрия» (измерение треугольников), «пространство трех измерений» и т. д. Средневековые математические трактаты часто содержали простое перечисление правил измерения площадей и объёмов. Математическая идеализация реального процесса измерения сохранилась в ряде важных математических понятий (от иррационального числа до интеграла).

  В 16-18 вв. совершенствование �. т. шло вместе с бурным развитием физики, которая, основываясь в то время только на эксперименте, полностью опиралась на �. т. К этому периоду относятся усовершенствование часов , изобретение микроскопа , барометра , термометра , первых электроизмерительных приборов и др. измерительных устройств, использовавшихся главным образом в научных исследованиях. Уже в конце 16 - начале 17 вв. повышение точности измерений способствовало революционным научным открытиям. Так например, точные астрономические измерения Т. Браге позволили �. Кеплеру установить, что планеты обращаются по эллиптическим орбитам. В создании измерительных приборов и разработке их теории принимали участие крупнейшие учёные - Г. Галилей , �. Ньютон , Х. Гюйгенс , - Г. Рихман и др. Каждое открываемое физическое явление воплощалось в соответствующем приборе, который, в свою очередь, помогал точно определить значение исследуемой величины и установить законы взаимодействия между различными величинами. Так, например, постепенно было выработано понятие температуры и создана температурная шкала.

  В конце 18 и первой половине 19 вв. в связи с распространением паровых двигателей и развитием машиностроения резко повысились требования к точности обработки деталей машин, что обусловило быстрое развитие промышленной �. т. В это время совершенствуются приборы для определения размеров, появляются измерительные машины , вводятся калибры и т. д. В 19 в. были созданы основы теории �. т. и метрологии ; получила распространение метрическая система мер, обеспечившая единство измерений в науке и производстве. Огромное значение для �. т. имели труды К. Гаусса , разработавшего метод наименьших квадратов, теорию случайных погрешностей, абсолютную систему единиц (CGSE) и заложившего вместе с В. Вебером основы магнитных измерений. Благодаря развитию теплоэнергетики, внедрению электрических средств связи, а затем и первых электроэнергетических установок в промышленности начали использоваться методы и средства измерения, которые до этого применялись лишь при научных исследованиях, - появились теплотехнические и электроизмерительные приборы. На рубеже 19 и 20 вв. в промышленно развитых странах стали создаваться метрологические учреждения. В России в 1893 была образована Главная палата мер и весов, которую возглавил Д. �. Менделеев.

 Начало 20 в. знаменует новый этап в развитии �. т. - электрические, а позднее и электронные средства начинают применяться для измерения механических, тепловых, оптических величин, для химического анализа, геологической разведки и т. д., т. е. для измерений любых величин. Появляются такие новые отрасли, как радиоизмерения, спектрометрия и др. Возникает приборостроительная промышленность. Качественный скачок в развитии �. т. произошёл после 2-й мировой войны 1939-1945, когда �. т. выступила как отрасль кибернетики, занимающаяся получением и преобразованием информации (измерительной), наряду с такими отраслями, как автоматика и вычислительная техника.

 �змерения - важнейший этап деятельности исследователей и экспериментаторов во всех отраслях науки и техники. �змерительная аппаратура - основное оборудование научно-исследовательских институтов и лабораторий, неотъемлемая часть оснастки любого технологического процесса, главный полезный груз метеорологических ракет, искусственных спутников Земли и космических станций.

  Современная измерительная аппаратура предназначается не только для воздействия на органы чувств человека, как, например, в случае сигнализации или отсчёта результатов измерения наблюдателем, но всё чаще для автоматической регистрации и математической обработки результатов измерения и передачи их на расстояние или для автоматического управления какими-либо процессами. В приборах и системах на разных участках измерительных каналов используются механические, электрические, пневматические, гидравлические, оптические, акустические сигналы, амплитудная, частотная и фазовая модуляции; чрезвычайно широко применяются импульсные и цифровые устройства, следящие системы. Процесс измерения современными измерительными устройствами состоит в целенаправленном преобразовании измеряемой величины в форму, наиболее удобную для конкретного использования (восприятия) человеком или машиной. Например, смысл действия всех электроизмерительных приборов (амперметров, вольтметров, гальванометров и др.) заключается в том, что с их помощью измеряемая электрическая величина, изменения которой непосредственно органами чувств человека не могут быть оценены количественно, преобразуется в определённое механическое перемещение указателя (стрелки или светового луча). Таково же назначение и многих механических измерительных приборов и измерительных преобразователей , с помощью которых разнообразные физические величины преобразуются в механическое перемещение (штангенциркуль, микрометр, пружинные весы, ртутный термометр, пружинный манометр или барометр, волосяной гигрометр и т. п.). Развитие �. т. в конце первой половины 20 в. показало, что наиболее удобно такое преобразование измеряемых величин, результат которого представляется не как механические перемещения, а в виде электрической величины (тока, напряжения, частоты, длительности импульсов и др.). Тогда для всех последующих операций (передача результатов измерения на расстояние, их регистрация, математическая обработка, использование в системах автоматического управления) может быть применена стандартная электрическая аппаратура. Основные преимущества использования электрических методов �. т. - простота регулирования чувствительности и малая инерционность электрических устройств, возможность одновременного измерения множества различных по своей природе величин, удобство комплектации из типовых блоков электрической аппаратуры управляющих машин и измерительно-информационных систем. С помощью электрических измерительных устройств можно измерить как медленно, так и очень быстро изменяющиеся во времени процессы, передавать результаты измерений на большие расстояния или преобразовывать их в сигналы для управления контролируемыми процессами, что имеет важнейшее практическое значение как для промышленности, так и для научных исследований.

В  Современная Р�. С‚. имеет СЂСЏРґ направлений РІ соответствии СЃ областями применения РїСЂРёР±РѕСЂРѕРІ Рё типами измеряемых величин: линейные Рё угловые измерения; механические, оптические, акустические, теплофизические, физико-химические измерения; электрические Рё магнитные измерения; радиоизмерения: измерения частоты Рё времени; измерения излучений Рё С‚. Рґ. Р’ пределах каждой ветви Р�. С‚. существует множество частных методов измерения физических величин (которые Рє тому же оказываются неодинаковыми РїСЂРё измерении величин различных РїРѕСЂСЏРґРєРѕРІ; так, расстояния 10 ^-9 Рј, 10 ^-3 Рј, 10 ³ Рј, 10 ⁹ мизмеряются совершенно разными методами). Поэтому отдельные ветви Р�. С‚. оказываются довольно слабо связанными между СЃРѕР±РѕР№. Р�, РєСЂРѕРјРµ того, РІ пределах каждой ветви непрерывно возникают более мелкие подразделения РїРѕ отдельным измеряемым величинам, например тензометрия (измерения механических напряжений РЅР° поверхности деталей), виброметрия (измерения вибросмещения, виброскорости, виброускорения, частоты Рё спектрального состава вибрации), кондуктометрия (измерение состава растворов РїРѕ РёС… электрической проводимости) Рё РјРЅРѕРіРёРµ РґСЂСѓРіРёРµ. Отдельно существуют отрасли Р�. С‚., отличающиеся особым РїРѕРґС…РѕРґРѕРј Рє процессу измерения или его целью; например, телеметрия (измерение РЅР° расстоянии) - РІ рамках этой отрасли имеется ещё радиотелеметрия, включающая РІ себя космическую радиотелеметрию; измерения характеристик случайных процессов - амплитудных распределений, корреляционных функций Рё спектров мощности; электрические измерения неэлектрических величин; цифровая Р�. С‚., включающая аналого-цифровое преобразование для РІРІРѕРґР° измерительной информации РІ вычислительную машину, Рё РґСЂ. Наряду СЃ тенденцией дробления Р�. С‚. РЅР° РІСЃС‘ более частные направления существует Рё противоположная тенденция - объединение различных отраслей Р�. С‚. РЅР° базе общности исходных позиций, принципов построения Рё структурных схем аппаратуры, Р° РІ последнее время также Рё общности используемых средств измерения. Р’ Советском РЎРѕСЋР·Рµ воплощением этого единства стала Государственная система промышленных РїСЂРёР±РѕСЂРѕРІ Рё средств автоматизации - ГСП, агрегатированная система средств электроизмерительной техники - РђРЎР­Рў.

  Потребность в средствах �. т. настолько велика и разнообразна, что наряду с общим приборостроением существует авиационное, аналитическое, геофизическое, медицинское приборостроение и т. д. �зучение основ �. т. входит в учебные программы практически всех технических вузов СССР; ряд политехнических и энергетических вузов готовит специалистов по информационно-измерительной технике.

  Тенденции развития �. т. к началу 70-х гг. определились довольно четко. Основными из них во всех областях �. т. являются: 1) резкое повышение качества приборов - снижение погрешностей до 0,01% и ниже, увеличение быстродействия до тысяч и даже миллионов измерений в 1 сек, повышение надёжности приборов и уменьшение их размеров; 2) расширение области применения измерительной аппаратуры в направлении измерения величин, прежде не поддававшихся измерению, а также в направлении ужесточения условий эксплуатации приборов; 3) повсеместный переход к цифровым методам не только в области измерений электрических величин, но и во всех других областях (уже имеются цифровые термометры, манометры, газоанализаторы, виброметры и т.