Измерительное оборудование

Измерительное оборудование

Измерительное оборудование (instrumentation), приборы для проведения измерений и наблюдений. Иногда люди обходятся без помощи приборов, доверяя своим органам чувств. Напр., опытный токарь может обрабатывать детали «на глазок», а металлург — определить кач-во металла по изменению его цвета во время плавки. Тем не менее большинство успехов в области науки и техники неразрывно связано с развитием И.о. Приборы выполняют одну или все три осн. функции: 1) увеличивают возможности органов чувств человека (телескоп или микрофон); 2) точно оценивают параметры, к-рые с помощью органов чувств можно определить только прибл. (измерение длины, измерение скорости и определение направления ветра); 3) количественно оценивают явления, недоступные органам чувств человека (радиоволны (радио), магнитный поток или радиоактивное излучение). Астрономия, навигация, взвешивание и землемерная съемка — вот те области науки и техники, где появились первые точные приборы и инструменты. Поскольку процесс взвешивания имел важное значение для торговли и финансов, требовались весьма точные безмены и весы. К первым топогеодезическим инструментам относятся измерительные линейки и цепи, отвесы и уровни. Армиллярная сфера, а позднее и астролябия стали первыми, причем, возможно, самыми точными инструментами того времени для визуальных астроном, наблюдений. Простыми по конструкции были навигационные высотомер и астролябия, позднее на смену им пришли более сложные оптич. приборы, напр секстант. Прибл. с 13 в. в Европе, а веком ранее в Китае самым важным навигационным инструментом был магнитный компас.
Промышленный переворот 18—19 вв. привел к созданию целого ряда приборов нового поколения и новых стандартов точности. Первый винтовой микрометр, сделанный в 1638 г., усовершенствован инженерами-механиками в 19 в Точность измерений повысила точность изготовления запасных частей и позволила сделать их взаимозаменяемыми, что послужило толчком для массового производства. В 19 в началось развитие электроэнергетики (выработка и передача электроэнергии), к-рое привело к созданию таких приборов, как гальванометр — для измерения силы тока и напряжения и мост Уитстона — для измерения сопротивления. Важнейшим достижением 19 в стало углубление анализа изучаемых процессов С усовершенствованием микроскопа и изобретением таких аналитических приборов, как спектроскоп (спектроскопия) и поляриметр, появились новые области исследований В 20 в. разработано огромное кол-во приборов, необходимых в произв-ве. Они стали более точными и быстродействующими, а непрерывный автоматич. мониторинг превратился в неотъемлемую часть мн исследований. В нач. века возникла потребность в приборах для новой области техники — радиосвязи (ра-дио), в т.ч. и для продолжения лабораторных исследований. Большинство приборов стали электрич. и электронными. Их оси компонент — устр-во для преобразования одного вида энергии в др (преобразователь) В электроприборах энергия изучаемого процесса преобразуется в электрич сигнал (см рис.) После второй мировой войны по-иному стали проводиться хим. и физ анализы. Прежде они представляли собой довольно медленный процесс, требующий большого кол-ва образцов исследуемого материала После создания спектрофотометра (спектроскопия), масс-спектрометра и газового хроматографа (хроматогра-фия) стал возможным быстрый и точный анализ очень малого кол-ва в-ва.
С 1950-х гг. на процесс разработки И.о большое влияние оказало развитие электроники, телекоммуникаций и вычислительной техники. Применение интеграль-ных схем привело к сокращению размеров большинства приборов и датчиков. Новые миниатюрные полупроводниковые преобразователи в нек-рых случаях включаются в интегральные схемы (фотоэлемент). Телеметрия (передача показаний приборов на значит, расстояние) в наст, время широко используется в таких областях, как метеорология, космич. и биомед. исследования. Компьютеры могут хранить, обрабатывать и отображать информацию, полученную от мн измерительных приборов Кроме того, программы позволяют представлять информацию в разл. виде, а также сравнивать и комбинировать данные, поступающие от разных приборов. В нек-рых случаях (напр., в автопило-тах) информация с измерительных приборов используется для корректировки работы систем управления.

Наглядное пособие