1. Định nghĩa:

Phương tiện đo là phương tiện kỹ thuật để thực hiện phép đo. Cụ thể hơn, phương tiện đo là tên gọi chung chỉ các thiết bị được dùng một cách độc lập hoặc cùng các thiết bị phụ để thực hiện phép đo. Vật đọ, bộ chuyển đổi đo, hệ thống đo là những dạng đặc biệt của phương tiện đo.

2.Phân loại PTĐ:

Có thể phân loại phương tiện đo theo nguyên lý cấu trúc hoặc theo cách biểu thị ra số chỉ của nó.

2.1. Theo nguyên lý cấu trúc có các loại phương tiện đo:

+ Phương tiện đo tác động trực tiếp: là những phương tiện đo trong đó đại lượng cần đo sau 1 hoặc 1 số lần biến đổi sẽ tác động vào bộ phận chỉ thị để thể hiện giá trị đại lượng cần đo thành các số chỉ.

VD: cân đồng hồ, áp kế, nhiệt kế….

+ Phương tiện đo so sánh: là những phương tiện đo trong đó phép đo được thực hiện bằng cách so sánh đại lượng đo với vật đọ tương ứng đã biết giá trị.

VD: như cân đều tay đòn, cân đĩa, áp kế pittông…độ chính xác của loại phương tiện đo này phụ

thuộc vào độ chính xác của vật đọ và độ nhạy của dụng cụ so sánh.

2.2. Theo cách biểu thị ra số chỉ có hai nhóm phương tiện đo sau:

+ Phương tiện đo hiển thị: là nhưng phương tiện đo biểu thị ra số chỉ. Sự biểu thị ra số chỉ có thể là tương tự( analog) hoặc hiện số( digital).

+ Phương tiện đo tự ghi: là nhưng phương tiện đo có ghi lại số chỉ. Phương tiện đo tự ghi thường được sử dụng để theo dõi quá trình công nghệ trong sản xuất, trong y tế và trong nghiên cứu khoa học bằng cách ghi lại các giá trị đại lượng đo thay đổi theo thời gian.

3. Một số đặc trưng cơ bản của phương tiện đo:

+ Phạm vi chỉ: là tập hợp các giá trị giới hạn bởi các số chỉ cực trị của thang đo. Giá trị cực trị chính là giá trị đầu và giá trị cuối cùng của thang đo.

+ Phạm vi đo: là tập hợp các giá trị của đại lượng đo mà sai số của phương tiện đo được xem là nằm trong giới hạn quy định. Phần lớn phạm vi đo trùng với phạm vi chỉ; cũng có trường hợp phạm vi đo chỉ là 1 phần của phạm vi chỉ.

+ độ ổn định ( của phương tiện đo): là khả năng của phương tiện đo giữ không đổi các đặc trưng đo lường của nó theo thời gian.

+ độ đúng: là khả năng của phương tiện đo cho các số chỉ không có sai số hệ thống.

+ độ lặp lại: là khả năng của phương tiện đo cho các số chỉ gần nhau khi đo lặp lại cùng 1 đại lượng.

+ độ chính xác: là 1 khái niệm định tính, đó là khả năng của phương tiện đo tạo ra hưởng ứng sát với giá trị thực của đại lượng đo.

+ Cấp chính xác: là nhóm phương tiện đo đáp ứng những yêu cầu đo lường nhất định để đảm bảo cho sai số của phương tiện đo nằm trong giới hạn đã quy định. Cấp chính xác thường được biểu thị bằng 1 số hoặc 1 ký hiệu theo quy ước như sẽ được trinh bày dưới đây.

+ điều kiện vận hành quy định : đó là điều kiện sử dụng mà trong đó các đặc trưng đo lường đã quy định của phương tiện đo nằm trong giới hạn đã cho. Khi sử dụng phương tiện đo phải tuân thủ các điều kiện này.

+ điều kiện chuẩn: khác với điều kiện vận hành, điều kiện chuẩn được quy định nghiêm ngặt hơn. Đó là điều kiện sử dụng để thử nghiệm các đặc trưng đo lường của phương tiện đo, để khắc độ nó hoặc để so sánh các kết qua đo lẫn nhau.

4. Sai số của phương tiện đo

Do ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong thiết kế, chế tạo, bảo quản và sử dụng… giá trị danh định của vật đọ hoặc số chỉ của phương tiện đo thường sai lệch so với giá trị thực của đại lượng được thể hiện hoặc đo. Những sai lệch này dẫn đến sai số của phương tiện đo. Tương tự như đối với sai số của phép đo, trong thực tế người ta phải thay giá trị thực bằng giá trị thực quy ước.

4.1 . Các hình thức biểu thị sai số của phương tiện đo

Theo hinh thức biểu thị, ta có sai số tuyệt đối, tương đối và sai số quy đổi của phương tiện đo.

+ Sai số tuyệt đối (ΔX): là hiệu giữa số chỉ Xsc của phương tiện đo( hoặc gíá trị danh định Xdd của vật đọ) và giá trị thực quy ước Xtq

ΔX = Xsc – Xt q

+ Sai số tương đối (δ): là tỷ số giữa sai số tuyệt đối và giá trị thực quy ước ứng với số chỉ của phương tiện đo và thường diễn tả theo phần trăm (%)

δ = (Δ/ Xtq ) 100%

4.2. Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên của phương tiện đo

+ Sai số hệ thống của phương tiện đo: là phần sai số có độ lớn không đổi hoặc thay đổi theo quy luật nhất định làm cho phương tiện đo không đúng.

+ Sai số ngẫu nhiên của phương tiện đo: là phần có độ lớn thay đổi 1 cách ngẫu nhiên không theo quy luật nhất định làm cho phương tiện đo không trung thành ( không ổn định). Sai số ngẫu nhiên của phương tiện đo xẩy ra do những biến đổi ngẫu nhiên trong thông số của các phần tử cấu tạo , ma sát giữa phần động và tĩnh, sự không ổn định của điện trở tiếp xúc.v.v..

4.3. Điều kiện tiêu chuẩn, sai số cơ bản của PTĐ

Vì điều kiện môi trường ảnh hưởng đến sai số của PTĐ nên trong quy định sử dụng nhà sản xuất thường đưa vào điều kiện làm việc tiêu chuẩn cho PTĐ : phạm vi nhiệt độ, độ ẩm, áp suất,v.v… Sai số của PTĐ được xác định trong điều kiện tiêu chuẩn gọi là sai số cơ bản của PTĐ.

5. Cấp chính xác của PTĐ

Cơ sở để quy định và ký hiệu cấp chính xác là độ lớn của sai số cơ bản cho phép (vắn tắt là sai số cho phép) và hinh thức biểu thị sai số đó. Có các trường hợp:

+ Phương tiện đo có sai số cho phép được định mức dưới hinh thức sai số tuyệt đối: cấp chính xác của các phương tiện đo này được ký hiệu bằng số thứ tự hoặc bằng các chữ cái in hoa. Phương tiện đo có sai số cho phép lớn,cấp chính xác được ký hiệu bằng số thứ tự lớn hoặc bằng chữ cái ở phía sau.

VD: Trong dãy quả cân cấp chính xác E1; E2;F1; F2; M1;M2; M3 thì qua cân cấp chính xác M3 có sai số cho phép lớn nhất.

+ Phương tiện đo có sai số cho phép được định mức dưới hình thức sai số tương đối hoặc sai số quy đổi: k = [1; 1,5; 1,6; 2; 2,5; (3); 4;5 và 6]x10n

với n= 1;0;-1;-2… Ký hiệu 1,6.10n và 3x10n chỉ dùng trong các lĩnh vực đo đặc biệt. VD: Dãy cấp chính xác của đồng hồ đo điện kiểu cơ điện, được lập từ dãy số trên với n=-1;0 gồm 7 cấp chính xác sau: 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5; 2,0 ;4,0