Mõõteriist

Mõõteriist on mõõtevahend, mis esitab mõõtesignaali vaatlejale vahetult tajutaval kujul.

Mõõtesignaal (ehk mõõtetulemus) kujutab endast mõõdetava suuruse (mõõtesuuruse) väärtust, mida väljendab mõõtarv (näit) koos mõõtühikuga.^[1] Mõõtarv ja mõõtühik loetakse mõõteriista näidikult.

Märkus: Paljudel juhtudel elektroonikas, audiotehnikas, raadiotehnikas, biomeditsiiniliste mõõtmiste juures ja mujal mõistetakse mõõtesignaali all objektile mõõtmise otstarbel rakendatavat signaali (pinget, voolu), mitte mõõtmise tulemusena saadavat signaali.

Mõõteriista sisendis on enamasti andur ja väljundis näidik. Andur annab mõõtesignaalile edasiseks kasutamiseks sobiva kuju ja näidik teeb mõõtesignaali väärtuse nähtavaks (loetavaks). Näiteks osutiriistana valmistatud ampermeetril on anduriks mõõtemehhanism (muundab voolu väärtuse osuti pöördenurgaks) ja näidikuks osuti koos skaalaga.

Osutimõõteriistade mõõtemehhanismid

Osutiriistade mehhanism võib olla tööpõhimõttelt magnetelektriline, elektromagnetiline või elektrodünaamiline.

Magnetelektrilises mehhanismis pöördub osutiga ühendatud pool püsimagneti väljas nurga võrra, mis on võrdeline pooli läbiva vooluga. Niisugust pöördpoolmehhanismi on laialdaselt rakendatud mitmesugustes osutiriistades (amper-, volt-, oom- ja vattmeetrid), suure tundlikkuse ja väikese omatarbe tõttu ka galvanomeetrites.
Elektromagnetilises mehhanismis tekitab mõõdetav vool liikumatus poolis magnetvälja, mille toimel tõmbub osutiga ühendatud terasplaat pooli sisse jõuga, mis on võrdeline pooli mähist läbiva voolu ruuduga. Sellest tulenevalt mõõdab niisuguse mõõteriist ka vahelduvvoolu (selle efektiivväärtust), kuid skaala ei ole lineaarne (on algusosas kokku surutud).
Elektrodünaamilises mehhanismis pöördub osutiga ühendatud liikuv pool liikumatu pooli suhtes; pöördenurk kujuneb mõlemat pooli läbiva voolu magnetväljade koostoimel. Vahelduvvoolu korral sõltub pöördemoment ka faasinihkest mähiste voolude vahel (see omadus leiab rakendust vattmeetris). Eriliik on ferrodünaamiline mehhanism, mis erineb eelmisest ainult selle poolest, et liikumatu pooli magnetvälja tugevdab magnetahel. Niisuguse mehhanismiga mõõteriistad pole kuigi täpsed, kuid suure pöördemomendi pärast kasutatakse peamiselt elektripaigaldiste elektrikilpidel.

Numbrinäiduga mõõteriistad

Tänapäeva mõõteriistad on valdavalt elektroonilised: mõõtemuunduri või mõõtelülituse (näiteks mõõtesilla) elektriline väljundsignaal läheb edasi signaali analoogtöötlemise lülitusse ja sealt näidikule.

Numbrilise väljundi saamiseks antakse analoogtöötlemisel saadud väljundsignaal analoog-digitaalmuundurisse ja/või signaali tarvilikul viisil töötlevasse mikrokontrollerisse. Mõõteriista väljundiks on tavaliselt koodväljund ja/või numbernäidik.

Numbrinäidu puhul tuleb arvestada seda, et ajas muutuvate suuruste mõõtmisel on teatud juhtudel parem esitada näit analoogindikaatoril, kuna selle näit on muutumisel hästi jälgitav (ja tihti ka muus mõttes operaatori jaoks informatiivsem). Tüüpiliseks näiteks on helisignaali nivoo mõõtmine (indikatsioon).

Mõõteriistade liike

Näidumõõteriistad – näitavad mingi füüsikalise suuruse väärtust selle mõõtmise hetkel.
Integreerivad mõõteriistad – esitavad mõõtesuuruse ajas integreeritud väärtust (näiteks elektriarvesti).
Summeerivad mõõteriistad (kuluarvestid) – mõõdavad näiteks toru ristlõiget leppelisest hetkest alates läbiva vedeliku või gaasi kogust (massi või mahtu).
Registreerivad mõõteriistad (meerikud) – annavad mõõtmistulemused graafiliselt diagrammi kujul.
Võrdlusmõõteriistad (näiteks mõõtesillad) – mõõdetavat suurust võrreldakse vahetult täppismõõduga.
Protsentmeetriline mõõtur on selline mõõtur, mille väljund on esitatud protsentides võrdlussuuruse (referentssuuruse) väärtusest. Protsentmeetrilised võivad olla, näiteks, elektrijuhtivuse või elektritakistuse mõõturid. Indikatsioon saadakse siis protsentuaalse kõrvalekaldena võrdlussuurusest (näiteks takistite puhul takistuse nimiväärtusest).

Helitehnikas kasutatakse logaritmilise skaalaga helisignaali nivoo mõõtureid. Signaali nivood esitatakse nendes tavaliselt detsibellides (dB) võrdlusnivoo suhtes. Professionaalses helitehnikas on selleks nivooks ehk 0 dB nivooks 0,775 V, mis vastab 1 mW võimsusele 600-oomises koormuses. Tarbehelitehnikas on selleks mõnevõrra madalamad nivood (näiteks 0,5 V või 0,25 V).

Füüsikaliste suuruste mõõteriistade näiteid

Aeg – kell, stopper
Dielektrikuskadu – D-mõõtur, tan δ mõõtur
Elektrienergia – elektriarvesti
Elektripinge – voltmeeter, vektorvoltmeeter
Elektripinge ja -voolu vaheline faasinihe – cos φ mõõtur
Elektrisignaalide faasivahe – fasomeeter
Elektritakistus – oommeeter
Elektrivool – ampermeeter
Energia hulk – arvesti
Elektriline hüvetegur – Q-meeter
Jõud, jõumoment – dünamomeeter
Kiirgusdoos – dosimeeter
Elektriline kompleksjuhtivus – kompleksjuhtivuse mõõtur
Elektriline impedants – komplekstakistuse mõõtur
Mass – kaal
Pikkus – mõõdulint, nihik, kruvik
Ruumala, maht – pipett, bürett
Rõhk – manomeeter, baromeeter
Temperatuur – termomeeter
Valgustustihedus – luksmeeter
Vedelike, gaaside ja muude materjalide kulu – kulumõõtur
Võimsus – vattmeeter
Liikumiskiirus – spidomeeter, anemomeeter
Vahelduvsignaalide faasinihe – fasomeeter

Vaata ka

Mõõteriistade loend

Viited

↑ Mõõteseadus

[1] Mõõteseadus

[1]