avangard-pressa.ru

Тема 2: Основы технических измерений - Метрология

Метрология, стандартизация и сертификация

Раздел 1: Метрология

Тема 1: Метрология как вид деятельности

1.Основные понятия метрологии.

2.Характеристика объектов измерения.

3.Шкалы физических величин.

1. Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, а так же о способах достижения требуемой точности.

Различают 3 раздела метрологии:

1) теоретический – раздел, который изучает фундаментальные основы дисциплины;

2) законодательный – раздел, который изучает теоретические и юридические требования по применению единиц физических величин, эталонов и средств измерения.

Главным нормативным актом в области метрологии является закон РФ «Об обеспечении единства измерений».

3) прикладной – раздел, который освещает вопросы практического применения разработок теоретической и законодательной метрологии.

Измерение (И) – нахождение значения величины с помощью эксперимента с использованием специальных технических средств.

Погрешность измерения – это разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины.

Средства измерения (СИ) – технические средства, предназначенные для измерения, имеющие нормированные метрологические характеристики, воспроизводившие и хранящие единицу величины, размер которой принимается неизменной в пределах установленной погрешности в течение известного интервала времени.

Эталон единицы величины – средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи её размера другому СИ данной величины.

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах. Погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

В России, как и в большинстве стран, узаконенными являются единицы международных систем измерений (СИ). Погрешность измерений для СИ указывается в паспорте.

Метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерения. На эти подразделения возложена ответственность за достоверность результатов измерения в стране. Различают государственную метрологическую службу и метрологические службы юридических лиц.

Поверка СИ – совокупность операций, которые осуществляются государственной метрологической службой для подтверждения соответствия СИ установленных техническими требованиям.

Калибровка – то же самое, за исключением того, что осуществляют её метрологические службы юридических лиц.

2. Основным объектом измерения является величина.

Величины:

· идеальные;

· реальные:

- физические:

- оцениваемые;

- измеряемые;

- нефизические.

Измеряемые величины выражаются в виде определённого числа, установленного единицей измерения.

Измеряемые величины имеют качественную и количественную характеристику.

Количественной характеристикой измеряемой величины служит её размер.

Отражением качественных различий между величинами является размерность. В международных стандартах размерность обозначается символом dim.

Размерность основных величин обозначается:

dim l = L

dim m = M

dim t = T.

Установлено 7 основных величин:

1) длина;

2) масса;

3) температура;

4) время;

5) сила электрического тока;

6) сила света;

7) количество вещества.

3. Шкала величины – это упорядоченная последовательность её значений, принятая на основании результатов точных измерений.

Шкалы делятся:

1) шкалы порядка.

Они образуются расположением в порядке «вверх» или «вниз» размеров измеряемой величины. Расстановка размеров по шкале порядка, называется ранжированием.

Некоторые точки на данной шкале фиксируются в качестве опорных. По шкале порядка измеряют твёрдость минералов, интенсивность землетрясений, чувствительность пленок.

Недостаток – неопределённость интервалов между опорными точками.

2) шкала интервалов.

По этой шкале можно судить не только о том, что один размер больше другого, но и насколько больше.

Недостаток – нельзя судить во сколько раз один размер больше другого.

3) шкала отношений.

Пример. Температурная шкала Кельвина. За начало отсчета принят абсолютный «0», температура, при которой прекращается движение молекул. Вторая точка – температура таяния льда.

Можно определить во сколько один размер больше другого.

Тема 2: Основы технических измерений

1.Понятия об измерениях.

2.Методы измерения.

3.Классификация средств измерения.

1. Целью измерения является получение значения величины в форме наиболее удобной для пользования.

Измерения классифицируют:

1) по общим приёмам получения результатов:

· прямые (искомое значение величины получают непосредственно с отчетного устройства СИ);

· косвенные (искомое значение величины получают опосредованно на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой);

2) по числу измерений в ряду измерений:

· однократные;

· многократные;

3) по характеру точности:

· равноточные (ряд измерений какой-либо величины, выполненной одинаковыми по точности средствами измерения в одних и тех же условиях);

· неравноточные (не соблюдаются одно или несколько условий);

4) по отношению к изменению измеряемой величины:

· статические (физическая величина в процессе измерения остаётся неизменной);

· динамические (измеряются изменения физических величин);

5) по выражения результата измерения:

· абсолютные (основано на прямых измерениях величин и использовании физических констант);

· относительные (отношение величины к одноименной величине, выполняющей роль единицы).

2. Метод измерения – это прием сравнения искомой физической величины с её единицей.

Методы измерения классифицируют:

1) по приёму получения результатов:

· прямые;

· косвенные;

2) по условиям измерения:

· контактные;

· бесконтактные.

Контактный основан на том, что чувствительный элемент прибора приводится в непосредственный контакт с объектом измерения.

Бесконтактный – чувствительный элемент прибора не приводится во взаимодействие с объектом измерения.

3) по способу сравнения измеряемой величины с её единицей:

· метод непосредственной оценки;

· метод сравнения с мерой.

Метод непосредственной оценки – значение величины получают по отсчетному устройству.

Метод сравнения с мерой – сравнивается с величиной воспроизводимой мерой.

3. Средства измерения классифицируют по 2-м признакам:

1) по конструктивному исполнению;

2) по метрологическим назначениям.

По 1-му признаку СИ подразделяют:

· мера физической величины – это СИ, предназначенное для воспроизведения или хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров.

Меры бывают:

а) однозначные;

б) многозначные;

в) наборомеры.

· измерительные преобразователи – это СИ, которые служат для преобразования измеряемой величины в сигнал измеряемой информации, удобной для обработки, хранения и дальнейших преобразований;

· измерительные приборы – это СИ, которые служат для получения значения измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Прибор, как правило, содержит устройство для преобразования величины и устройство для её идентификации в удобной для восприятия формы;

· измерительная установка- это совокупность мер измерительных приборов и преобразователей, предназначенная для измерения одной или нескольких величин, расположенных в одном месте;

· измерительная система – тоже что и измерительная установка, но служит для измерения одной или нескольких величин в каком-то пространстве.

По 2-му признаку СИ подразделяют на:

· рабочие;

· эталоны.

Рабочие служат для осуществления технических измерений (лабораторные, производственные, полевые).

Эталоны – высокоточные СИ, поэтому используются в качестве средств передачи информации. Размер единицы передаётся от более точной к менее точной по цепочке от первичного эталона к СИ.