Структура теоретической метрологии

Структура теоретической метрологии

 

 

Основные представления метрологии. Как и в любой науке, в метрологии необходимо сформулировать основные понятия, термины и постулаты, разработать учение о физических единицах и методологию. В основе отдельных областей измерений лежат специфические представления и в теоретическом плане области развиваются изолированно. При этих условиях недостаточная разработанность основных представлений заставляет решать аналогичные задачи, которые, по сути, являются общими, заново в каждой области.

Методология измерений

 

 

Главным законодательным актом, обеспечивающим единство измерений, является Закон РФ «Об обеспечении единства измерений», который направлен на защиту прав законных интересов граждан, экономики страны от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

Ранее я приводила определение основного понятия метрологии – измерении. Приведу формулировку этого определения еще раз в ряду с другими основными понятиями.

Измерение- совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего единицу величины и позволяющего сопоставить измеряемую величинус ее единицей измерения и получить значение этой величины. Это значение называют результатом измерений.

Специальное техническое средство, хранящее единицу величины с ее единицей, называют средством измерения (СИ).

Мера – это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера: гири, концевые меры длины, нормальные элементы (меры ЭДС).

Для характеристики качества измерений устанавливают такие свойства измерений, как точность, сходимость и воспроизводимость измерений.

Наиболее широко в практике измерений используется главное свойство- точность измерений. Точность измерений СИ определяется их погрешностью.

Погрешность- это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины. Погрешность не следует путать с ошибкой измерений, связанной с субъективными обстоятельствами. Погрешности измерений

обычно приводятся в технической документации на СИ или в нормативных документах.

Точность- свойство измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям как систематическим, так и случайным.

Достоверность измерений определяется степенью доверия к результату измерения и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных пределах. Данная вероятность называется  доверительной.

Правильность- свойство измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в их результатах (систематическая погрешность- постоянная погрешность результата измерения, связанная, например, с ошибкой в градуировке шкалы. Случайная погрешность неизбежна и неустранима. Ее влияние может быть изменено обработкой результатов измерений способами, основанными на положениях теории вероятности и математической статистики.). Результаты измерений правильны, когда они не искажены систематическими погрешностями.

Сходимость- свойство измерений, отражающее близость друг другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях, одним и тем же СИ, одним и тем же оператором. Для методик выполнения измерений – это одна из важных характеристик.

Воспроизводимость- свойство измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях- в различное время, в разных местах, разными методами и средствами измерений. В процедурах испытаний продукции воспроизводимость, как и сходимость, также является важнейшей характеристикой.

Эталон единицы величины- средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее другими средства измерений данной величины.

Все выше приведенные понятия обобщает современное понятие- единство измерений, которое характеризует состояние измерений, когда их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

В России, как и в большинстве стран мира, узаконенными единицами являются единицы величин Международной системы единиц, принятой Международной организацией законодательной метрологии (МОЗМ).Другое условие единства измерений- погрешность измерений- не превышает (с заданной вероятностью) установленных пределов. Погрешности измерений СИ указываются в придаваемом к нему техническом документе- паспорте, ТУ и иной нормативной документации.

В стандартах на методы контроля (испытаний, измерений, анализа) должно быть соблюдено главное условие обеспечения единства измерений- указаны погрешности измерений для заданной вероятности.

Приведу еще два понятия, оговоренные Законом РФ «Об обеспечении единства измерений», необходимые для дальнейшего изложения основ метрологического обеспечения сертификации. Это понятия метрологической службы и поверки средства измерений.

Метрологическая служба - совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений, иначе говоря, организаций, отдельных предприятий или отдельных структурных подразделений, на которые возложена ответственность за обеспечение единства измерений. Это может быть государственная метрологическая служба, метрологические службы государственных органов управления РФ и метрологические службы юридических лиц.

Поверка средства измерений ( не путать со словом «проверка»)- совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям.

 

Рабочие средства измерений

                                  Объекты измерений

Это рисунок системы передачи размера единиц величины.

 

Передача информации о размере единиц осуществляется методами непосредственного сличения, а также сличения с помощью компаратора. Компаратор- измерительный прибор для сравнения измеряемой величины с эталоном (равноплечные весы, электроизмерительные потенциометры и другие приборы сравнения). Непосредственное сличение применяют, как правило, для менее точных мер, например штриховых мер длины- линеек, рулеток, а также мер вместимости- бюреток, пипеток, мерных колб и т.п. Для более точной поверки используют приборы сравнения- компарирующие устройства.

Процесс передачи размера единиц осуществляется при поверке и калибровке СИ. Поверка и калибровка представляют собой совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия СИ документально установленным техническим требованиям.

Суть поверки средств измерений заключается в нахождении погрешности СИ и установлении его пригодности к применению. По содержанию поверка СИ- это совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы или другими уполномоченными организациями с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям. Процедура поверки регламентируется нормативными документами.

Поверка носит обязательный характер и проводится в отношении СИ, которые применяются в установленных законом РФ «Об обеспечении единства измерений» сферах: здравоохранение, охрана окружающей среды, обеспечение обороны государства и др.

Калибровка средств измерений – комплекс операций, осуществляемых с целью определения и подтверждения действительных значений характеристик и (или) пригодности к применению СИ., не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору.

Соподчинение государственного эталона, вторичных эталонов и рабочих средств измерений определено государственной поверочной схемой.

Поверочная схема - это утвержденный документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размеров единиц от государственного эталона рабочим средствам измерений.

Различают государственные и локальные поверочные схемы.

Государственные поверочные схемы- определяют государственными стандартами и распространяются на все виды СИ данного вида.

Локальные поверочные схемы предназначены для метрологических органов министерств и метрологических служб юридических лиц и должны соответствовать требованиям соподчиненности, определяемой государственной поверочной схемой.

Важное место в воспроизведении единиц величин, характеризующих свойства и состав веществ и материалов, занимают стандартные образцы веществ и материалов.

В качестве стандартных образцов принято понимать образцы веществ или материалов, чей химический состав или физические свойства типичны для данной группы веществ или материалов, которые определены с необходимой точностью, отличаются высоким постоянством и удостоверены сертификатом.

По существу, стандартные образцы служат для поддержания единства измерений, иначе говоря, являются средствами измерений.

Стандартные образцы используют для градуировки, поверки и калибровки химического состава и свойств материалов- механических, тепловых, оптических и др. Стандартные образцы как меры с установленной погрешностью применяются непосредственно для контроля качества продукции и сырья путем сличения.

 

Элементы процесса измерений

Измерение- сложный процесс, включающий в себя взаимодействие целого ряда его структурных элементов. К ним относятся: измерительная задача, объект измерения, принцип, метод и средство измерения и его модель, условия измерения, субъект измерения, результат и погрешность измерения. Процесс измерения протекает по двум параллельным ветвям, содержащим соответствующие друг другу элементы, относящиеся к реальности и ее отражению, или познанию. Элементы обеих ветвей, неразрывно связанных между собой, соответствуют друг другу по типу «реальность- отражение

 (модель).

Первым начальным элементом каждого измерения является его задача (цель). Задача любого измерения заключается в определении значения выбранной (измеряемой) ФВ с требуемой точностью в заданных условиях. Постановку задачи измерения осуществляет субъект измерения - человек. При постановке задачи конкретизируется объект измерения, в нем выделяется измеряемая ФВ и определяется (задается) требуемая погрешность измерения.

Объект измерения- это реальный физический объект, свойства которого характеризуются одной или несколькими измеряемыми ФВ. Он обладает многими свойствами и находится в многосторонних и сложных связях с другими объектами. Субъект измерения - человек принципиально не в состоянии представить себе объект целиком, во всем многообразии его свойств и связей. Вследствие этого взаимодействия субъекта с объектом возможно только на основе математической модели объекта. Математическая модель объекта измерения- это совокупность математических символов (образов) и отношений между ними, которая адекватно описывает интересующие субъекта свойства объекта измерения.

Модель объекта измерения должна удовлетворять следующим требованиям:

- погрешность, обусловленная несоответствием модели объекту измерения, не должна превышать 10% предельно допускаемой погрешности измерения;

- составляющая погрешности измерения, обусловленная нестабильностью измеряемой ФВ в течение времени, необходимого для проведения измерения, не должна превышать 10% предельно допускаемой погрешности.

Если выбранная модель не удовлетворяет этим требованиям, то следует перейти к другой модели объекта измерений.

Априорная информация, т.е. информация об объекте измерения, известная до проведения измерения, является важнейшим фактором, обуславливающим его эффективность. При полном отсутствии этой информации измерение в принципе невозможно, так как неизвестно, что же необходимо измерить, а следовательно, нельзя выбрать нужные средства измерений. При наличии априорной информации об объекте в полном объеме, т.е. при известном значении измеряемой величины, измерения попросту не нужны. Указанная информация определяет достижимую точность измерений и их эффективность.  

Измеряемая величина определяется как параметр принятой модели, а ее значение, которое можно было бы получить в результате абсолютно точного эксперимента, принимается в качестве истинного значения данной величины. Идеализация, принятая при построении модели измерения, обуславливает несоответствие параметра модели исследуемому свойству объекта. Это несоответствие называют  пороговым. Обычно на практике из-за трудности оценивания пороговое несоответствие стремятся сделать пренебрежимо малым.

Модель объекта измерения необязательно должна быть математической. Ее характер должен определяться видом и свойствами объекта измерений, а также целью измерения. Моделью может служить любое приближенное описание объекта, которое позволяет выделить параметр модели, являющийся измеряемой величиной и отражающий то свойство измерений, которое необходимо для решения измерительной задачи. Модель должна достаточно хорошо отражать две группы свойств (ФВ) объекта измерений: определяемые при измерении и влияющие на результат измерений.

В большинстве практических инженерных задач модели объектов измерений достаточно очевидны и, как правило, несложны. Объект измерения характеризуется набором свойств и описывающих их ФВ. Одна из них является измеряемой величиной. Измеряемая величина- это ФВ, подлежащая определению в соответствии с измерительной задачей.

При планировании современных измерений требуется введение более конкретных понятий, определяемых целями измерений, чем весьма общего понятия «физическая величина». В настоящее время под измеряемой величиной понимается параметр или функционал параметра модели объекта измерений, отражающий то его свойство, количественную оценку которого необходимо получить в результате измерений. Измеряемая величина всегда имеет размерность определенной ФВ, но представляет собой некоторую ее конкретизацию, обусловленную свойствами объекта измерений, которые связаны с поставленной целью измерений.

Измерительная информация, т.е. информация о значениях измеряемой ФВ, содержится в измерительном сигнале. Измерительный сигнал - это сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой ФВ. Он поступает на вход СИ, при помощи которого преобразуется в выходной сигнал, имеющий форму, удобную либо для непосредственного восприятия человеком восприятия человеком (субъектом измерения), либо для последующей обработке и передачи. Субъект измерения осуществляет выбор принципа, метода и средства измерений.

Принцип измерений- совокупность физических принципов, на которых основаны измерения, например, эффект Доплера для измерения скорости.

Метод измерений- это прем или совокупность приемов сравнения измеряемой ФВ с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения. Метод измерения должен по возможности иметь минимальную погрешность и способствовать исключению систематических погрешностей или переводу их в разряд случайных.

Методы измерения можно классифицировать по различным признакам. Известна классификация по основным измерительным операциям. Она тесно связана с элементарными СИ, реализующими эти операции.

Наиболее разработанной является классификация по совокупности приемов использования принципов и средств измерений. По этой классификации различают  метод непосредственной оценки и методы сравнения. Эти устоявшиеся в литературе названия не совсем удачны, поскольку наводят на мысль о возможности измерения без сравнения

 

Метод непосредственной оценки

 

 

Методы измерений

.

Методы сравнения

 

Замещения

Дифференциальный

Совпадений

Нулевой

 

 

[ Рисунок-таблица]: Классификация методов измерения

 

Сущность метода непосредственной оценки состоит в том, что о значении измеряемой величины судят по показанию одного (прямые измерения) или нескольких (косвенные измерения) средств измерений, которые заранее проградуированы в единицах измеряемой величины или единицах других величин, от которых она зависит. Это наиболее распространенный метод измерения. Его реализуют большинство средств измерений.

Простейшими примерами метода непосредственной оценки могут служить измерения напряжения электромеханическим вольтметром магнитоэлектрической системы или частоты импульсной последовательности методом дискретного счета, реализованным в электронно-счетном частотомере.

Другую группу образуют методы сравнения: дифференциальный, нулевой, совпадений, замещения. К ним относятся все те методы, при которых измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Следовательно, отличительной особенностью этих методов сравнения является непосредственное участие мер в процессе измерения.

При  дифференциальном методе измеряемая величина Х сравнивается непосредственно или косвенно с величиной Хм, воспроизводимой мерой. О значении величины Х судят по измеряемой прибором разности дельта Х= Х- Хм  и по известной величине Хм, воспроизводимой мерой. Следовательно, Х= Хм + дельта Х. При дифференциальном методе производится неполное уравновешивание измеряемой величины. Он сочетает в себе часть признаков метода непосредственной оценки и может дать весьма точный результат измерения, если только измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, мало отличаются друг от друга. Например, если разность этих двух величин составляет 1% и измеряется с погрешностью до 1%, тем самым погрешность измерения искомой величины уменьшается до 0,01% (если не учитывать погрешность меры).

Примером дифференциального метода может служить измерение вольтметром разности двух напряжений, из которых одно известно с большей точностью, а другое представляет собой искомую величину.

Нулевой метод является разновидностью дифференциального метода. Его отличие состоит в том, что результирующий эффект сравнения двух величин доводится до нуля. Это контролируется специальным измерительным прибором высокой точности- нуль -индикатором. В данной случае значение измеряемой величины равно значению, которое воспроизводит мера. Высокая чувствительность нуль- индикаторов, а также выполнение меры с высокой точностью позволяет получить малую погрешность измерения.

Пример нулевого метода- взвешивание на весах, когда на одном плече находится взвешиваемый груз, а на другом- набор эталонных грузов. Другой пример- измерение сопротивления с помощью уравновешенного моста.

Метод замещения заключается в поочередном измерении прибором искомой величины и выходного сигнала меры, однородного с измеряемой величиной. По результатам этих измерений вычисляется искомая величина. Поскольку оба измерения производятся одним и тем же прибором в одинаковых внешних условиях, а искомая величина определяется по отношению показаний прибора, погрешность результата измерения уменьшается в значительной мере. Так как погрешность прибора неодинакова в различных точках шкалы, наибольшая точность измерения получается при одинаковых показаниях прибора.

Пример метода замещения- измерение большого электрического активного сопротивления путем поочередного измерения силы тока, протекающего через контролируемый и образцовый резисторы. Питание цепи при измерениях должно осуществляться от одного и того же источника постоянного тока. Выходное сопротивление источника тока и измерительного прибора- амперметра должно быть очень мало по сравнению с измеряемыми сопротивлениями.

При методе совпадений разность между измеряемой величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Этот метод широко используется в практике неэлектрических измерений. Примером может служить измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом. Примером использования данного метода в электрических измерениях является измерение частоты вращения тела посредством стробоскопа.

Метод измерений реализуется в средстве измерений - техническом средстве, используемом при измерениях и имеющем нормированные метрологические свойства (ГОСТ 16263-70). Такое определение не совсем удачно. По сути дела, под СИ следует понимать техническое средство, предназначенное для измерений и позволяющее решать измерительную задачу путем сравнения измеряемой величины с единицей или шкалой ФВ.

Средство измерений является обобщенным понятием, объединяющем самые разнообразные конструктивно законченные устройства, которые обладают одним из двух признаков:

- вырабатывают сигнал (показание), несущий информацию о размере (значении) измеряемой величины;

-  воспроизводят величину заданного (известного) размера.

Объединение технических средств по этим двум признакам сделано только из соображений целесообразности общего метрологического анализа, удобства изложения и регламентации метрологических требований и правил, единых для всех видов СИ.

При использовании СИ весьма важно знать степень соответствия выходной измерительной информации истинному значению определяемой величины. Для ее установления введено правило, по которому требуется нормировать метрологические характеристики всех средств измерений. Метрологические характеристики - это характеристики свойств СИ, которые оказывают влияние на результат измерений и его погрешности и предназначены для оценки технического уровня и качества СИ, а также определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

Средство измерений входит в обе ветви структуры измерения. В реальности оно взаимодействует с объектом измерений, в результате чего появляется входной (для СИ) сигнал и отклик на него- выходной сигнал, подлежащий обработке с целью нахождения результата измерений и оценки его погрешности. В области отражений СИ описывается моделью, необходимой для эффективной обработки опытных данных. Эта модель представлена совокупностью его метрологических характеристик (см. выше).

В процессе измерений важную роль играют условия измерения - совокупность влияющих величин, описывающих состояние окружающей среды и средства измерений. Влияющая величина— это физическая величина, не измеряемая данным СИ, но оказывающая влияние на его результаты.

Изменение условий приводит к изменению состояния объекта измерения. Это в свою очередь определяет влияние условий измерения на выделенную ФВ и через нее – на измеряемую величину и отклонение значения действительной величины от той, что была определена при формировании измерительной задачи. Влияние условий измерения на СИ проявляется в изменение его метрологических характеристик. При этом та часть погрешности измерения, которая возникает из-за изменения условий, называется дополнительной погрешностью.

В соответствии с установленными для конкретных ситуаций диапазонами значений влияющих величин различают нормальные, рабочие и предельные условия измерений. Нормальные условия измерений – это условия, при которых влияющие величины имеют нормальные или находящиеся в пределах нормальной области значения. Нормальная область значений влияющей величины - это область, в пределах которой изменением результата измерений под воздействием влияющей величины можно пренебречь в соответствии с установленными нормами точности. Нормальные условия измерений задаются в нормативно- технической документации на СИ. 

 

Основные этапы измерений

Измерение- последовательность сложных и разнородных действий, состоящая из ряда этапов. Первым этапом любого измерения является  постановка измерительной задачи. Он включает в себя:

- сбор данных об условиях измерения и исследуемой ФВ, т.е. накопление априорной информации об объекте и ее анализ;

-  формирование модели объекта и определение измеряемой величины, что является наиболее важным, особенно при решении сложных измерительных задач. Измеряемая величина определяется с помощью принятой модели как ее параметр или характеристика. В простых случаях, т.е. при измерениях невысокой точности, модель объекта в явном виде не выделяется, а пороговое несоответствие пренебрежимо мало;

-  постановку измерительной задачи на основе принятой модели объекта измерения;

-  выбор конкретных величин, посредством которых будет находиться значение измеряемой величины;

-  формулирование уравнения измерения.

Вторым этапом процесса измерения является  планирование измерения.  В общем случае оно выполняется в следующей последовательности:

- выбор методов измерений непосредственно измеряемых величин и возможных типов СИ;

- априорная оценка погрешности измерения;

- определение требований к метрологическим характеристикам СИ и условиям измерений;

- выбор СИ в соответствии с указанными требованиями;

- выбор параметров измерительной процедуры (числа наблюдений для каждой измеряемой величины, моментов времени и точек выполнения наблюдений);

- подготовка СИ к выполнению экспериментальных операций;

- обеспечение требуемых условий измерений или создание возможности их контроля.

Эти первые два этапа, являющиеся подготовкой к измерениям, имеют принципиальную важность, поскольку определяют конкретное содержание следующих этапов измерения. Подготовка производится на основе априорной информации. Качество подготовки зависит от того, в какой мере она была использована. Эффективная подготовка является необходимым, но недостаточным условием достижения цели измерения. Ошибки, допущенные при подготовке измерений, с трудом обнаруживаются и корректируются на последующих этапах.

Третий, главный этап измерения- измерительный эксперимент. В узком смысле он является отдельным измерением. В общем случае последовательность действий во время этого этапа следующая:

- взаимодействие средств объекта измерений;

- преобразование сигнала измерительной информации;

- воспроизведение сигнала заданного размера;

- сравнение сигналов и регистрация результата.

Последний этап измерения- обработка экспериментальных данных. В общем случае она осуществляется в последовательности, которая отражает логику решения измерительной задачи:

- предварительный анализ информации, полученной на предыдущих этапах измерения;

-  вычисление и внесение возможных поправок на систематические погрешности;

-  формулирование и анализ математической задачи обработки данных;

- построение или уточнение возможных алгоритмов обработки данных, т.е. алгоритмов вычисления результата измерений и показателей его погрешности;

- анализ возможных алгоритмов обработки и выбор одного из них на основании известных свойств алгоритмов, априорных данных и предварительного анализа экспериментальных данных;

- проведение вычислений согласно принятому алгоритму, в итоге которых получают значение измеряемой величины и погрешностей измерений;

- анализ и интерпретация полученных результатов;

- запись результата измерений и показателей погрешности в соответствии с установленной формой представления.

Некоторые пункты данной последовательности могут отсутствовать при реализации конкретной процедуры обработки результатов измерений.

Задача обработки данных подчинена цели измерения и после выбора СИ однозначно вытекает из измерительной задачи и, следовательно является вторичной.

Перечисленные выше этапы существенно различаются по выполняемым операциям и их трудоемкости. В конкретных случаях соотношение и значимость каждого из этапов заметно варьирует. Для многих технических измерений вся процедура измерения сводится к экспериментальному этапу, поскольку анализ и планирование, включая априорное оценивание погрешности, выбор нужных методов и средств измерений осуществляется предварительно, а обработка данных измерений, как правило минимизируется.

Выделение этапов измерения имеет непосредственное практическое значение- способствует своевременному осознанному выполнению всех действий и оптимальной реализации измерений. Это в свою очередь позволяет избежать серьезных методических ошибок, связанных с переносом проблем одного этапа на другой.

 

 

Постулаты теории измерений

Как и любая другая наука, метрология строится на основе ряда основополагающих постулатов, описывающих ее исходные аксиомы. Построению и исследованию этих аксиом- постулатов посвящено большое число научных исследований. Однако считать, что исследования в этой области закончены, не представляется возможным. Приведенные и рассмотренные далее постулаты метрологии будут в дальнейшем безусловно уточняться и дополняться.

Следует отметить, что любая попытка сформулировать исходные положения теории измерений встречает принципиальные затруднения. Это связано с тем, что, с одной стороны, постулаты должны представлять собой объективные утверждения, а с другой- предметом метрологии являются измерения, т.е. вид деятельности людей, предпринимаемой ими для достижения субъективных целей.

Следовательно, необходимо сформулировать объективные утверждения, которые бы служили фундаментом научной дисциплины, имеющей существенный субъективный элемент.

Первым постулатом метрологии является постулат а: в рамках принятой модели объекта исследования существует определенная измеряемая физическая величина и ее истинное значение. Если, например, считать, что деталь представляет собой цилиндр (модель- цилиндр), то она имеет диаметр, который может быть измерен. Если же деталь нельзя считать цилиндрической, например ее сечение представляет собой эллипс, то измерять ее диаметр бессмысленно, поскольку измеренное значение не несет полезной информации о детали. И, следовательно, в рамках новой модели диаметр не существует. Измеряемая величина существует лишь в рамках принятой модели, т.е. имеет смысл только до тех пор, пока модель признается адекватной объекту. Так как при различных целях исследований данному объекту могут быть сопоставлены различные модели, то из постулата а вытекает следствие а1: для данной физической величины объекта измерения существует множество измеряемых величин (и соответственно их истинных значений).

Итак, из первого постулата метрологии следует, что измеряемому свойству объекта измерений должен соответствовать некоторый параметр его модели. Данная модель в течение времени, необходимого для измерения, должна позволять считать этот ее параметр неизменным. В противном случае измерения не могут быть проведены. Указанный факт описывается постулатом бетта:

 истинное значение измеряемой величины постоянно.

Выделив постоянный параметр модели, можно перейти к измерению соответствующей величины. Для переменной ФВ необходимо выделить или выбрать некоторый постоянный параметр и измерить его. В общем случае такой постоянный параметр вводится с помощью некоторого функционала. Примером таких постоянных параметров переменных во времени сигналов, вводимых посредством функционалов, являются средневыпрямленные или среднеквадратические значения. Данный аспект отражается в следствии бетта 1: для измерения переменной физической величины необходимо определить ее постоянный параметр- измеряемую величину.

При построении математической модели объекта измерения неизбежно приходится идеализировать те или иные его свойства. Модель никогда не может полностью описывать все свойства объекта измерений. Она отражает с определенной степенью приближения некоторые из них, имеющие существенное значение для решения данной измерительной задачи. Модель строится до измерения на основе априорной информации об объекте и с учетом цели измерения. Измеряемая величина определяется как параметр принятой модели, а его значение которое можно было бы получить в результате абсолютно точного измерения, принимается в качестве истинного значения данной измеряемой величины. Эта неизбежная идеализация, принятая при построении модели объекта измерения, обуславливает неизбежное несоответствие между параметром модели и реальным свойством объекта, которое называется пороговым. Принципиальный характер понятия «пороговое несоответствие» устанавливается постулатом гамма: существует несоответствие измеряемой величины исследуемому свойству объекта (пороговое несоответствие измеряемой величины). Пороговое несоответствие принципиально ограничивает достижимую точность измерений при принятом определении измеряемой ФВ.

Изменения и уточнения цели измерения, в том числе и такие, которые требуют повышения точности измерений, приводят к необходимос