Декабря . Э-118. Метрология. Основные положения в области метрологии.

Декабря. Э-118. Метрология. Основные положения в области метрологии.

Тема 1: Основные положения метрологии.

1.1 Основные метрологические понятия и определения.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Различают три направления в метрологии: теоретическая (фундаментальная) метрология, законодательная метрология и практическая (прикладная) метрология.

Теоретическая метрология – раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии.

Законодательная метрология – раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений в интересах общества.

Практическая метрология – раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии

Основные термины и определения в метрологии устанавливают РМГ 29–99 (Рекомендации по межгосударственной стандартизации). Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения.

Физическая величина – характеристика одного из свойств физического объекта, общая в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальная для каждого объекта (температура, сопротивление, сила тока и т.д.).

Значение физической величины – оценка размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.

Единица физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных физических величин.

Система единиц физических величин – совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами для заданной системы физических величин.

В настоящее время наибольшее распространение в мире имеет (узаконена в РБ и странах СНГ) Международная система единиц СИ. В качестве основных в этой системе используются семь единиц, через которые выражаются остальные единицы, именуемые производными. Основными в системе СИ выбраны единицы следующих физических величин:

1)массы – килограмм (кг);

2)длины – метр (м);

3)времени – секунда (с);

1

4)силы тока – ампер (А);

5)термодинамической температуры – кельвин (К);

6)силы света – кандела (кд);

7)количества вещества – моль (моль).

Измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. Данное техническое средство на-

зывают средством измерений.

Единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) –

комплекс нормативных документов межрегионального и межотраслевого уровней, устанавливающих правила, нормы, требования, направленные на достижение и поддержание единства измерений в стране (при требуемой точности), утверждаемых Госстандартом страны.

Тельные системы.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

Различают однозначные меры (гиря 1кг, нормальный элемент), многозначные меры (линейка – штриховая мера длины, магазин сопротивлений) и наборы мер (набор гирь).

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне, в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительные приборы могут быть классифицированы по различным признакам.

2

В зависимости от формы представления информации различают аналоговые и цифровые приборы. Аналоговым называют измерительный прибор, показания которого являются непрерывной функцией измеряемой величины, например, стрелочный вольтметр. В цифровом приборе осуществляется преобразование аналогового сигнала измерительной информации в цифровой код, и результат измерения отражается на цифровом табло.

Различают показывающие измерительные приборы и регистрирующие, приборы прямого действия и приборы сравнения.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других вспомогательных устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте.

Измерительная система - совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту и выработки измерительных сигналов в разных целях.

Взависимости от назначения измерительные системы разделяют на: измерительные информационные; измерительные контролирующие; измерительные управляющие и др.

Кроме средств измерений при выполнении измерений используются другие средства измерительной техники, в частности измерительные преобразователи.

Измерительный преобразователь – техническое средство с нормиро-

ванными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи.

Взависимости от функций, выполняемых преобразователями в измерительной цепи, они подразделяются на: первичные, промежуточные, передающие и масштабные.

Рабочие и эталоны.

Ные и рабочие.

Первичный эталон - эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.

Вторичный эталон - эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.

Рабочий эталон - эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Термин рабочий эталон заменил собой термин образцовое средство из-

мерений (ОСИ), что сделано в целях упорядочения терминологии и приближения ее к международной.

При необходимости рабочие эталоны подразделяют на разряды (1-й, 2- й,..., -й), как это было принято для ОСИ.

Вэтом случае передачу размера единицы осуществляют через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. При этом от последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передают рабочему средству измерений.

Различают также понятие исходный эталон.

Исходный эталон – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений.

Исходным эталоном в стране служит первичный эталон, исходным эталоном для республики, региона, министерства (ведомства) или предприятия может быть вторичный или рабочий эталон. Вторичный или рабочий эталон, являющийся исходным эталоном для министерства (ведомства) нередко назы-

вают ведомственным эталоном.

Первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства называ-

Виды измерений.

По способу нахождения искомого значения измеряемой физической ве-

Ния.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины находят непосредственно по показаниям средства измерений (измерение напряжения вольтметром, температуры термометром и т.д.).

Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины определяют на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Например, измерение сопротивления на основании закона Ома для участка цепи, когда вольтметром измеряют падение напряжения на сопротивлении и амперметром силу тока через сопротивление: R = U/I.

Косвенные измерения применяют, когда нет возможности выполнить прямое измерение (отсутствует нужное средство измерений) или когда они обеспечивают более высокую точность.

Совокупные измерения – измерения, проводимые одновременно для нескольких одноименных величин, при которых их искомые значения находят решением системы уравнений, составляемых по результатам прямых измерений различных сочетаний этих величин.

Пример совокупного измерения: измерение сопротивлений резисторов, соединенных треугольником, путем измерений сопротивлений между различными вершинами треугольника; по результатам трех измерений составляется система уравнений, из которой определяют сопротивления резисторов.

Совместные измерения – одновременные измерения двух или нескольких разнородных величин для определения зависимости между ними.

5

Пример совместного измерения: определяют зависимость сопротивления терморезистора от температуры Rt R 0(1 At Bt 2); измеряя сопротивление резистора при трех различных температурах, составляют систему из трех уравнений, из которых находят параметры R0, A и B зависимости.

Методы измерений.

Под методом измерений понимают прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенное в основу измерений.

Как известно, искомое значение физической величины находится посредством сопоставления ее с мерой, материализующей единицу этой величины.

В зависимости от способа применения меры различают методы непо-

Основы теории измерений.

https://yandex.ru/video/preview?filmId=2152286412431179861&from=tabbar&p=1&text=Основы+теории+измерений+в+метрологии.

 

Домашнее задание: краткий конспект.

 

 

7

декабря. Э-118. Метрология. Основные положения в области метрологии.