Тема 4: Основы метрологии

1. Сущность и основные понятия метрологии

2. Виды измерений физических величин

3. Физические величины, как объекты измерения

4. Международная система единиц физических измерений

5. Средства измерений

1.

Метрология – наука об измерениях методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности. Она состоит из 3 частей:

1. Теоретическая

2. Прикладная

3. Законодательная

В теоретическую и практическую метрология включаются следующие вопросы:

1. Общая теория измерений

2. Основы определения физических величин объектов

3. Методы и средства измерений физических величин

4. Методы определения точности измерений

5. Способы определения и обеспечения единства измерений

Законодательная – создаются законы, эталоны.

Первоначально, метрология, занималась описанием различного рода мер (метры, кг) и монет. В 1875г. была заключена Метрическая конвенция и утверждено международное бюро мер и весов. В метрологии физическая величина трактуется, как свойство физического объекта или системы, которая является общим качественным отношением для многих объектов, но в количественном отношении индивидуально для каждого объекта. Измерять можно только конкретные величины. Для этого выбирают единицу измерения.

Используется так же шкала величин – это принятая по соглашению последовательность значений одноименных величин различного размера. Одна из главных задач метрологии – это обеспечение единства измерений физических величин. Она может быть решена при соблюдении условий:

1. Выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах

2. Установление допустимых ошибок, погрешностей результатов измерения

Законодательная метрология – включает комплексы взаимосвязанных общих правил, которые нуждаются в регламентации и контроле со стороны государства: утверждение типа средств измерений, их поверка, сертификация, государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений.

2.

Измерения – это нахождение значения физической величины опытным путем, с помощью специальных технических средств.

Измерения классифицируются по следующим признакам:

1. По способу получения информации выделяют:

1. Прямые измерения – непосредственное сравнение физической величины с ее мерой

2. Косвенные – значение величины устанавливается по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определенной зависимостью

3. Совокупные измерения – связаны с системой решением уравнений, которая составлена по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин

4. Совместные измерения – это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними

2. По характеру изменений измеряемой величины в процессе измерения:

1. Статистические измерения – связаны с определением характеристик случайных процессов (уровень шума, звуковой сигнал)

2. Динамические измерения – измерения изменяемых во времени величин

3. Статические измерения – измеряемая величина не меняется (длина какого-то изделия)

3. По количеству измерительной информации различают:

1. Однократные измерения

2. Многократные измерения

4. По отношению к основным единицам измерения:

1. Абсолютные измерения – используют прямое измерение одной или нескольких основных величин и физическая константа

2. Относительные измерения – основаны на установлении отношения измеряемой величины к однородной, применяемой в качестве единицы.

3.

Физическая величина – это одно из свойств физического объекта.

Измеряемая физическая величина – количественную физическую величину, измеряемая в соответствии с основной целью измерительной задачи.

Система единиц физических величин – совокупность основных и производных физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые (основные), а другие являются их функциями (производными).

Каждая физическая величина имеет определенную размерность.

Показатель размерности физической величины – это показатель степени, в которую возведена размерность основной физической величины.

4.

Реферат

1-ый попытался применить систему измерений Гаус. Основной единицей был мм. Абсолютная система. Система единиц физических измерений (основные см, грамм – единица массы, сек - время). Настоящее время – метр, кг, сек, ампер….

5.

Для практического измерения единиц физических величин применяются технические средства, которые имеют нормированные погрешности и называются средствами измерений. К ним относят: измерительные приборы, принадлежности, меры и т.д.

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера (гири, сантиметры и т.д.). На практике используют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер.

Наборы и магазины мер представляют собой объединения однозначных или многозначных мер для воспроизведения некоторых промежуточных значений (набор мер – набор лабораторных гирь; магазин мер – устройство).

К однозначным мерам относят стандартные образцы и стандартные вещества. Стандартный образец – это должным образом оформленная проба вещества или материала, которая подвергается метрологической аттестации. Стандартным образцом может быть, например, стандарт минералы.

При пользовании мерами следует учитывать номинальное, и действительное значение мер, погрешности меры и его разряд. Номинальное значение – это значение меры, указанное на ней. Действительное значение меры – указано в специальном свидетельстве, как результат высокоточного измерения с использованием эталона. Разность между номинальным и действительным значением называется погрешностью меры. Величина, противоположная по знаку погрешности представляет собой поправку к номинальному значению.

При поверке могут быть выявлены погрешности, меры подразделяются на разряды и называются разрядными эталонами.

Измерительные преобразователи – средства измерения, которые служат для преобразования сигнала измерительной информации в удобную форму, преобразователи либо входят в систему измерительного прибора, либо применяются самостоятельно. Они подразделяются на первичные (непосредственно воспринимают измерительную величину), передающие и промежуточные.

Измерительные приборы – позволяют получать измерительную информацию в удобной форме:

1. приборы прямого действия – отображают измерительную величину на показывающем устройстве

2. приборы сравнения – предназначены для сравнения измеряемых величин с величинами, значение которых известно

Измерительные установки и системы – совокупность средств измерений, объединенных со вспомогательными устройствами для измерения одной или нескольких физических величин. Эти системы используют для контроля производственных процессов статистически методов контроля.

Измерительные принадлежности – вспомогательные средства измерений величин, они используются если требуется высокая точность измерений.

По метрологическому назначению все средства измерений делятся на два вида: рабочие средства измерений и эталоны.

Тема