Метрология – это наука об измерениях и методах обеспечения их единства.
Измерение – эксперимент, в котором с помощью специальных технических средств размер измеряемой физической величины определяется с известной погрешностью как некоторое число общепризнаных единиц физической величины. При измерениях измеряемая величина сравнивается с образцовой величиной, воспроизводимой мерой (чаще всего опосредствовано).
Средство измерения - специальное техническое средство, предназначеное для осуществления измерения. Мера в метрологии - есть техническое устройство (одна их разновидностей средства измерения).
Единица физической величины - физическая величина (ФВ)
фиксированного размера, которой условно присвоено значение, равное
единице. Различают основные, производные, кратные, дольные,
когерентные, системные, внесистемные единицы.
Метод измерений – это совокупность приемов использования
принципов и средств измерений.
Различают методы - непосредственной оценки - значение измеряемой величины определяют непосредственно по многозначной мере (например, шкале линейки);
- противопоставления - измеряемая величина
и образцовая одновременно воздействуют на прибор сравнения (например – рычаные весы)
- дифференциальный - измеряется разность измеряемой величины и образцовой специальным прибором
- нулевой
- сводится к нулю разностное воздействие известной и неизвестной величин на прибор сравнения
- замещения – измеряемую величину заменяют известной
величиной, добиваясь одинаковой реакции
- совпадений – разность
измеряемой величины и образцовой измеряют, используя совпадение периодических меток (годится для многократно повторяющихся величин)
Методы измерений классифицируются по способу получения результата на:
- Прямые измерения – при которых искомое значение величины находят сразу как показание прибора
- Косвенные измерения – при которых искомое значение
величины находят по известной зависимости между этой величиной и
величинами, подвергаемыми прямым измерениям (например, нахождение площади прямоугольника по его
ширине и длине, или оружности по её диаметру)
- Известны также совокупные измерения и совместные измерения
Международная система единиц измеренияв ключает в себя следующие основые величины:
- длина (метр)
- масса (килограмм)
- время (секунда)
- сила тока (ампер)
- температура (кельвин)
- сила света (кандела)
- количество вещества (моль)
Погрешности измерений – отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины.
По числовой форме представления различают следующие погрешности:
- Абсолютная погрешность
- Относительные погрешности
- Относительная измеренная
- Относительная приведенная
По характеру проявления различают следующие погрешности:
- Систематические
- Случайные
- Грубые или промахи (как правило, не включаются в результат измерения)
По условиям эксплуатации средства измерения
различают следующие погрешности:
- Основная – это погрешность средства измерения при нормальных условиях
- Дополнительная погрешность
– это составляющая погрешности средства измерения, дополнительно
возникающая из-за отклонения какой-либо из влияющих величин или
неинформативных параметров от нормативного значения или выхода за
пределы нормальной области значений. Дополнительных погрешностей
столько, сколько функций влияния или неинформативных параметров.
Средства измерений (СИ) различают следующие:
- Измерительный преобразователь - (формально не принято его считать СИ) служит для преобразования измеряемой величины или в другую
величину, несомую аналоговым сигналом измерительной информации, или в цифровой код. Измерительный преобразователь (в отличие от просто преобразователя) имеет нормированные
метрологические характеристики. Особо выделяют первичные преобразователи (другое название -- датчики). Это те, что стоят на входе измерительной цепи и взаимодейстуют с измеряемой величиной.
- Измерительный прибор (ИП) – наиболее
распространенное средство измерения, вырабатывающее измерительную
информацию, доступную для восприятия наблюдателем.
- СИ могут быть функционально объединены в
измерительные установки.
- Если СИ соединяются между собой каналами связи, то такую совокупность
называют измерительной системой.
- Мера -- средство воспроизведения физической величины заданного размера.
У цифрового прибора имеется устройство отображения (или оглашения) кода значения измеренной величины. Код формируется автоматически и, следовательно, обыкновенно не содержит субъективной ошибки.Зато качественная оценка показаний аналогового прибора человеком обычно проходит быстрее, чем при работе с цифровым.
Чувствительность средства измерения – коэффицикнт, описывающий отношение реакции СИ к изменению измеряемой величины. Возможна чувствительность абсолютная и относительная. Абсолютная
характеризует изменение измеряемой величины, приходящееся на деление или квант шкалы. Относительная характеризует относительное изменение измеряемой величины, приходящееся на деление или квант шкалы. Абсолютная чувствительность обратно пропорциональна цене
деления. Чувствительность в некором смысле определяет минимальное изменение величины, которое можно обнаружить данным СИ.
Класс точности средств измерения – это обобщенная характеристика
средства измерения, которая включает в себя пределы (1) основной и (2)
дополнительных погрешностей и (3) другие влияющие на точность свойства, конкретные размеры которых указываются в стандартах и технических
условиях на соответствующий вид средств измерений.
Класс может назначаться, устанавливая либо (а) предел приведенной погрешности, либо (б) относительной, либо предел, устанавливаемый (в) формулой. Во всех случаях числа, описывающие классы выбираются из из рядов, установленных стандартами. При размещении на корпусе средства измерения
в случае (а) класс обводится окружностью, в случае (в) класс обозначается дробью c/d (например — 0,02/0,01).
Поверка – совокупность действий, выполняемых для
определения или оценки погрешностей СИ. Поверки бывают государственные
(внеплановые), обязательные (при производстве прибора) и периодические.
При поверке сравниваются меры или показатели измерительных приборов с
более точной образцовой мерой или с показаниями образцового прибора.
Класс точности образцового прибора должен быть на 3 единицы выше
поверяемого. В операцию
поверки входит редварительный внешний осмотр и проверка комплектности
прибора. Поверка производится по поверочной схеме, составленной
соответствующей метрологической организацией. Сроки и методы поверки
регламентируются нормативной документацией. Результаты поверки
оформляются в виде протокола и по окончании поверки делается вывод о
пригодности данного прибора к эксплуатации.
|
