В зависимости от способа выражения результатов измерения разделяют на:
Раздел 1 Основы метрологии
Общие сведения о метрологии
Метрология – наука об измерениях, об обеспечении их единства,
о способах достижения требуемой точности, а также о методах и средствах достижения указанных целей.
Задачи, решаемые метрологией, можно условно разделить на научные, практические, законодательные. В соответствии с этим метрологию делят на общую, законодательную и прикладную.
Общая (теоретическая) метрология решает научные задачи: - разработки общей теории измерений; - совершенствования системы единиц; - разработке эталонов; - исследования вопросов математической обработки результатов измерений.
Законодательная метрология – это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразие средств измерений. Законодательная метрология реализуется через стандартизацию (установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условий эксплуатации (использования) и требований безопасности).
Прикладная метрология занимается решением практических задач. К практическим задачам метрологии относятся производство и выпуск в обращение рабочих средств измерений, обеспечивающих определение с требуемой точностью характеристик продукции, государственные испытания средств измерений, организация ведомственной поверки средств измерений, ревизия состояния измерений на предприятиях и организациях.
|
|
|
Главное практическое применение метрологии - поверочное дело – передача истинных значений единиц от эталонов к рабочим мерам и измерительным приборам, применяемым в науке, технике и других областях народного хозяйства.
Процесс и правила передачи единиц физических величин от эталонов к рабочим средствам измерений определяется поверочной схемой. Основными задачами метрологии являются: обеспечение единства измерений; установление единиц физических величин; обеспечение единообразия средств измерений; установление национальных (государственных) эталонов и рабочих средств измерений, контроля и испытаний, а также передачи размеров единиц от эталонов или рабочих эталонов рабочим средствам измерений; установление номенклатуры, методов нормирования, оценки и контроля показателей точности результатов измерений и метрологических характеристик средств измерений; разработка оптимальных принципов, приемов и способов обработки результатов измерения и методов оценки погрешностей.
|
|
|
Одной из главных задач метрологии является обеспечение единства измерений. Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. Единство измерений может быть выполнено при соблюдении двух основополагающих условий: выражение результатов измерений в узаконенных единицах; установление допускаемых погрешностей результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.
Виды измерений
Измерение – это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с еѐ единицей и получение значение этой величины.
Измерение – познавательный процесс, заключающийся в сравнении опытным путѐм измеряемой величины с некоторым значением, принятым за единицу измерения.
Из определения измерений следуют признаки измерений:
1) измеряются только физические величины, т.е. параметры реальных объектов;
|
|
|
2) измерение требует проведения опытов;
3) для проведения опытов требуются особые технические средства измерений;
4) результатом измерения является значение физической величины.
Основное уравнение измерения имеет следующий вид:
А = а Х , (1.1)
где А – измеряемая величина, а – единица измерения; Х – численное значение измеряемой величины при выбранной единице измерения.
Из уравнения следуют слагаемые процесса измерения:
1) воспроизведение единицы физической величины в виде меры;
2) преобразование измеряемого сигнала;
3) сравнение измеряемой величины с мерой;
4) фиксация результата измерения.
В зависимости от способа нахождения значения измеряемой величины измерения разделяют на:
1) прямые;
2) косвенные;
3) совокупные;
4) совместные.
Прямым называется измерение, когда искомое значение физической величины находится непосредственно из опытных данных. Это, например, измерение напряжения вольтметрам и силы тока – амперметрами. Математически прямые измерения можно охарактеризовать элементарной формулой
|
|
|
А = х, (1.2)
где х – значение величины, найденное путѐм еѐ измерения и называемое результатом измерения.
Косвенным называется измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.
Косвенные измерения можно охарактеризовать следующей формулой:
A = f(x1 , x2 ,…, xm), (1.3)
где x1 , x2 ,…, xm – результаты прямых измерений величин, связанных известной функциональной зависимостью f с искомым значением измеряемой величины А.
Это, например, измерение частоты и напряжения осциллографом, мощности методом амперметра-вольтметра, определение резонансной частоты колебательного контура по результатам прямых измерений ѐмкости и индуктивности контура, определение расстояния до места неоднородности в оптическом кабеле методом обратного рассеяния и т.д. При совокупных измерениях одновременно измеряют несколько одноимѐнных величин, а их искомые значения находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Например, измерения, при которых размер ѐмкости набора конденсаторов находят по известному значению ѐмкости одного конденсатора и результатам прямых сравнений размеров ѐмкостей различных сочетаний конденсаторов. Совместные измерения состоят в одновременном измерении двух или нескольких неодноимѐнных величин для нахождения зависимости между ними.
В зависимости от способа выражения результатов измерения разделяют на:
1) абсолютные;
2) относительные.
Абсолютные измерения – измерения одной или нескольких величин с использованием значений физических констант.
Относительные измерения – измерения отношения величины к одноименной величине, принимаемую за исходную. Например, отношения напряжений или мощностей в форме уровней в децибелах.
В зависимости от числа проведенных испытаний измерения разделяют на:
1) однократные – с использованием одного наблюдения;
2) многократные – с использованием многократных наблюдений.
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяют на:
1) статические – измеряемая величина остается неизменной в течение времени измерения;
2) динамические - измеряемая величина изменяется в течение времени измерения.
Методы измерений
Существует два основных метода измерения:
1) Метод непосредственной оценки, при котором размер измеряемой величины находится по шкале, по цифровому табло или экрану прибора, например, измерение напряжения вольтметром.
2) Метод сравнения с мерой, при котором значение измеряемой величины сравнивается со значением величины, воспроизводимой мерой. Данный метод имеет следующие разновидности:
2.1) Метод противопоставления, при котором значение величин измеряемой и воспроизводимой мерой, воздействует на прибор сравнения и с его помощью устанавливается отношение между этими величинами.
2.2) Дифференциальный (разностный) метод, при нѐм измеряемая величина определяется по разности между искомой величиной и величиной, воспроизводимой меры.
2.3) Нулевой метод – частный случай дифференциального, когда разность доводят до нуля.
2.4) Метод замещения – измеряемую величину замещают равной ей по величине мерой.
2.5) Метод совпадений - значение измеряемой величины определяют по совпадению сигналов, отметок или других признаков, относящихся к измеряемой и известной величинам.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 39; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!