Точность и погрешность измерений

М Е Т Р О Л О Г И Я

 

 

  Основы метрологии.

Метрология – область знаний и вид деятельности, связанный с измерением.

Объект метрологии – средства измерения, эталоны и методики выполнения измерений, физические величины.

Область метрологии – все точные науки, методы измерения качества и т.д.

 

задачи метрологии:

1. Учет продукции народного хозяйства, исчисляющиеся по длине, весу, массе, расходу энергии и мощности.

2. Измерения, проводимые для контроля и регулирования технического процесса и нормального функционирования оборудования.

3. Измерение физических величин, технических параметров, свойств и состава и т.д.

 

 

Метрология подразделяется:

1. Теоретическая метрология занимается вопросами фундаментальных исследований, созданием систем измерения и новых методов измерений.

2. Прикладная (практическая) занимается вопросами практического применения в различных сфера деятельности, результатов теоретических исследований в области метрологии.

3. Законодательная метрология включает в себя нормы и правила, направленные на единство измерений. Которые возводятся в ранг правовых положений, носят обязательный характер для использования и применения и контролируется ГОСТами.

 

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единых величинах, а погрешности измерений не входят в установленные рамки.

Условия обеспечения единства измерений:

1. Представление результатов измерений в узаконенных единицах, которые были бы одними и теми же везде где проводятся аналогичные измерения в одной области.

2. Погрешности измерений не превышают установленных пределов.

 

Средства измерения – техническое средство или их комплекс испытанное при измерениях и имеющее нормальные метрологические характеристики.

Классификация:

1. По конструктивному исполнению

1. По метрологическому назначению (однозначные многозначные, наборы мер).

 

Измерением называют – совокупность операции выполняемых с помощью технического средства, хранящего единиц величин и позволяющего сопоставлять с него измеряемую величину, полученные значения величины и есть результат измерений.

Одна из главных задач метрологии может быть решена при соблюдении двух условий, которые можно назвать основополагающими.

- Выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах;

- Установление допустимых ошибок результатов измерений и пределов, на которые они не должны выходить при заданной вероятности.

Погрешностью – называют отклонение значения измеряемой величины.

Обобщает все эти положения современные определения понятия – единство измерений – состояние измерений, при котором результаты выражены в указанных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

Виды измерений:

I. По способу получения информации измерения (измеряют) разделяют на:

1). Прямые измерения – непосредственные сравнения физической величины с ее мерой (сравнение искомой величины).

2). Косвенные измерения – отличаются от прямых тем, что искомое значение величин устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определенной зависимостью. Так если измерять силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, то по известной функциональной взаимосвязи всех трех названных величин можно рассчитать мощность электрической цепи.

3). Совокупные измерения – сопряжены с решением системы уравнения составляющих по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин. Решение системы уравнения дает возможность вычислить искомую величину.

4). Совместные измерения – измерения двух и более неоднородных физических величин для определения зависимости между.

 

Совокупные и совместные измерения применяются в измерениях различных параметров и характеристик в области электротехники.

 

II. По характеру измерения измеряемой величины в процессе, измерения бывают статические, динамические.

1). Статические связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т.д.

Статические измерения – имеют место когда измеряемая величина постоянна практически всегда.

2). Динамические измерения – связаны с такими величинами, которые в процессе бывают те или иные измерения.

 

Статические и динамические измерения в идеальном виде на практике редки.

 

 

ПРИСТАВКИ К НАЗВАНИЯМ ФИЗИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ.

Если используются единицы в 10, 100,… раз меньше принятых единиц.

 

Приставка	Обозначение	Множитель
1. Тэра	«Т»	1012
2. Гига	«Г»	103
3. Мега	«М»	106
4. Мириа	«Мр»	104
5. Кило	«к»	103
6. Гекто	«г»	102
7. Дека	«да»	10
8. Деци	«д»	10-1
9. Санти	«с»	10-2
10. Милли	«м»	10-3
11. Микро	«мк»	10-6
12. Нано	«н»	10-9
13. Пико	«к»	10-12
14. Фемто	«ф»	10-15

 

 

Скорость света – 300000 км/с

Световой год – 9,46х10¹²  км

 

Точность и погрешность измерений

Погрешность – это допустимая неточность при измерении, т.е. точность измерения зависит от цены деления прибора.

Погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора.

А=a+(-)∆a – где А – измерительная величина, a – результат измерений, ∆a – погрешность измерения

L=(11,4 +(-)0,5) см

 

 

Средства измерения: меры, измерительные преобразователи и т.п.

Для практического измерения единицы величины применяются технические средства, которые имеют нормированные погрешности и называются средствами измерения.

Мерой называют средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера.

Однозначные меры воспроизводят несколько размеров физической величины.

Набор мер представляет собой комплект однородных мер разного размера, что дает возможность применять их в нужных сочетаниях.

Магазин мер – сочетание мер, объединенных конструктивно в одно механическое целое, в котором предусмотрена возможность посредством ручных или автоматизированных переключателей.

Стандартный образец – это должным образом оформленная проба вещества (материала), которая подвергается метрологической аттестации с целью установления количественного значения определенной характеристики.

Нормированное называется значение меры, указанное на ней.

Действительное значение меры должно быть указано в специальном свидетельстве, как результат высококачественного измерения с использованием официального эталона.

Разрядными эталонами называют меры, которые используются для проверки измерительных средств.

Измерительный преобразователь – это средство измерений, которое служит для преобразования сигнала измерительной информации в форму для обработки или хранения, а также для передачи в показывающее устройство.

Измерительные приборы – это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем.

Прибор прямого действия – отображают измеряемую величину на показывающем уст ройстве, имеющем соответствующую градуировку в единицах этой величины.

Приборы сравнения – предназначаются для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны.

Измерительные установки и системы – это совокупность средств измерений, объединенных по функциональному признаку со вспомогательными устройствами, для измерения одной или нескольких физических величин объекта измерений.

Измерительные принадлежности – это вспомогательные средства измерений величин.

Рабочие средства измерений применяют для определения параметров технических устройств, технологических процессов, окружающей среды.

Лабораторные средства измерений – самые точные и чувствительные, а их показания характеризуются высокой стабильностью.

Производственные обладают устойчивостью к воздействиям различных факторов производственного процесса.

Полевые работают в условиях постоянно изменяющихся в широких пределах внешних воздействий.

 

Тема: Понятие о нормальном, действительном и предельных размерах.

 

По назначению различные размеры определяют величину и форму детали:

- координирующие размеры, которые определяют необходимое для правильной работы механизма, взаимное расположение ответственных поверхностей и осей деталей.

Так же могут быть технологические размеры необходимые для изготовления деталей и ее контроля. Технологические размеры – это размеры, указанные на наладке на операцию и служащие для настройки режущих инструментов относительно технологической базы.

 

Номинальный размер: Д – диаметр отверстия; d – диаметр вала; l – длина.

Это размер, относительно которого, определяют предельные размеры и которые служат началом отчета отклонений.

Для сокращения числа, типа размеров, материалов заготовок и деталей, режущего и измерительного инструмента, а также для управления технологических процессов, размеры полученные расчетом нужно округлять и приводить в соответствии со значениями, указанными в стандарте СЭВ «Нормативные линейные размеры»