Раздел 1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТРОЛОГИИ.
Тема 1.1 Основы теории и практики измерений
План:
1 Общие сведения.
2 Основные понятия, термины, определения.
3 Классификация измерительных приборов и их шкал.
Общие сведения.
Электротехнические измерения представляют собой совокупность электрических и электронных измерений, которые можно рассматривать как один из разделов метрологии. Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Порядок разработки и испытаний средств измерения, термины, определения, единицы физических величин и правила их применения узаконены стандартами Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) и другими обязательными к применению нормативными документами.
Результат измерения состоит из двух частей: числа, определяющего соотношение между измеряемой величиной и единицей измерения, и наименованием единицы измерения.
Запись любого результата измерения должна содержать пробел в один символ между частями, в противном случае может появиться неоднозначность ее прочтения: запись 100 Ом может быть понята как 1000 м и т.д.
|
|
Диапазон изменения измеряемых величии очень широк: по мощности — от долей микроватт (10-6) до десятков и сотен мегаватт (106); но напряжению — от долей микровольт (10-6) до десятков киловольт (103); по времени — от нескольких пикосекунд (10-12). до нескольких секунд. Такие широкие диапазоны не могут быть перекрыты приборами одного типа, одной конструкции или одного принципа действия.
Основным объектом исследования в электронике является электрический сигнал, в связи с чем возникает необходимость наблюдения формы и спектра электрических колебаний, а также генерирования их копий. В практике электронных измерений нашли широкое применение приборы, позволяющие наблюдать и регистрировать такие колебания: осциллографы, анализаторы спектра, характериографы; а в качестве источников электрических сигналов применяются измерительные генераторы.
Основные понятия, термины, определения.
Измерение — это процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью специальных средств. В зависимости от способа получения результата измерения делятся на прямые и косвенные.
При прямых измерениях искомая физическая величина определяется непосредственно по индикатору прибора: напряжение — вольтметра, частота — частотомера, сила тока — амперметра.
При косвенных измерениях интересующая нас величина находится расчетным путем по результатам измерений других величин, связанных с искомой величиной определенной функциональной зависимостью. Например, измерив силу тока и напряжение, на основании известной формулы можно определить мощность:
|
|
PX=UI.
Мера (прибор) — это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.
Физическая величина — это свойство, общее в качественном отношении для множества объектов, физических систем, их состояний и происходящих в них процессов, но индивидуальное в количественном отношении для каждого из них. Физические величины делятся на электрические, магнитные, пространственно-временные, тепловые и пр.
Значение физической величины — это оценка физической величины в принятых единицах измерения (например, 5 мА — значение силы тока, причем 5 — это числовое значение). Не следует говорить и писать «величина силы тока», «величина напряжения», поскольку сила тока и напряжение сами являются величинами. Следует использовать термины «значение силы тока», «значение напряжения».
Единица физической величины - это физическая величина, которой по определению присвоено стандартное числовое значение, равное единице.
Истинное (действительное) значение физической величины — это значение, свободное от погрешности. Нахождение истинного значения является главной проблемой метрологии, так как погрешности при измерении неизбежны. В связи с этим на практике за истинное значение принимают показание образцовой меры (прибора), погрешность которой пренебрежимо мала по сравнению с погрешностью применяемых рабочих мер (приборов).
Измеренное значение физической величины — это значение величины, отсчитанное по рабочей мере (прибору).
Измерительный прибор — это средство измерения, в результате применения которого измеряемая физическая величина становится показанием.